高边坡支护中自进式锚杆的应用

赵丹清

（长春市市政工程设计研究院重庆分院 重庆 400000）

0 引言

在设计时，一般将在10m以上及100m以下或者岩质边坡高度在15m以上及100m以下的边坡叫做高边坡[1]，由于在很多的项目设计时需要考虑的边坡数量有很多、跨越的地质单元角度、所在位置的地质条件相对复杂等一系列因素，有些时候因为一些特殊地质条件的影响，所以致使部分边坡有潜在的失去稳定性的不安全因素，这些不安全因素容易导致在施工初期出现大量的失稳现象及去多的变形现象，所以我们在设计时应该根据实际地质条件进行区分性设计不能以偏概全，及时调整方案，那这样我们就需要做好前期工作提早总结各种设计方法的优缺点。

自进式锚杆作为一种新式锚杆，它能将注浆、钻孔、锚固、锚杆安装合为一起，能够有效解决以为高边坡因复杂地质因素引起的造孔困难的问题[2]，保证工程进度，达到按照理想状态，是近年来设计时解决高边坡支护面对复杂地形时的较为合理的解决办法，并且已经在使用中取得了良好的效果。本文经过实际设计案例进行剖析，结合自进式锚杆的特点分析在高边坡支护中自进式锚杆的优点以及合理应用的方法。

1 自进式锚杆的特点

自进式锚杆由于将注浆、钻孔、锚固、锚杆安装结合于一身特点，所以它可以按照支点保护工程的所需的长度来切割加长，这个特点对于施工人员来说可以节省人力物力，而且使用方便[3]。自进式锚杆没有沿用传统的钢筋材料的做法，它使用相同截面且有一定厚度和硬度的空心钢管来代替，以这样的方式来保证能达到相应的抗拉强度。同时我们通过在锚杆里灌注泥浆的方式来提高岩石和锚杆间的握裹力和锚杆的密实程度，这样锚杆也就变得更为持久耐用。自进式锚杆的这些特点给它各方面都带来了许多的有点比如锚固承受能力大、比其他锚杆较轻、耐腐蚀性也比较好，所以在设计时如果条件允许我们更加偏向于使用自进式锚杆。

2 高边坡支护设计中采用自进式锚杆的优点

自进式锚杆已经在矿山、隧道、公路等方面有相当成熟的支护方案。相较于其它支护类型它有优越的性能和众多的分类。在面对不同的情况时，选择的锚杆材料也大不相同。自进式锚杆支护不仅有支架的作用而且还能够进行加固，与传统的通过重力方式使结构维持稳定的方式来说，自进式锚杆拥有更多的优点：

（1）能够在岩体和土体开挖之后，就提供支护力，这样可以使岩土体的自身强度提高，控制岩土体的变形等方面都有较为明显的作用。在设计时通过使用自进式锚杆在保障强度的同时简化部分计算内容。

（2）通过使用自进式锚杆可以进而提高岩土体的稳定性，使岩土体原始的应力状态得到改善。

（3）因为自进式锚杆能够合理的加强岩土体薄弱结构面的抗剪切强度，这样可以使岩土体其他方面的力学性能得以改善，设计时便可简化部分计算内容。

（4）设计时的原则便是让结构物尽可能的与岩土体紧密的结合在一起，形成共同抵抗外部力作用的系统，而我们使用自进式锚杆可以更加方便的达成这一目的，简化设计和施工结构。

（5）虽然设计时要保证零误差，但是在各个环节或者是施工时难免出现一些偏差，但是自进式锚杆可以调整锚杆的作用部位、密度、结构参数、方向和施作时机等等，这样就使得产生误差时最大程度的减小误差带来的损失。可以在获得最佳稳定效果的同时最大程度减小支护力。

（6）自进式锚杆的体积相对较小，这样可以明显的减少工程材料的造价，可以提高土地的利用率，有着非常明显的经济效益。

3 具体设计方案

（1）微型支护的设计方案，其直径一般在100～300mm以内，桩长在30m以内，它主要被用在中小型的坡面上[4]，此时如果不把头部进行连接，那么将会造成抗弯刚度较小的情况出现，此时我们需要将支护布置成网状结构，虽然现阶段并没有找到准确的计算方法，但是通过自进式锚杆的应用提供预紧力能够有效地减少对周边土体的干扰，以及可以获得在较小的区域内进行施工和加快施工速度等优势。但是如果出现边坡的规模超过一定值的情况，会造成下滑推力变大，没有办法使支护的抗剪切强度得到满足，致使成本很大程度的增加。所以在选择设计高边坡支护中使用自进式锚杆需要先确定基边坡的坡度，在保证路基的稳定性以及较少的经济投资的情况下，之后在经过仔细分析、全面考量结合坡率法和自进式锚杆等进行综合设计。以某个高边坡设计为例，设计组合边坡，综合了植被护坡的方法来美化边坡，对于不适合全放高边坡的，位置应该在边坡的下部分设计支护，结合坡率法和自进式锚杆的特点来使边坡的稳定性提高。运用比较方便的护坡技术来处理相对复杂的边坡条件，及时增加挖方及填方的工作量，保证填挖保持平衡，这样来降低治理时的经济成本。开挖时需要注意其稳定性，高边坡稳定数值模拟图如图1所示。

图1 高边坡开挖稳定数值模拟

（2）自进式锚杆对与高程130m及以上的边坡要适当的削坡，把边坡的表面进行平整度调整将坡面比削至1：1.2。高护边坡每距离10m高程需要留有3m宽的马道。坡面需要使用钢筋混凝土框架梁，梁架的尺寸为0.3×0.4m，梁架间距离3.0×3.0m，框架梁的节点位置使用直径为32mm的自进式锚杆，锚杆的长度为30m，锚固长度12m，设计时预设锚固段钻孔直径为150mm。为了使坡面拥有良好的额排水性，将坡面设计为PVC多孔排水管，每个管的直径为10cm、长度为3m，每个框格内设置一根，仰角角度为5°。设置多处排水沟于坡顶和马道，排水沟则需要和排水的管网进行衔接，锚杆安放位置案例如图2所示。

图2 自进式锚杆安放位置案例

使用上述方案进行加固后对边坡整体的稳定性进行计算，通过各种支护方式计算结果和支护强度及经济效益比较可以看出，常见的几种边坡支护方案使用支护之后，边坡的稳定性全部达到要求，但是考虑到经济效益和使用时的方便性我们设计时采用最终是选用了自进式锚杆。根据分析自进式锚杆方案在大型高边坡的支护方式中，有着经济上的有事，同时施工过程中，更有利于运输和安装，能够将施工区域限制降到最小，极大的缩短工期[5]。与此同时，使用自进式锚杆可极大的减少钻孔和减少预应力损失，使其获得较强的支护能力，这样可以说的上是大型高边坡支护的较为理想设计方案。

4 结语

在设计高边坡支护方案的过程中，边坡工程的大小对设计的整体质量有着严重的影响，高边坡具有治理费用昂贵及很大的治理难度等问题，因此，具有良好效果的高边坡支护设计方案就变得更加重要。我们通常使用的高边坡支护的主要设计方案包括：微型桩、半边桩设计方案、坡率法设计方案、板桩墙设计方案等，这些方案都需要结合相应的支护进行高边坡的加固，这些设计方案在相应的情况下都可以结合自进式锚杆进行设计，这样可以很大程度上减少治理的难度，降低治理时产生的费用，确保高边坡有良好的稳定性，既保证设计的高质量又保证施工的方便性。

通过使用自进式锚杆对高边坡进行加固的设计施工方案可以看出来，如果是非常容易碎的岩层中进行加固，使用普通锚杆不容易造孔，此时便显示出了自进式锚杆的优越性，能够将钻进、锚杆安装、注浆、锚固为一体的特征能有效应对这种地质。自进式锚杆可有效地将一般钢筋锚杆和部分预应力锚索进行替换，可以说是一种非常可靠的沿途锚固新技术，其应用前景特别广阔，并且不仅可以减少设计时的工作量还可以降低施工难度的同时保证工程质量，高边坡支护中使用自进式锚杆必将是未来的主流趋势。