摘 要:边坡作为人类工程中常见的自然地质环境,其工程涉及到公路铁路、房屋建筑等多方面。随着我国公路建设的迅速发展,公路边坡处理与加固也需要逐步重视,这一方面直接关系到高速公路的安全运行,另一方面与边坡成本有关。因此,要对高速公路边坡处理常用技术做出分析。
关键词:高速公路;边坡处理;常用技术
中***分类号:U412.36+6 文献标识码:A
高速公路边坡滑坡的成因有内在因素与外在因素,内在因素主要表现为边坡(岩)土体强度与边坡下滑的剪切力不相适应,当剪切力大于边坡自身强度所形成的抗滑力时,边坡就会变形,直至破坏滑动;外在因素主要是边坡的边界条件,地表水及地下水的影响,地震和爆破震动的影向,人类活动影响等等。
边坡工程处治主要要服从以下原则:边坡工程中的极限状态设计原则,边坡设计要解决的根本问题是在边坡的稳定性与经济之间的一种合理的平衡,力求以最经济的途径使服务于工程建筑物的边坡满足稳定性和可靠性的要求,边坡工程的可靠性是指边坡及其支护结构在规定的时间内,在规定的条件下,保持自身整体稳定性的能力,它是边坡安全性、适用性和耐久性的总称;边坡设计中的荷载效应原则,各种荷载效应组合应根据有关国家现行规范,按照最不利原则进行,边坡工程设计中采用的荷载按照最不利原则进行组合;边坡工程设计中的设计计算原则,在边坡工程设计中必须进行一些验算(支护结构强度计算,包括锚杆抗拔承载力和立柱与挡墙基础的地基的抗压、抗弯、抗剪及局部抗压承载力均应满足稳定性验算;在锚杆挡墙设计中,必须进行锚杆抗拔承载力和立柱与挡墙基础的地基承载力验算;当边坡位于滑坡地段或边坡的滑塌可能影响到周围的建筑物时,应对边坡工程进行支护结构整体或局部稳定性验算;如果对边坡的变形有较高的要求时,应对边坡进行变形分析,并根据分析结构采取有限的措施控制变形量,使之满足规定要求);边坡工程设计中的信息化设计原则,边坡工程的设计往往难以一次定型,需要根据施工中反馈的信息和监控的资料不断校核、补充和完善设计,这是目前边坡工程处治设计中较为科学的动态设计方法,这种设计方法要求提出特殊的施工港岸和监控方案,以保证在施工工程中能获取对原设计进行校核、补充和完善的有效资料和数据;边坡工程设计的综合治理原则,在边坡工程设计,应根据边坡的具体情况,结和主体工程建筑物实施多措施综合治理原则。在保证边坡自身稳定性的前提下,综合考虑主体建筑物、周围建筑物、周边建筑物以及整体美观、适用、经济等特点进行优化设计。
边坡的处治技术很多,概括起来主要有以下几部分:
一、放缓边坡。放缓边坡是边坡处治的常用措施之一,通常为首选措施。它的优点是施工简便、经济、安全可靠。边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。通过削坡,削掉一部分边坡不稳定岩土体,使边坡坡度放缓,稳定性提高。
二、支挡。支挡(挡墙、抗滑桩)是边坡处治的基本措施。对于不稳定的边坡岩土体,使用支挡结构(挡墙、抗滑桩等)对其进行支挡,是一种较为可靠的处治手段。它的优点是可以从根本上解决边坡的稳定性问题,达到根治的目的。
三、加固
(一)注浆加固。当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时,可采用压力注浆这一手段,对边坡坡体进行加固。灌浆液在压力的作用下,通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透,对破碎边坡岩土体起到胶结的作用,形成整体;此外,砂浆柱对破碎边坡岩土体起到螺栓连接作用,达到提高坡体整体性及稳定性的目的。注浆加固可对边坡进行深层加固。
(二)锚杆加固。对边坡坡体破碎,或边坡地层软弱时,可打入一定数量的锚杆,对边坡进行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。锚杆加固为一种浅层加固手段。
(三)土钉加固。对于软质岩石边坡或土质边坡,可向坡体内打入足够数量的土钉,对边坡起到加固作用。土钉加固边坡的机理类似于群锚的作用。与锚杆相比,上钉加固具有“短”而“密”的特点,是一种浅层边坡加固技术。两者在设计计算理论上有所不同,但在施工工艺上是相似的。
(四)预应力锚索加固。当边坡较高、坡体可能的潜在破裂面位置较深时,预应力锚索不失为一种较好的渗层加固手段。目前,在高边坡的加固工程中,正逐渐发展成为一种趋势,被越来越多的人接受。在高边坡加固工程中,与其他加固措施相比,预应力锚索具有:受力可靠;作用力可均匀分布于需加固的边坡上,对地形、地质条件适应能力强,施工条件易满足;主动受力;勿需放炮开挖,对坡体不产生扰动和破坏,能维持坡体本身的力学性能不变;施工速度快等优点。
四、防护
边坡防护包括植物防护和工程防护。
(一)植物防护。植物防护是在坡面上栽种树木、植被、草皮等植物,通过植物根系发育,起到固土,防止水土流失的一种防护措施。这种防护措施一般适用于边坡不高、坡角不大的稳定边坡。
(二)工程防护。1、砌体封闭防护。当边坡坡度较陡、坡面土体松散、自稳性差时,可采用污工砌体封闭防护措施。砌体封闭防护包括浆砌片石、浆砌块石、浆砌预制块、浆砌混凝土空心砖等。
2、喷射素混凝土防护。对于稳定性较好的岩质边坡,可在其表面喷射一层素混凝土,防止岩石继续风化、剥落、达到稳定边坡的目的。这是一种表层防护处治措施。
3、挂网锚喷防护。对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡,可采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等,向坡体内打入锚杆(或锚钉)将网钩牢,向网上喷射一定厚度的素混凝土,对边坡进行封闭防护。
四、排水
(一)截水沟。为了防止边坡以外的水流进坡体,对坡面进行冲刷,影响边坡稳定性,通常在边坡外缘设置截水沟,以拦截坡外水流。
(二)坡内排水沟。除了边坡外缘设置截水沟外,在边坡坡体内应设置必要的排水沟,使大气降雨能尽快排出坡体,避免对边坡稳定产生不利影响。
参考文献:
【1】姜德义等,高速公路工程边坡的工程地质分类【J】,重庆大学学报(自然科学版),2003,11
【2】赵明阶等编著,边坡工程处治技术【M】,人民交通出版社,2003
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