摘要:近年來,我國山區(qū)高速公路的建設(shè)工作取得了巨大的成就,與普通地區(qū)相比,山區(qū)地形起伏較大,國內(nèi)外的種種工程實踐均表明,如果未采取科學合理的防護措施,挖方高邊坡就會發(fā)生溜坍、落勢以及滑塌等災(zāi)害,情況嚴重時,甚至會出現(xiàn)滑坡,這不僅對高速公路工程的正常建設(shè)與運營帶來不良的影響,也影響著山區(qū)周圍人民群眾生活和生產(chǎn)的安全,錨桿框架梁防護法是近年來興起的一種防護方法,防護性能理想,造價低廉,本文主要以以吉林至琿春客運專線段的工程施工為例,分析錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應(yīng)用措施與注意事項。 

關(guān)鍵詞:錨桿框架梁 高邊坡路基防護 應(yīng)用 
  近年來,在改革開放的深入之下,我國的經(jīng)濟發(fā)展取得了巨大的成就,與此同時,國家的基礎(chǔ)建設(shè)工作也進行的如火如荼,各個地區(qū)山區(qū)通車的高速公路里程逐年增長。山區(qū)的地形與平地有著較大的區(qū)別,地形起伏大,因此,在修建山區(qū)高速公路時,是必須要進行高填深挖的,因此,挖方高邊坡也成為山區(qū)高速公路施工過程中一個普遍存在的現(xiàn)象。國內(nèi)外的種種工程實踐均表明,如果未采取科學合理的防護措施,挖方高邊坡就會發(fā)生溜坍、落勢以及滑塌等災(zāi)害,情況嚴重時,甚至會出現(xiàn)滑坡,這不僅對高速公路工程的正常建設(shè)與運營帶來不良的影響,也影響著山區(qū)周圍人民群眾生活和生產(chǎn)的安全。 
  除此之外,山區(qū)的高速公路屬于典型的帶狀工程,高邊坡支護的面積相對較大,因此,其防護措施也會對工程造價產(chǎn)生直接的影響,綜合以上幾個方面的因素,科學合理的挖方邊坡防護措施直接影響鐵路工程的承建質(zhì)量與工程造價。而高邊坡防護工作不僅要保證邊坡的安全性與穩(wěn)定性,也要符合環(huán)保低碳理念的要求,下面就以吉林至琿春客運專線工程實踐為例,分析錨桿框架梁在高邊坡路基防護中的應(yīng)用與注意事項。 
  1 工程概況 
  新建吉林至琿春客運專線自吉林站城際場引出,向東經(jīng)敦化、安圖西、延吉西,進入琿春市北郊設(shè)琿春北站,線路終點DK361+795。線路全長360.547km,其中吉林市境內(nèi)正線建筑長度113.926km,延吉市境內(nèi)正線建筑長度246.621km。
  本線JHSⅥ合同段為DK283+044.6~DK323+000,線路長36.315km。主要工程包括:管段范圍內(nèi)的改移道路,路基工程,橋涵工程,隧道工程,大臨工程(含施工便道等),與站前專業(yè)配套的站后工程及圖們地區(qū)既有線改造工程等。 
  GDK305+745~GDK305+845左側(cè)路塹三級邊坡采用C30鋼筋混凝土錨桿框架防護,其中GDK305+745~GDK305+758.84左側(cè)為橋梁范圍邊坡支擋設(shè)計,錨桿長10m,傾角20°,孔徑90mm,錨桿沿線路及坡面方向間距均為3.0m,框架內(nèi)采用空心磚客土種草及栽種灌木防護。 
  本段路基土層及全風化層為中~強膨脹,強風化巖層不具膨脹性,山間谷地地貌,自然坡度26~30°,地形陡峭,邊坡高差約30m,因此,在路塹邊坡開挖的過程中容易出現(xiàn)垮落與崩塌的情況,在邊坡成型之后,由于人工活動、風化、降雨的影響,邊坡也容易發(fā)生掉塊以及局部塌落的情況,甚至會發(fā)生淺層溜坍,因此,必須要采取防護措施,本工程選擇錨桿框架梁進行防護。 
  2 錨桿框架梁防護的優(yōu)勢分析 
  錨桿框架梁防護法是近年來興起的一種防護方法,與傳統(tǒng)的防護方法相比而言,錨桿框架梁防護法有著如下的優(yōu)勢: 
  2.1 節(jié)約材料,造價低廉 錨桿框架梁防護的實質(zhì)就是使用錨桿來加固土層,并利用錨桿將地層與梁結(jié)構(gòu)進行結(jié)合,形成共同體,這樣不僅能夠提升地層強度,有效改善地層力學性能,提升巖土的自穩(wěn)能力與強度,也能夠在一定程度上減少坡面防護圬工數(shù)量,因此,與傳統(tǒng)的防護措施相比,錨桿框架梁有著節(jié)約工程材料的特征,也能夠有效降低工程造價。 
  2.2 綠化效果理想,符合環(huán)保要求 錨桿框架梁可以有效減少坡面防護圬工數(shù)量,也能夠使用掛三維噴播植草或者掛雙網(wǎng)噴有機材料對框架中的邊坡進行綠化,因此,就可以有效的改善整個邊坡的綠化情況,能夠保障挖方邊坡的環(huán)境與周圍環(huán)境協(xié)調(diào),既可以保護生態(tài)平衡,又能夠達到美化公路的效果。 
  2.3 動態(tài)性特點 考慮到挖方高邊坡工程范圍長、分布廣,在設(shè)計與勘查階段很難收集到全面的信息,在這種情況下,提出科學的防護措施是不可能的,因此,具體的防護措施還需要根據(jù)施工情況的變化進行考慮。在施工過程中需要根據(jù)邊坡地質(zhì)情況及時的優(yōu)化原先的設(shè)計,這樣就可以有效提升防護措施的科學性。而錨桿框架梁防護就能夠使用邊開挖邊防護的模式進行,也可以根據(jù)地質(zhì)的變化及時調(diào)整好錨桿與框架的尺寸,有著隨機補強以及隨機優(yōu)化的特點,這樣,施工人員就能夠?qū)ν诜礁哌吰聦嵤┬畔⒒膭討B(tài)設(shè)計,提升防護的效果與經(jīng)濟效益。 
  下面就以吉林至琿春客運專線段的工程實踐為例,分析挖方高邊坡錨桿框架梁防護的設(shè)計、施工以及其他事項。 
  3 錨桿框架梁的設(shè)計方式 
  對于錨桿框架梁的設(shè)計需要遵循以下的原則: 
  首先,分析每個路段的地質(zhì)勘察資料,查看巖土體的風化程度、工程特點、完整程度、結(jié)構(gòu)面組合關(guān)系、結(jié)構(gòu)面特性、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件等因素確定好挖方邊坡坡率,再使用赤平投影對挖方邊坡的穩(wěn)定性進行分析,對邊坡的穩(wěn)定性進行定性分析,其類型包括五種,即最穩(wěn)定的、穩(wěn)定的、較穩(wěn)定的、較不穩(wěn)定的、不穩(wěn)定的,對于前三種類型的邊坡,錨桿框架梁的支護只要考慮淺層即可,對于后兩種類型的邊坡,就需要對邊坡穩(wěn)定性進行計算,根據(jù)計算結(jié)果來確定錨桿長度,具體的設(shè)計與施工方式如下。 
  3.1 錨桿的設(shè)計方法 根據(jù)本工程的實際情況,錨桿使用全長粘結(jié)性錨桿,選擇HRB335鋼筋作為桿體材料, 
  錨桿根據(jù)軸心手拉構(gòu)件進行設(shè)計,錨筋面積為:A=K; 
  在上式之中,A代表鋼筋橫截面積、K代表負載安全系數(shù)、N代表錨桿軸向拉力值、f代表鋼筋抗拉設(shè)計強度。 
  對于穩(wěn)定且沒有不利結(jié)構(gòu)面的邊坡,只需要考慮淺層即可,本工程選擇單根φ18鋼筋,長度為4.0m、孔徑為50mm的錨桿。對于邊坡不穩(wěn)定的挖方高邊坡,其錨桿長度需要根據(jù)邊坡穩(wěn)定性進行計算,在計算錨桿有效錨固端長度不宜小于2.0m。 
  3.2 框架梁的設(shè)計 框架梁單元形狀使用矩形,單元尺寸選擇3.0m×3.0m,錨桿設(shè)置于框架梁節(jié)點處,框架梁截面使用矩形截面,框架梁中的剪力與彎矩根據(jù)計算結(jié)果決定,附加安全系數(shù)為1.23,荷載分項系數(shù)為1.3,梁內(nèi)主筋使用HRB335鋼筋。 
  4 錨桿框架梁防護施工技術(shù)要點 
  4.1 錨桿施工 在進行施工之前需要先進行清坡,再根據(jù)綠化要求修坡,保持坡面的平整,在進行錨桿施工時,需要注意到幾個問題:第一,嚴格遵循設(shè)計規(guī)范定位孔位,并作出標記,將誤差控制在5cm之內(nèi),對于頁巖、泥巖等錨桿孔,施工干鉆,避免孔內(nèi)出現(xiàn)積水。第二,在安裝錨桿之前,應(yīng)該檢查好原材料的品種、規(guī)格與型號,看錨桿技術(shù)性能與質(zhì)量能否滿足設(shè)計需求。砂漿以中砂和細砂為宜,粒徑不能超過2.5mm,在使用前進行過篩處理,保障砂漿的強度。第三,在安裝錨桿之前,需要進行試驗,選擇不同類型錨桿數(shù)量的3%以上進行試驗,試驗結(jié)果符合國家標準方可投入使用。 
  4.2 施工注意事項 在施工開始前,需要對地質(zhì)情況進行深入的分析,對于無特殊設(shè)計的邊坡,就需要進行優(yōu)化,邊坡的開挖宜使用從上到下的形式,在挖方過程中需要進行全程的監(jiān)測,查看地質(zhì)信息,再對獲取的信息進行收集和分析,以此來調(diào)整支護方案。 
  5 結(jié)語 
  總而言之,錨桿框架梁是一種理想的挖方高邊坡防護方式,能夠降低工程造價、節(jié)約工程材料,也有著良好的綠化效果,便于施工人員根據(jù)地質(zhì)信息的變化情況來及時的調(diào)整施工方案,基本實現(xiàn)了高邊坡路基防護工作的信息化管理,具備理想的社會效益與經(jīng)濟效益,該種模式是值得在山區(qū)公路施工中進行推廣和使用的。 
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