摘要：工程施工中經(jīng)常會(huì)遇到邊坡防護(hù)，本文結(jié)合邊坡錨桿支護(hù)工程施工實(shí)例，對(duì)深基坑邊坡進(jìn)行了受力分析，計(jì)算了下滑力，并以此為依據(jù)對(duì)支護(hù)錨桿進(jìn)行了長(zhǎng)度驗(yàn)算，最終確定了錨桿規(guī)格、長(zhǎng)度、布設(shè)間距等，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供了可靠的依據(jù)。最后，簡(jiǎn)要闡述了施工工藝流程和質(zhì)量控制要點(diǎn)。
1前言
錨桿（bolt或bolting，又稱土層錨桿、土釘）是在天然土層邊壁中鉆孔、放入受拉桿件、灌漿錨固形成。錨桿支護(hù)技術(shù)是一種先進(jìn)的新型巖土加固技術(shù)，它充分利用原狀土體自身的承載能力，通過密布錨桿及壓力注漿，徹底改善加固區(qū)原狀土體的力學(xué)性能，在邊坡原狀土體中形成加固區(qū)以抵抗不穩(wěn)定的側(cè)向土壓力；邊坡加固施工緊隨開挖，迅速封閉開挖面，使的因開挖造成的土層應(yīng)力釋放及時(shí)得到控制，從而使邊坡土體變形得到有效控制；用錨桿將不穩(wěn)定的土壓力引入深層土體中，借助穩(wěn)定土層自身的承載力，提供有效的錨固力來平衡不穩(wěn)定的壓力，從而形成一種先進(jìn)的深層承載力主動(dòng)支護(hù)體系，與土體共同作用，充分發(fā)揮土層能量，從而提高邊坡土層的整體性自身強(qiáng)度和自穩(wěn)定能力，使邊坡得以穩(wěn)定。
錨桿支護(hù)技術(shù)具有工期短、造價(jià)低、穩(wěn)定性高、施工界面美觀、場(chǎng)地要求不高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在邊坡防護(hù)、隧道圍巖加固等工程中。[1]
2錨桿支護(hù)
2.1工程概述
某跨線公路橋，雙向四幅（B1、B2、B3、B4）十車道，寬76m，其中B1和B2為主路橋，B3和B4為輔路橋，主路橋?qū)?6.5m，輔路橋?qū)?3.2m，主路橋間距7.6m，輔路橋B4和主路橋B2間距4.2m，輔路橋B3和主路橋B1間距4.8m。全橋共5跨，每跨18m，橋梁全長(zhǎng)103米。[1]
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘以及相關(guān)地質(zhì)勘探資料，橋址地質(zhì)為第四系全新統(tǒng)坡殘積層粉質(zhì)粘土（W4），局部為弱風(fēng)化前寒武系混合巖（W2）。區(qū)域內(nèi)地表水不發(fā)育，汛期時(shí)匯流面流水；地下水有孔隙潛水、基巖裂隙水等。
2.2邊坡穩(wěn)定性分析
該橋基坑受條件限制，基坑開挖最大深度14米，坡頂距施工便道僅有2m安全距離；基坑臨施工便道一側(cè)按照1：0.5放坡開挖，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、安全分析比較論證，最終確定臨便道一側(cè)基坑坡面進(jìn)行錨桿支護(hù)措施。
根據(jù)《路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和土力學(xué)理論，按照庫(kù)侖土壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力。
主動(dòng)土壓力按下式計(jì)算：
主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka按下式計(jì)算：
其中：φ為土的內(nèi)摩擦角；ε為坡面與垂直線的夾角；
β為填土表面傾角；δ為墻背摩擦角；
經(jīng)計(jì)算技術(shù)參數(shù)如下表：
2.3錨桿計(jì)算
2.3.1單孔錨桿根數(shù)計(jì)算
根據(jù)《路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，錨桿屬于格式結(jié)構(gòu)，要求布設(shè)間距3～5m，我們暫按3m間距計(jì)算和檢驗(yàn)，布設(shè)4排。相關(guān)計(jì)算技術(shù)參數(shù)如下：
下滑力取T=155.66kN/m
錨桿間距S=3m
布設(shè)排數(shù)n=4
錨桿水平傾角α=15°
坡面綜合傾角β=30°+25°/2=42°30′0″
錨桿拉力：Pt=T×cos（α+β）=83.636kN/m
每孔錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值：Nt=Pt×S/n=62.727kN
每孔錨桿桿體截面積：As=K×Nt/fy=418.2mm2
Nt：錨桿軸向承載力設(shè)計(jì)值（N）；
K：荷載安全系數(shù)，2.0～2.2之間，本式取K=2.0；
普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fy=300N/mm2；
選用鋼筋：?jiǎn)胃?phi;25鋼筋，截面積490.9mm2；
每孔錨桿需設(shè)計(jì)鋼筋根數(shù)=每孔錨桿桿體截面積As/單根φ25鋼筋截面積=418.2/490.9=0.85根。
故每孔布置一根土φ25鋼筋錨桿就能滿足結(jié)構(gòu)受力要求。[2]
2.3.2錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算
整根錨桿分為自由段和錨固段，自由段是指將錨桿頭處的拉力傳至錨固體的區(qū)域，其功能是對(duì)錨桿施加應(yīng)力(如下圖)。錨桿自由段長(zhǎng)度按下式計(jì)算：L=H
計(jì)算結(jié)果：第一排H=3m，L=1.225m，共22根；
第二排H=6m，L=2.448m，共24根；
第三排H=9m，L=3.672m，共34根；
第四排H=12m，L=4.896m，共36根；
2.3.3錨桿錨固長(zhǎng)度計(jì)算
根據(jù)《路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范要求，錨桿錨固段長(zhǎng)度按照下式檢算：
鋼筋和水泥砂漿錨入巖層長(zhǎng)度：La1=K×Nt/（π×D×frb）
鋼筋錨入水泥砂漿長(zhǎng)度：La2=K×Nt/（n×π×d×ξ×fb）
La：錨固段長(zhǎng)度；
n：每孔鋼筋根數(shù)；
K：安全系數(shù)，取2.0～2.5；
D：錨固體直徑（mm），取D=91mm；
d：?jiǎn)胃摻钪睆剑╩m）；
frb：錨孔壁與注漿體之間粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）；按規(guī)范取frb=0.1；
fb：鋼筋與注漿體之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）；按規(guī)范取frb=2.4；
ξ：折減系數(shù)，取0.7；
計(jì)算得：La1=4.39m；La2=0.95m
錨固段長(zhǎng)度取La=4.39m
最終我們?nèi)″^桿錨固段長(zhǎng)度為5m，間距3m，布置4排（如下圖）。錨桿外豎向、橫向各設(shè)4根φ20鋼筋形成骨架，其余部位采用間距15×15cmφ10鋼筋網(wǎng)片與骨架鋼筋連接，然后噴射10cm厚C20護(hù)坡。
2.3.4錨桿長(zhǎng)度確定
錨桿長(zhǎng)度=自由段長(zhǎng)度+錨固段長(zhǎng)度=L+La
第一排錨桿長(zhǎng)度=6.225m，共22根；
第二排錨桿長(zhǎng)度=7.448m，共24根；
第三排錨桿長(zhǎng)度=8.672m，共34根；
第四排錨桿長(zhǎng)度=9.896m，共36根；
錨桿總延米=6.225×22+7.448×24+8.672×34+9.896×36=966.806（m）。[2]
3、材料、設(shè)備準(zhǔn)備
3.1、主要工程數(shù)量
主要工程數(shù)量表
3.2、主要設(shè)備
鉆機(jī)選用蜻蜓-30錨桿鉆機(jī)，該鉆機(jī)鉆孔深度可達(dá)30m，提升能力40kN，且具有輕便靈活、易于操作等特點(diǎn)；選用UB3C型注漿泵，最大工作壓力2MPa。
主要設(shè)備表
4、施工工藝流程
5、施工主要質(zhì)量技術(shù)要求
1.成孔
孔位縱橫向允許偏差±50㎜。
孔深允許偏差±50㎜。
孔徑不允許負(fù)偏差。
孔內(nèi)渣土應(yīng)清理干凈。
2.注漿
注漿采用注漿機(jī)壓力注漿，兩次注漿，注漿過程中途不得停漿，注漿壓力不小于0.2MPa。
采用M30水泥凈漿，漿液水灰比0.5。[3]
注漿管距離孔底30-50cm，漿體隨拌隨用，在第一次漿體初凝前進(jìn)行第二次注漿。
3.噴射混凝土
1、面層噴射10㎝厚C20砼。粗骨料粒徑最大不超過12㎜。
2、鋼筋網(wǎng)片Φ10@150×150，采用綁扎而成，鋪設(shè)時(shí)每邊搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于200㎜。
3、橫豎壓筋焊接時(shí)不得有氣孔、咬肉。[3]
6結(jié)束語(yǔ)
錨桿支護(hù)在邊坡防護(hù)、隧道圍巖加固等工程中廣泛應(yīng)用，本文結(jié)合橋梁基坑高邊坡防護(hù)工程實(shí)例，通過對(duì)基坑邊坡進(jìn)行受力分析、錨桿驗(yàn)算等，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供了可靠的參考依據(jù)。
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