淺析道路邊坡加固防護治理的策略
2015-06-24
長期以來,路基邊坡的綜合防護技術(shù)一直是公路建設(shè)中的一個常見但研究程度較低的課題。20世紀80年代中期以前,我國主要以低等級公路建設(shè)為主,因而路基邊坡問題相對較少,對邊坡的防護常常被忽視。進入20世紀90年代以后,我國大量修建高等級公路,遇到大量的高填深挖路基,邊坡穩(wěn)定問題日漸突出。20世紀90年代后期,中國公路建設(shè)進入了前所未有的高速發(fā)展階段,高等級公路路基邊坡的綜合治理日漸受到重視。隨著各地結(jié)合當?shù)毓こ虒嶋H,開展了一系列公路路基邊坡防護與加固的技術(shù)研究,路基邊坡穩(wěn)定性理論與實踐取得了很大的進展。
一、影響邊坡穩(wěn)定性的因素
影響邊坡穩(wěn)定的因素很多,總的歸納起來可分為兩大類,即:自然因素和人為因素。
(一)自然因素
公路是特殊的帶狀構(gòu)造物,每條公路都要穿越很多地區(qū),受地質(zhì)構(gòu)造和地形條件等因素的影響,每一區(qū)域都有不同的地質(zhì)和氣候條件。綜合影響邊坡穩(wěn)定的自然因素包括下列幾方面:地質(zhì)、地形、氣候和水文條件四個方面。在上述自然因素的作用下,邊坡極可能產(chǎn)生剝落、碎落、墜落、以及滑坍、塌坍、崩坍等病害。
(二)人為因素
一條公路的建設(shè)和使用管理,都是由人去實現(xiàn)的。根據(jù)建設(shè)的程序并結(jié)合已建公路的情況看,影響邊坡穩(wěn)定的人為因素可歸納為下列三個方面,即:設(shè)計因素、施工因素和養(yǎng)護管理因素。
二、邊坡防護與加固的基本要求
邊坡防護與加固的基本要求主要包括以下幾點:a根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質(zhì)和施工材料等情況,因地制宜、就地取材,選用適當?shù)姆雷o類型或采取綜合措施,以保證公路路基的穩(wěn)定,不能隨意取消或減少必要的邊坡防護工程措施。b在不良的氣候和水文條件下,對粉砂、細砂與易于風(fēng)化的巖石邊坡以及黃土類邊坡,均宜在土石方施土后及時防護。c對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段,沿河路基邊坡可設(shè)砌石護坡、石籠和水泥混凝土預(yù)制板等,以反抗水流的沖刷和淘刷。d坡面防護一般不考慮邊坡地層的側(cè)壓力,故要求防護的邊坡有足夠的穩(wěn)定性。e對高而陡的防護構(gòu)造物,設(shè)計和施工時要設(shè)置便于檢查、維修的安全設(shè)施。
三、邊坡加固措施
(一)坡面防護
路基邊坡表面的防護,主要是防止地面水流的沖刷,而且將坡面封閉隔絕、可避免與大氣直接接觸,阻止巖土進一步風(fēng)化。沿河路基的坡面防護,特別是浸水部分的坡面與坡腳防護,兼有加固的作用,可防止水流沖刷、沖擊和掏空。常見的坡面防護措施可歸納為植物防護、封閉防護、砌石防護。
路基邊坡植物防護包括植草、鋪草皮和種樹,適用于邊坡較緩的土質(zhì)或嚴重風(fēng)化的巖質(zhì)邊坡。植物防護可防止揚塵風(fēng)蝕,并美化環(huán)境;植被阻滯地面徑流,防止沖刷,有利于水土保持。植物防護可有效預(yù)防邊坡剝落、碎落、沖刷、坍落及表土滑溜等常見病害。由于其工程造價相對較低,且可優(yōu)化環(huán)境,植物防護被廣泛應(yīng)用于坡面防護。
封閉防護是采用礦質(zhì)材料(水泥砂漿、石灰三合土、水泥混凝土等),或采用其他材料。主要包括灌漿、勾縫、抹面、捶面、噴漿及噴射混凝土、防護面墻等。其中灌漿、勾縫、抹面、噴漿及噴射砼等防護多用于不同風(fēng)化程度的巖質(zhì)邊坡。
砌石防護是沖刷防護的主要防護形式,可分為干砌和漿砌片石兩種。砌石防護取材方便、施工簡單,是公路填方邊坡常用的防護措施,常用于沿河堤浸水部位坡面的防護,能有效的減少水流對路堤的沖刷,保持路堤的穩(wěn)定。
(二)擋墻防護
擋墻結(jié)構(gòu)是用于支撐、加固填土或山坡土體,防止其坍滑以保持穩(wěn)定的一種結(jié)構(gòu)物。在公路路基工程中擋墻被廣泛用于穩(wěn)定路堤、路塹及橋梁兩端的路基邊坡等。它主要用于承受土體側(cè)向土壓力。擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)對擋土墻地基基礎(chǔ)進行綜合地質(zhì)勘察,查明地基地質(zhì)條件和地基承載力,并分析預(yù)測擋土墻對環(huán)境產(chǎn)生的影響,確定必要的環(huán)境保護方案;在選擇類型時應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)、沖刷深度、荷載作用情況、環(huán)境條件、施工條件、工程造價等因素綜合考慮;在施工過程中應(yīng)采用合理的施工方法,盡量減少對環(huán)境和相鄰路基段的不利影響。按支擋結(jié)構(gòu)材料劃分可分為漿砌片石支擋結(jié)構(gòu)、混凝土支擋結(jié)構(gòu)、土工合成材料支擋結(jié)構(gòu)、復(fù)合型支擋結(jié)構(gòu)。
漿砌片石支擋結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式為重力式擋土墻。重力式擋土墻主要靠自身重量承受土側(cè)壓力,形式簡單、取材方便、施工簡單、適用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)及地震地區(qū)等地區(qū)的邊坡防護工程。它被廣泛用于公路路堤邊坡、路塹邊坡的支擋防護。重力式擋土墻構(gòu)造上要求埋深至少1m,有沖刷線應(yīng)在沖刷線以下至少1m。重力式擋土墻應(yīng)設(shè)有足夠的排水設(shè)施,以疏干墻后土體,防止墻背積水形成靜水壓力。排水措施包括墻背回填土的上部分應(yīng)相對不透水的土夯實封閉,防止地表水下滲;墻身設(shè)置泄水孔,排除墻后積水等?？紤]重力式擋土墻的經(jīng)濟性,其經(jīng)濟墻高一般不大于8.0m。
混凝土支擋結(jié)構(gòu)的主要形式包括懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻。懸臂式擋土墻和扶臂式擋土墻適用于石料缺乏、地基承載力較低的地段使用,墻高一般在5~8m。它通過鋼筋混凝土的共同作用,有效承受土體側(cè)壓力引起的剪應(yīng)力和彎矩。
土工合成材料支擋結(jié)構(gòu)主要形式包括預(yù)應(yīng)力錨索、錨索樁、土釘墻等。
預(yù)應(yīng)力錨索可用于土質(zhì)、巖質(zhì)底層的邊坡及地基加固,其錨固段應(yīng)置于穩(wěn)定底層中,它一般和抗滑樁結(jié)合組成錨索樁。預(yù)應(yīng)力錨索施工時應(yīng)注意:a、錨束放入鉆孔之前,應(yīng)檢查孔道是否阻塞及是否清理干凈,并檢查錨索體的質(zhì)量,確保錨束組裝滿足設(shè)計要求。安放錨束時,應(yīng)防止錨束扭壓、彎曲,注漿管宜隨錨體一同放入鉆孔,注漿管端部距管底宜為50mm～100mm,錨束放入角度應(yīng)與鉆孔角度保持一致,在入孔過程中,注意避免移動對中器、自由長度段無粘結(jié)護套或防腐體系出現(xiàn)損傷。b、錨桿正式張拉前,應(yīng)取0.1～0.2軸向拉力設(shè)計值對錨桿預(yù)張拉1～2次,使桿體完全平直,各部位接觸緊密。錨桿張拉前要求水泥漿體強度達到80%以上。c、注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)緊湊,中途不得中斷,使注漿工作在初始注入的漿液仍具塑性的時間內(nèi)完成;在注漿過程中,邊灌邊提注漿管,保證注漿管管頭插入漿液液面下50cm～80cm,嚴禁將導(dǎo)管拔出漿液面,以免出現(xiàn)斷桿。此外注漿用水要求采用飲用水,不得使用污水。
結(jié)語
路基邊坡坡面高陡,巖體破碎,土體松散,地下水豐富,其局部坍滑變形和破壞嚴重,應(yīng)根據(jù)該高邊坡病害的特征和規(guī)律,采用多種形式的邊坡防護措施進行綜合整治,以達到安全可靠和經(jīng)濟合理的目的。對于復(fù)雜路塹邊坡防護加固工程,應(yīng)做好坡體監(jiān)測工作,結(jié)合現(xiàn)場實際開挖揭示地層信息及坡體結(jié)構(gòu)條件,通過與勘察資料進行對比,再進行必要的調(diào)整完善,即進行動態(tài)設(shè)計和信息化施工,使邊坡治理安全可靠,工程費用也比較經(jīng)濟。隨著近年路基邊坡穩(wěn)定性保持及防護越來越受重視,路基邊坡加固防護治理技術(shù)得到了良好的應(yīng)用和發(fā)展。
