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公路边坡治理及施工技术研究

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摘要:随着公路建设的飞速发展,路基边坡的防治越来越成为工程建设和后期养护的重点工作。由于边坡失稳将导致交通中断,造成巨大的经济损失和不良社会影响。因此,加强边坡的防治显得十分重要。

关键词:公路边坡;治理技术

1 公路边坡治理原则

1.1坚持以工程地质条件为依据。重视滑坡定性评价,辅以定量评价。定量评价一定要满足定性评价。

1.2安全性:根据防治对象重要程度,设计使用年限。地震条件、地下水条件合理地拟定滑坡推力计算的安全系数。

1.3技术经济合理性:充分利用一切地形、地质条件,因地制宜地采取有效工程措施,加强滑坡的整体稳定性,做到工程措施、技术、经济合理性。

1.4实施的可能性:充分考虑施工过程和顺序,以保证滑体逐步趋于稳定,确保施工人员安全。

1.5重视社会人文因素:制定工程措施和施工顺序时,应注意协调施工与当地居民生活的关系,尽量不影响当地居民正常生活。

1.6对于性质复杂的大型滑坡,可以绕避对应尽量绕避。当绕避有困难或在经济上显著不合理时,应视滑坡规模、公路与滑坡的相互影响程度、防治与治理费用等条件,设计几种方案比选。

1.7对于可能突然发生急剧变形的滑坡, 应采取迅速有效的工程措施;对于滑坡缓慢的大型滑坡,易全面规划整治,仔细观察每期工程的效果,以采取相应的治理措施。

1.8对于性质简单的中小型滑坡,一般情况下可进行整治,路线不必绕避。但应注意调整路线平、纵面位置,以求整治简单、工程量小、施工方便、经济合理。

1.9路线通过滑坡的位置,一般滑坡上缘或下缘比滑坡中部好。滑坡下缘的路基易设成路堤形式,以减轻滑体自重;对于窄长而陡峭的滑坡,可用旱桥通过。

1.10 整治滑坡之前,一般应先做好临时排水系统,以减缓滑坡的发展,然后针对引起滑坡滑动的主要因素,采取相应的措施。

2 公路边坡治理技术

2.1 锚固技术

岩士锚固是一种把受力拉杆埋入地层的技术,其充分发挥岩土能量,调用和提高岩土自身强度和自稳能力,大大减轻结构自重,节约工程材料,并确保施工安全和工程稳定,具有明显的经济和社会效益,因而广泛用于岩土工程加固。锚固技术按是否施加预应力分为预应力锚杆(索)和非预应力锚杆(索)。预应力锚杆(索)由锚头、杆体和锚固体三部分组成。预应力锚杆(索)在边坡工程中的应用主要包括:边坡加固、斜坡挡土、锚固挡墙及滑坡防治。预应力锚杆(索)在边坡工程中的基本施工程序如下:

(1)钻孔:钻孔是关键施工环节,若钻孔质量差,将会影响锚杆的安装与水泥砂浆的灌注质量,进而影响锚杆与砂浆及砂浆与孔壁间的粘接力,致使锚杆达不到设计要求,故需确保锚固成孔质量。通常用荷载较小的短锚杆钻孔,钻机可采用YQ 型潜孔钻机。

(2)注浆:注浆材料的性能,控制质量及施工工艺会直接影响锚杆的粘结强度和防腐效果。注浆设备包括注入水泥净浆和砂浆的灌注泵,搅拌设备,高压输送浆液管路选用HB6-3 型,其工作压力P=0-1.5MPa,排浆量Q=50L/min,适用于普通灌注水泥砂浆。浆液搅拌应使用普通搅拌机,其一次搅拌水泥浆量不得小0.3m/s,搅拌时间不应小于2min,输送管路宜使用耐压不小于50MPa 的高压胶管,管口连接采用快速接头以保证注浆速度。注浆原材料主要有:水泥、水、砂等。至于注浆浆液的配置,按规定当浆材为水泥砂浆时,一般宜选用水灰比1:l~1:2,水泥比0.38~0.48,且砂子粒径不得大于2mm。注浆时,先对锚孔用风、水冲洗,排尽残渣和污水,然后将组装好的杆体平顺,缓缓推送至孔底,再从注浆管注入拌合好的水泥砂浆或水泥浆。

2.2地面排水

(1)边沟:设置在挖方路基的路肩外测,用以汇集和排除路基范围内和流向路堆的少量地面水。

(2)截水沟:设置在挖方路基边坡顶以外,或山坡路堤上方的适当位置,用以截引路基上方流向路基的地面径流,防止冲刷和侵蚀挖方边坡与路堤坡脚,并减轻沟的泄水负担。

(3)排水沟:用以引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。

(4)跌水与急流槽:设置于需要排水、高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消减水的能量。急流槽的作用主要是是在很短的距离内、水面落差很大的情况下进行排水,多用于涵洞的进出水口,或在特殊情况下,截水沟流向边沟的地段。具体措施有:土沟表面夯实、三合土或四合上加同层加固、单层干砌片石加固、单层浆砌卵石加固、浆砌片石加固、浆砌片石矩形排水槽。采用浆砌片石加固时,一般用沟内水流速度较大且防渗要求较高的地方;在有地下水(或常年流水)及冻害地段,沟壁沟底外侧应加设反滤层(或垫层),并在沟壁上预留泄水孔,且沟内平均流速大于4m/s,沟渠纵坡不加限制,可考虑用急流槽形式。且施工时,沟渠丌挖后应平整夯拍;选用M5水泥砂浆,随伴随用;砌筑后应注意养护。

2.3截水沟设计

(1)截水沟设计一般要求

1)当路基挖方上侧山坡汇水面积较大时,应设置截水沟。

2)截水沟应能保证迅速排除地面水, 沟底纵坡一般不应小于0.5%,以免水流停滞。对土质地段的截水沟,必要时应采取加固措施,以免水流冲刷或渗漏。

3)截水沟应结合地形合理不知,直接舒顺。在转折处应以曲线连接,必要时应采取加固措施。

(2)截水沟断面形式

1)截水沟断面一般为梯形,底宽不小于0.5m;深度按设计流量确定,办不应小于0.5m;边坡坡度视土质而定。

2)截水沟沟壁最低边缘开挖深度不能满足断面设计要求,可在沟壁较低一侧培筑土埂,土埂顶宽1~2m,背水面坡度为l:l~l:1.5,迎水面坡则按设计水流速度、漫水高度所确定的加固类型而定。

3)截水沟的出水口:截水沟内的水流一般避免排入边沟,且通常应尽虽利用地形,将截水沟中的水流排入截水沟所在山坡一侧的自然沟中或直接引到桥涵进口处,以免在山坡上任其自流,造成冲刷;截水沟的出水口,应与其它排水设备平顺地衔按,必要时易设跌水或急流槽。

2.4挡土墙与抗滑桩

挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。在公路工程中,可用以支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、防止水流冲刷路基,同时也常被用于处理路基边坡滑坡崩坍等路基病害。公路上常用的挡土墙按其设置位置可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙。其它常用的挡土墙有:锚杆(索)式挡土墙、悬臂时挡土墙和扶壁式挡土墙和加筋土挡土墙。选择挡土墙设计方案时,应与其他方案进行技术经济比较。抗滑桩是承受侧向荷载、整治滑坡的支撑建筑物,其穿过滑体在滑床的定深度处锚固,抵抗滑坡推力的作用。工程实践表明,抗滑桩能迅速、安全、经济地解决一些比较困难的工程,因此发展较快。

3 结语

随着我国交通建设的发展,特别是西部大开发战略的实施,不同类型的公路岩土边坡大量涌现,其稳定性分析与综合治理在山区和丘陵地区高等级公路建设也日益引起重视。因此,及时总结和研究已有公路边坡稳定分析方法、施工和监控技术,深入探讨边坡工程中各种不良现象产生的原因,掌握已有边坡的成功经验和失败教训, 为新建工程提供重要的参考资料和决策依据,对经济而高质量地建设公路边坡显得十分必要,同时具有重要的理论与工程实际意义。

参考文献:

[1]杨航宇,颜志平,朱赞凌,等.公路边坡防护与治理.北京:人民交通出版社,2002.

[2]董泽福.深圳市坪西公路软基处理研究.中南公路工程,2003(1).