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一直是公路建設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造物,每條公路都要穿越很多地區(qū),受地質構造和地形條件等因素的影響,每一區(qū)域都有不同的地質和氣候條件。綜合影響邊坡穩(wěn)定的自然因素包括下列幾方面:地質、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
一條公路的建設和使用管理,都是由人去實現(xiàn)的。根據(jù)建設的程序并結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,沿河路基邊坡可設砌石護坡、石籠和水泥混凝土預制板等,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對高而陡的防護構造物,設計和施工時要設置便于檢查、維修的安全設施。
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或嚴重風化的巖質邊坡。植物防護可防止揚塵風蝕,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,植物防護被廣泛應用于坡面防護。
封閉防護是采用礦質材料(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化程度的巖質邊坡。
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
擋墻結構是用于支撐、加固填土或山坡土體,防止其坍滑以保持穩(wěn)定的一種結構物。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向土壓力。擋土墻結構設計過程中應對擋土墻地基基礎進行綜合地質勘察,查明地基地質條件和地基承載力,并分析預測擋土墻對環(huán)境產生的影響,確定必要的環(huán)境保護方案;在選擇類型時應根據(jù)工程地質條件、水文地質、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。按支擋結構材料劃分可分為漿砌片石支擋結構、混凝土支擋結構、土工合成材料支擋結構、復合型支擋結構。
漿砌片石支擋結構的主要結構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。重力式擋土墻構造上要求埋深至少1m,有沖刷線應在沖刷線以下至少1m。重力式擋土墻應設有足夠的排水設施,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相對不透水的土夯實封閉,防止地表水下滲;墻身設置泄水孔,排除墻后積水等?？紤]重力式擋土墻的經濟性,其經濟墻高一般不大于8.0m。
混凝土支擋結構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,有效承受土體側壓力引起的剪應力和彎矩。
土工合成材料支擋結構主要形式包括預應力錨索、錨索樁、土釘墻等。
預應力錨索可用于土質、巖質底層的邊坡及地基加固,其錨固段應置于穩(wěn)定底層中,它一般和抗滑樁結合組成錨索樁。預應力錨索施工時應注意:a、錨束放入鉆孔之前,應檢查孔道是否阻塞及是否清理干凈,并檢查錨索體的質量,確保錨束組裝滿足設計要求。安放錨束時,應防止錨束扭壓、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、自由長度段無粘結護套或防腐體系出現(xiàn)損傷。b、錨桿正式張拉前,應取0.1～0.2軸向拉力設計值對錨桿預張拉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濟合理的目的。對于復雜路塹邊坡防護加固工程,應做好坡體監(jiān)測工作,結合現(xiàn)場實際開挖揭示地層信息及坡體結構條件,通過與勘察資料進行對比,再進行必要的調整完善,即進行動態(tài)設計和信息化施工,使邊坡治理安全可靠,工程費用也比較經濟。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得到了良好的應用和發(fā)展。
