摘要：工程施工中经常会遇到边坡防护，本文结合边坡锚杆支护工程施工实例，对深基坑边坡进行了受力分析，计算了下滑力，并以此为依据对支护锚杆进行了长度验算，最终确定了锚杆规格、长度、布设间距等，为现场施工提供了可靠的依据。最后，简要阐述了施工工艺流程和质量控制要点。
1前言
锚杆（bolt或bolting，又称土层锚杆、土钉）是在天然土层边壁中钻孔、放入受拉杆件、灌浆锚固形成。锚杆支护技术是一种先进的新型岩土加固技术，它充分利用原状土体自身的承载能力，通过密布锚杆及压力注浆，彻底改善加固区原状土体的力学性能，在边坡原状土体中形成加固区以抵抗不稳定的侧向土压力；边坡加固施工紧随开挖，迅速封闭开挖面，使的因开挖造成的土层应力释放及时得到控制，从而使边坡土体变形得到有效控制；用锚杆将不稳定的土压力引入深层土体中，借助稳定土层自身的承载力，提供有效的锚固力来平衡不稳定的压力，从而形成一种先进的深层承载力主动支护体系，与土体共同作用，充分发挥土层能量，从而提高边坡土层的整体性自身强度和自稳定能力，使边坡得以稳定。
锚杆支护技术具有工期短、造价低、稳定性高、施工界面美观、场地要求不高等特点，已广泛应用在边坡防护、隧道围岩加固等工程中。[1]
2锚杆支护
2.1工程概述
某跨线公路桥，双向四幅（B1、B2、B3、B4）十车道，宽76m，其中B1和B2为主路桥，B3和B4为辅路桥，主路桥宽16.5m，辅路桥宽13.2m，主路桥间距7.6m，辅路桥B4和主路桥B2间距4.2m，辅路桥B3和主路桥B1间距4.8m。全桥共5跨，每跨18m，桥梁全长103米。[1]
根据现场踏勘以及相关地质勘探资料，桥址地质为第四系全新统坡残积层粉质粘土（W4），局部为弱风化前寒武系混合岩（W2）。区域内地表水不发育，汛期时汇流面流水；地下水有孔隙潜水、基岩裂隙水等。
2.2边坡稳定性分析
该桥基坑受条件限制，基坑开挖最大深度14米，坡顶距施工便道仅有2m安全距离；基坑临施工便道一侧按照1：0.5放坡开挖，经过经济、安全分析比较论证，最终确定临便道一侧基坑坡面进行锚杆支护措施。
根据《路基支挡结构设计规范》和土力学理论，按照库仑土压力计算主动土压力。
主动土压力按下式计算：
主动土压力系数Ka按下式计算：
其中：φ为土的内摩擦角；ε为坡面与垂直线的夹角；
β为填土表面倾角；δ为墙背摩擦角；
经计算技术参数如下表：
2.3锚杆计算
2.3.1单孔锚杆根数计算
根据《路基支挡结构设计规范》规定，锚杆属于格式结构，要求布设间距3～5m，我们暂按3m间距计算和检验，布设4排。相关计算技术参数如下：
下滑力取T=155.66kN/m
锚杆间距S=3m
布设排数n=4
锚杆水平倾角α=15°
坡面综合倾角β=30°+25°/2=42°30′0″
锚杆拉力：Pt=T×cos（α+β）=83.636kN/m
每孔锚杆轴向拉力设计值：Nt=Pt×S/n=62.727kN
每孔锚杆杆体截面积：As=K×Nt/fy=418.2mm2
Nt：锚杆轴向承载力设计值（N）；
K：荷载安全系数，2.0～2.2之间，本式取K=2.0；
普通钢筋强度设计值：fy=300N/mm2；
选用钢筋：单根φ25钢筋，截面积490.9mm2；
每孔锚杆需设计钢筋根数=每孔锚杆杆体截面积As/单根φ25钢筋截面积=418.2/490.9=0.85根。
故每孔布置一根土φ25钢筋锚杆就能满足结构受力要求。[2]
2.3.2锚杆自由段长度计算
整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加应力(如下图)。锚杆自由段长度按下式计算：L=H
计算结果：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锚杆锚固长度计算
根据《路基支挡结构设计规范》规范要求，锚杆锚固段长度按照下式检算：
钢筋和水泥砂浆锚入岩层长度：La1=K×Nt/（π×D×frb）
钢筋锚入水泥砂浆长度：La2=K×Nt/（n×π×d×ξ×fb）
La：锚固段长度；
n：每孔钢筋根数；
K：安全系数，取2.0～2.5；
D：锚固体直径（mm），取D=91mm；
d：单根钢筋直径（mm）；
frb：锚孔壁与注浆体之间粘结强度设计值（MPa）；按规范取frb=0.1；
fb：钢筋与注浆体之间的粘结强度设计值（MPa）；按规范取frb=2.4；
ξ：折减系数，取0.7；
计算得：La1=4.39m；La2=0.95m
锚固段长度取La=4.39m
最终我们取锚杆锚固段长度为5m，间距3m，布置4排（如下图）。锚杆外竖向、横向各设4根φ20钢筋形成骨架，其余部位采用间距15×15cmφ10钢筋网片与骨架钢筋连接，然后喷射10cm厚C20护坡。
2.3.4锚杆长度确定
锚杆长度=自由段长度+锚固段长度=L+La
第一排锚杆长度=6.225m，共22根；
第二排锚杆长度=7.448m，共24根；
第三排锚杆长度=8.672m，共34根；
第四排锚杆长度=9.896m，共36根；
锚杆总延米=6.225×22+7.448×24+8.672×34+9.896×36=966.806（m）。[2]
3、材料、设备准备
3.1、主要工程数量
主要工程数量表
3.2、主要设备
钻机选用蜻蜓-30锚杆钻机，该钻机钻孔深度可达30m，提升能力40kN，且具有轻便灵活、易于操作等特点；选用UB3C型注浆泵，最大工作压力2MPa。
主要设备表
4、施工工艺流程
5、施工主要质量技术要求
1.成孔
孔位纵横向允许偏差±50㎜。
孔深允许偏差±50㎜。
孔径不允许负偏差。
孔内渣土应清理干净。
2.注浆
注浆采用注浆机压力注浆，两次注浆，注浆过程中途不得停浆，注浆压力不小于0.2MPa。
采用M30水泥净浆，浆液水灰比0.5。[3]
注浆管距离孔底30-50cm，浆体随拌随用，在第一次浆体初凝前进行第二次注浆。
3.喷射混凝土
1、面层喷射10㎝厚C20砼。粗骨料粒径最大不超过12㎜。
2、钢筋网片Φ10@150×150，采用绑扎而成，铺设时每边搭接长度应不小于200㎜。
3、横竖压筋焊接时不得有气孔、咬肉。[3]
6结束语
锚杆支护在边坡防护、隧道围岩加固等工程中广泛应用，本文结合桥梁基坑高边坡防护工程实例，通过对基坑边坡进行受力分析、锚杆验算等，为现场施工提供了可靠的参考依据。
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