公路邊坡病害分析及其防治技術(shù)
2015-07-27
0.引言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，公路交通事業(yè)發(fā)展迅速，我國(guó)修建了大量的高等級(jí)公路。受地質(zhì)構(gòu)造、巖體風(fēng)化、路基挖方及橋梁施工對(duì)山體開(kāi)挖的影響，公路邊坡的穩(wěn)定性下降，常常出現(xiàn)滑坡、崩塌、剝落等工程病害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)萍s公路建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量。公路邊坡防治設(shè)計(jì)是公路設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一，應(yīng)綜合考慮公路等級(jí)、水文地形條件、地質(zhì)及材料來(lái)源等情況，合理布局、因地制宜地選擇實(shí)用、合理、經(jīng)濟(jì)的防治措施，以確保公路邊坡工程的穩(wěn)定性和運(yùn)營(yíng)后的行車(chē)安全，同時(shí)達(dá)到與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)、保持生態(tài)平衡和美化公路的效果。
1.公路邊坡的破壞形式及病害類(lèi)型
1.1公路邊坡的破壞形式
公路邊坡破壞形式取決于邊坡的巖土體成分及其特性，包括巖土體物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)等。公路邊坡包括土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡，對(duì)于土質(zhì)邊坡，土層結(jié)構(gòu)決定它的穩(wěn)定性，該類(lèi)型邊坡的破壞形式主要有圓弧形滑動(dòng)和直線(xiàn)形滑動(dòng)。
而對(duì)于巖質(zhì)邊坡，受巖石類(lèi)別、巖體結(jié)構(gòu)、巖層走向、傾向與坡面走向等的影響，巖質(zhì)邊坡破壞類(lèi)形式分為楔形破壞、圓弧破壞、平面破壞和傾倒破壞等。
1.2公路邊坡的病害類(lèi)型
根據(jù)公路邊坡巖土性質(zhì)、工程地質(zhì)及地下水的差異，并考慮其變形破壞運(yùn)動(dòng)特征和規(guī)模，總結(jié)歸納公路邊坡常見(jiàn)病害類(lèi)型有以下9種：滑坡、崩塌、剝落、泥石流、落石、溜坍、坍塌、傾倒、錯(cuò)落。其中滑坡、崩塌、剝落是公路邊坡中最為常見(jiàn)的病害類(lèi)型。
?。?）滑坡?；率侵感逼律系膸r土體長(zhǎng)期受地下水、地表水及人為活動(dòng)的影響，在重力作用下沿其軟弱面（或軟弱帶），緩慢向下滑動(dòng)并以水平運(yùn)動(dòng)為主的坡體地質(zhì)病害現(xiàn)象，具有蠕動(dòng)變形、滑動(dòng)破壞和漸趨穩(wěn)定三個(gè)階段，有時(shí)也具有高速急劇移動(dòng)現(xiàn)象。滑坡按其引起滑動(dòng)的力學(xué)性質(zhì)，分為牽引式和推移式滑坡。
?。?）崩塌。崩塌是指陡坡上的巨大巖體或土體，在重力和其他外力作用下，突然從母體上脫離而向下崩落的現(xiàn)象，崩塌過(guò)程中巖體或土體會(huì)順著斜坡迅速的翻滾、跳躍、相互撞擊，最后堆積在坡腳。崩塌并不是一種連續(xù)的變形，它具有運(yùn)動(dòng)學(xué)的特征，常分為滑移型崩塌、錯(cuò)斷式崩塌和傾倒型崩塌三種類(lèi)型。
?。?）剝落。剝落是指公路邊坡坡面裸露的巖體受巖石物理風(fēng)化和水理的作用逐漸演變成碎屑物質(zhì)剝離底層巖面而不斷沿著邊坡墜落的病害現(xiàn)象。風(fēng)化剝落是較為常見(jiàn)的公路邊坡病害類(lèi)型，硬質(zhì)巖一般剝落較為緩慢，而軟質(zhì)巖剝落相對(duì)嚴(yán)重。公路邊坡坡面剝落通常對(duì)道路安全影響不大，但長(zhǎng)期風(fēng)化剝落會(huì)造成邊坡巖體破壞，最終會(huì)使上部硬質(zhì)巖體形成危巖。
2.公路邊坡防治技術(shù)
公路邊坡在雨水、風(fēng)、冰凍等自然因素和人為因素的作用下，經(jīng)常發(fā)生變形和破壞，產(chǎn)生各種工程病害，常見(jiàn)的主要處理措施有：
2.1清除滑坡體
對(duì)無(wú)向上或向兩側(cè)發(fā)展趨勢(shì)的小型滑坡，可考慮將整個(gè)滑坡體挖除；用某些導(dǎo)滑工程，將滑坡的滑動(dòng)方向改變，使其不危害工程建設(shè)。
2.2治理地表水
在滑坡體周?chē)鹘厮疁?，防止地表水進(jìn)入滑坡范圍內(nèi)；在滑坡范圍內(nèi)修筑合理的排水設(shè)施，將地表水排出滑坡體范圍，同時(shí)應(yīng)注意排水設(shè)施的防滲，防止排水設(shè)施滲漏。
2.3治理地下水
加強(qiáng)滑坡范圍外的截水溝，切斷其補(bǔ)給來(lái)源；針對(duì)出露的泉水和濕地等，做排水溝或滲溝，將水引出滑坡體外；滑坡體前緣，常因坡體內(nèi)的地下水活動(dòng)而松軟、潮濕，引起坡體坍塌滑動(dòng)，為此可作滲溝疏干，或作小盲溝，起到支撐和疏干作用。
2.4上部減重和下部反壓
?。?）上部減重：對(duì)推移式滑坡，在上部主滑地段減重，能夠起到根治滑坡的效果。而對(duì)其它性質(zhì)的滑坡，在主滑地段減重也能起到減小下滑力的作用，減重一般適用于滑坡床為上陡下緩、滑坡后壁及兩側(cè)有穩(wěn)定的巖體，不致因減重而引起滑坡向上和兩側(cè)發(fā)展而產(chǎn)生后患的情況。
?。?）下部反壓：在滑坡的抗滑段和滑坡體外前緣堆填土石加重，通過(guò)增大抗滑力來(lái)穩(wěn)定滑坡。但需注意只能在抗滑段加重反壓，不能填于主滑地段，而且填方時(shí)，必須做好地下排水工程，不能因填土堵塞原有地下水出口，造成后患。
?。?）減重與反壓相結(jié)合：對(duì)于某些滑坡可根據(jù)計(jì)算分析成果，確定需減小的下滑力的大小，在其上部減重的同時(shí)并在下部反壓。
2.5抗滑工程
?。?）抗滑擋土墻：工程建設(shè)中有重力擋土墻、加筋擋土墻、錨桿擋土墻、薄壁式擋土墻、錨定板擋土墻、土釘墻、樁板墻等，一般常采用重力式擋土墻。擋土墻一般設(shè)置于滑體的前緣，如滑坡為多級(jí)滑動(dòng)，當(dāng)總推力太大，在坡腳一級(jí)支擋工作量太大時(shí)，可分級(jí)支擋。
（2）抗滑樁：抗滑樁是承受側(cè)向荷載用以整治滑坡的支撐結(jié)構(gòu)物，它穿過(guò)滑體在滑床的一定深度處錨固，從而起到抵抗滑坡推力的作用，它作為治理滑坡的有效工程措施，在世界各國(guó)滑坡治理中占有重要的地位。工程實(shí)踐表明，抗滑樁能安全、迅速、經(jīng)濟(jì)地解決一些較困難的工程問(wèn)題，適用于深層滑坡和各類(lèi)非塑性流滑坡，對(duì)缺乏石料的地區(qū)和處理正在活動(dòng)的滑坡更為適宜。根據(jù)樁的位置及樁前滑坡體的穩(wěn)定情況：抗滑樁可分為懸臂式和全埋式兩種。
?。?）土釘支護(hù)技術(shù)：目前，一般認(rèn)為土釘支護(hù)機(jī)理是以新奧法理論為基礎(chǔ)，在土釘體作用下，把潛在滑裂面之前主動(dòng)區(qū)的復(fù)合土體視為具有支撐能力的穩(wěn)定土體，以阻止土體側(cè)向位移，支撐未加筋土體的側(cè)壓力，保證土體的整體穩(wěn)定性，即認(rèn)為經(jīng)過(guò)加筋的土體形成了類(lèi)似重力式擋土墻的結(jié)構(gòu)。
（4）預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)：巖體和土層的錨固是一種把受力拉桿埋入地層的技術(shù)。巖土錨固能充分發(fā)揮巖土能量，調(diào)用和提高巖土自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力，大大減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約工程材料，并確保施工安全和工程穩(wěn)定，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.6坡面圬工防護(hù)
邊坡坡面圬工防護(hù)指采用水泥砂漿、石料和混凝土材料等在坡面修筑護(hù)面墻、噴射混凝土、漿砌片石護(hù)坡等工程防護(hù)措施，其具體措施如下所示：
?。?）護(hù)面墻：護(hù)面墻是為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖層的坡面，免受大氣降水及風(fēng)化作用等因素的影響而修建的圬工設(shè)施。護(hù)面墻除自重外，不承受墻后土壓力和其他荷載。
?。?）漿砌片石護(hù)坡：漿砌片石護(hù)坡適用于坡度緩于1：1的巖石或土質(zhì)坡面，可與擋土墻或護(hù)面墻結(jié)合使用，以防護(hù)不同巖層和不同位置的坡面。
?。?）噴射混凝土防護(hù)：對(duì)于穩(wěn)定的表層弱風(fēng)化的巖質(zhì)坡面通常采取噴射混凝土的方法進(jìn)行坡面防護(hù)，以達(dá)到避免坡面沖刷破壞，穩(wěn)固坡面的作用。
?。?）掛網(wǎng)錨噴防護(hù)：對(duì)危險(xiǎn)邊坡進(jìn)行錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土加固。掛網(wǎng)前先對(duì)坡面凹凸不平的巖面砌石找平，然后噴射一層10cm厚的C20混凝土?？刂茋娚浜穸?，用錨桿做標(biāo)記，將錨桿外露長(zhǎng)度與即將噴射的厚度相協(xié)調(diào)，預(yù)先測(cè)量鋼筋網(wǎng)與噴射面的距離，再考慮保護(hù)層厚度。
?。?）混凝土預(yù)制板：在缺乏塊、片石材料的地區(qū)，可用混凝土預(yù)制板防護(hù)邊坡。混凝土預(yù)制板通常采用C15混凝土預(yù)制成邊長(zhǎng)不小于1m，厚度不小于6cm的不同大小的方塊，板內(nèi)配置一定的構(gòu)造鋼筋，板上預(yù)留整齊排列的孔眼。
3.小結(jié)
公路邊坡工程的穩(wěn)定性事關(guān)公路建設(shè)的成敗與安全，對(duì)整個(gè)公路工程的可行性、安全性及經(jīng)濟(jì)性起著重要制約作用，并在很大程度上影響著公路工程建設(shè)的投資及效益。本文從公路建設(shè)中邊坡工程出現(xiàn)的問(wèn)題出發(fā)，對(duì)公路邊坡工程的破壞形式及病害類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，并對(duì)公路邊坡工程采用的防治技術(shù)進(jìn)行分析。
