公路巖質(zhì)高邊坡的破壞類型及加固措施
隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展，公路邊坡防護(hù)系統(tǒng)研究日漸引起公路部門的重視。邊坡綜合防護(hù)設(shè)計是公路設(shè)計的重要內(nèi)容之一，需根據(jù)公路等級、降雨強(qiáng)度、地下水、地形、土質(zhì)、材料來源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇實用、合理、經(jīng)濟(jì)、美觀的工程措施，確保公路的穩(wěn)定和高速行車安全，同時達(dá)到與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，保持生態(tài)環(huán)境的相對平衡，美化公路的效果。
1、邊坡穩(wěn)定的因素及措施
1．1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。
1）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)，由于受地質(zhì)構(gòu)造和地形條件等因素的影響，每一個小區(qū)域都有不同的地質(zhì)和氣候條件。
2）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)程序和內(nèi)容，并結(jié)合已建公路的情況看，影響邊坡穩(wěn)定的人為因素可歸集為三個方面：即設(shè)計因素，施工因素和養(yǎng)護(hù)管理因素。
1．2穩(wěn)定邊坡的措施。
坡比與臺高:首先值得注意的是：公路邊坡不能太陡，但也不是越緩越好，對于填方邊坡采和1：1.5=1:2基本適合，而挖方邊坡特別是高邊坡卻值得認(rèn)真研究。土質(zhì)或強(qiáng)化石盡邊坡。第一臺高6M，坡比取1：0.75～1：1以后各臺高不大于8M，坡比取1：1～1：2.25石質(zhì)邊坡。第一臺高8M，坡比1：0.5～1：0.75，以后各臺高不大于12M。邊坡的防護(hù)與加固:
1）加固措施。
防護(hù)是在邊坡自身穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，首先應(yīng)當(dāng)考慮邊坡的加固，加固的方法很多，較有效的方法有：抗滑墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、壓漿錨柱等。這里值得一提的是：“邊防排水”也應(yīng)作為間接加固邊坡的一種方法給予重視，邊坡坍塌幾乎都是在雨季出現(xiàn)，所以，其作用是顯而易見的。對防排水系統(tǒng)的設(shè)置為坡頂截水溝按常規(guī)方式設(shè)置，而坡面碎落臺水溝不必每臺都設(shè)置，在第一臺上設(shè)備一道水泥混凝土截水溝即可。以上各臺澆筑坡度1.5%，厚度20CM的水泥混凝土封閉，在邊緣設(shè)置攔水帶，每25M左右設(shè)一道排水溝，將水排入第一臺截水溝就能達(dá)到理想的排水效果，此外所設(shè)豎向排水溝還可以起到對邊坡加肋的作用，取消高邊坡碎落臺上的截水溝可以避免由于施工質(zhì)量不佳而造成的滲漏水現(xiàn)象。另一非常值得重視的問題是，在土質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化巖石上邊坡的坡角也就是路基側(cè)溝邊緣，應(yīng)設(shè)置抗滑墻或抗滑樁，以避免牽引式滑坍的產(chǎn)生。
2）防護(hù)措施。
以往的邊坡的防護(hù)主要考慮防沖刷，防風(fēng)化即可，現(xiàn)在的邊坡防護(hù)還要考慮美觀利用環(huán)保問題。為減少水對邊坡的危害，就加上防滲水問題，根據(jù)以上幾方面的要求，對邊坡防護(hù)問題提出如下建議：
?、傧逻吰隆Ｏ逻吰虏捎昧庑尉W(wǎng)格加植草防護(hù)并加密排水溝。②上邊坡。上邊坡第一臺，根據(jù)不同地質(zhì)情況采用護(hù)面墻，漿砌片石護(hù)坡，窗孔肋式護(hù)坡，六角空心磚護(hù)坡等防護(hù)形式。以上根據(jù)不同地質(zhì)情況，采用菱菜風(fēng)格，窗孔肋式護(hù)坡，噴射混凝土等防護(hù)形式。上述防護(hù)形式除護(hù)面墻，漿砌片石護(hù)坡和噴射混凝土外，其他都可以在其上加
植草防護(hù)，以恢復(fù)自然環(huán)境和美化公路，另外，穩(wěn)定性較好的巖石邊坡不必再進(jìn)行污工防護(hù)，只需在一些低凹處放置一點(diǎn)耕植土，種植耐旱性較好的抓藤植物起到美化作用。
2、高邊坡的破壞類型
2.1滑坡
1）形成原因:由于公路路塹古老滑坡前挖方,挖掉部分抗滑體,僅做坡腳擋墻,不能滿足穩(wěn)定要求;滑坡后部匯水面積大,兩道地表排水溝已破損;公路切坡切斷了順傾巖層;原公路切坡,挖掉部分抗滑體,致使坡體失去支撐而滑動;滑坡后部匯水面積大,地表排水溝已嚴(yán)重?fù)p壞;原公路切坡,挖掉部分抗滑體,使坡體失去支撐滑動,治理工程沒有保證滑坡的穩(wěn)定;治理后的山坡上有蓄水池,漏水;地下水發(fā)育。
2）主要危害:將直接威脅公路行人、行車安全;現(xiàn)階段影響公路養(yǎng)護(hù)。表層蠕滑如果牽引后部山體滑動,嚴(yán)重時可中斷交通。
2.2崩塌
1）形成原因:巖石邊坡高、陡;組成邊坡的巖石結(jié)構(gòu)面（如節(jié)理、裂隙、層面、斷層面不整合面等）發(fā)育,且有傾向臨空的不利結(jié)構(gòu);有爆破等振動力源或裂隙水影響。
2）主要危害:飛快的墜落、崩落或滾石,可破壞公路邊溝、路面,影響行人、行車安全,大的崩塌可能堵塞交通。
2.3危巖、落石
1）形成原因:巖石邊坡高、陡;組成邊坡的巖石結(jié)構(gòu)面（如節(jié)理、裂隙、層面、斷層面不整合面等）發(fā)育,且有傾向臨空的不利結(jié)構(gòu)面;有爆破等振動力源。
2）主要危害:飛快的墜落、崩落或滾落,可破壞公路邊溝、路面,給行車安全帶來嚴(yán)重威脅,大塊的落石可能堵塞交通。
2.4坡面沖刷
1）形成原因:坡面較緩,受水面積大;局地降雨量大,是形成沖刷的必要條件;坡體土質(zhì)疏松,在徑流作用下,松軟物質(zhì)易被帶走;坡面無防護(hù)。
2）主要危害:沖溝、沖槽布滿坡面,或平行排列,或呈雞爪狀。如果坡體具有垂直裂隙,還可能形成落水洞,進(jìn)而造成坍塌。
2.5坡面剝落
1）形成原因:坡面較陡,為坡面物質(zhì)提供動力條件;風(fēng)化嚴(yán)重,使坡面巖體肢解成鱗片狀碎塊、細(xì)粒,是形成剝落的必要條件;坡面裸露,無防護(hù)工程坡體,巖石質(zhì)地松軟,易風(fēng)化。
2）主要危害:在坡腳形成坡積體,嚴(yán)重時堵塞公路邊溝,在降雨強(qiáng)度大或暴雨時邊溝水漫上路面,將影響行車安全。
2.6坡面溜坍
1）形成原因:坡體具有“二元結(jié)構(gòu)”,上部由全風(fēng)化殘積土構(gòu)成,質(zhì)地松軟,下部由較堅硬的巖石組成;軟弱巖土下部坡面較緩;本地區(qū)降雨量大,有條件軟化二元結(jié)構(gòu)界面。
2）主要危害:浸染下部巖石,封閉地下水出路;在坡腳形成坡積體,嚴(yán)重時將堵塞公路,養(yǎng)護(hù)工作量大,并將影響行車安全。
2.7坍塌
1）形成原因:地形條件,具有良好的臨空條件,給坍塌發(fā)生提供活動空間;坡體受水后強(qiáng)度降低;坡體物質(zhì)條件通常由質(zhì)地松軟的土體組成;水的作用。
2）主要危害:坍塌體堆積于坡腳,后部形成新的臨空條件,可能牽引后部坡體的繼續(xù)坍塌或整體滑動（滑坡）,直接威脅行車安全。
3、高邊坡加固措施
3.1支擋工程
1）抗滑樁?？够瑯妒浅惺軅?cè)向荷載用以整治滑坡的支撐建筑物,它穿過滑體在滑床的一定深度處錨固,抵抗滑坡推力的作用。它埋入滑面以下的部分稱為錨固段,埋置于滑面以上的部分稱為受力段。樁的最小寬度一般不宜小于1.5m,截面尺寸為2m×2.5m,2.5m×3.5m,2m×3m,3m×4m等,尤以2m×3m者最為多見?？够瑯兜幕緫?yīng)用條件是:滑坡具有明顯的滑動面;滑面以下為較完整穩(wěn)固的基巖或土層,能夠提供足夠的錨固力。
2）預(yù)應(yīng)力錨索。通過預(yù)應(yīng)力錨索對邊坡巖體中不穩(wěn)定巖體施加預(yù)應(yīng)力,一方面增加不穩(wěn)定邊坡巖體本身的抗滑力,另一方面,對可能滑動面上的正應(yīng)力增加,而使摩阻力增大,以達(dá)到邊坡巖體穩(wěn)定的目的。預(yù)應(yīng)力錨索對處理單斜構(gòu)造巖石邊坡有較好的效果,但難以準(zhǔn)確計算被錨固體的下滑力和張拉控制應(yīng)力。其最大特點(diǎn)是錨樁在抗滑樁上的錨點(diǎn)下移,使抗滑樁懸臂所產(chǎn)生反向彎矩減小。然而這種方法一定要結(jié)合工程實際情況,選準(zhǔn)各項參數(shù),進(jìn)行動態(tài)設(shè)計,否則會產(chǎn)生難以估量的影響。它適用于下滑力大于500kN/m的邊坡。
3.2防護(hù)工程
1）工程防護(hù)。
?、氽毓す羌苤膊莘雷o(hù)。圬工骨架植草防護(hù)按骨架材料可分為漿砌塊石骨架植草防護(hù)和預(yù)制混凝土塊骨架植草防護(hù),按骨架形狀和受力方式又可分為人字形、拱形和方形骨架等?？蚋駜?nèi)宜采用植物防護(hù)或其他輔助防護(hù)措施?？蚋竦拇笮?yīng)視邊坡的坡度、土質(zhì)確定,并應(yīng)考慮與景觀的協(xié)調(diào)。
②噴漿或噴射混凝土防護(hù)。適用于巖性較差、強(qiáng)度較低、易風(fēng)化或堅硬巖層風(fēng)化破碎、節(jié)理發(fā)育、其表層風(fēng)化剝落的邊坡;或當(dāng)邊坡因風(fēng)化剝落和節(jié)理切割而導(dǎo)致大面積碎落,以及局部小型坍塌、落石時,可采用局部加固處理后,進(jìn)行大面積噴漿處理,也適用于上部巖層風(fēng)化破碎下部巖層堅硬完整的高大邊坡。不能承受側(cè)向壓力,邊坡必須是穩(wěn)定的。
③噴錨防護(hù)。適用于巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育,在破碎巖層較厚的情況下,噴錨防護(hù)具有較高的強(qiáng)度,較好的抗裂性能,能使坡面一定深度內(nèi)的破碎巖層得以加強(qiáng),并能承受少量的破碎體所產(chǎn)生的側(cè)向壓力。
2）植物防護(hù)。
?、俜N草。適用于邊坡穩(wěn)定、坡面沖刷輕微的路堤或邊坡,一般要求邊坡坡度不陡于1∶1,邊坡地表水徑流速度不超過0.6m/s,長期浸水邊坡不適用。根據(jù)施工方法不同,分為種子撒播法和噴播法。
?、阡伈萜?。適用于各種土質(zhì)邊坡,特別是坡面沖刷比較嚴(yán)重、邊
坡較陡,坡面遷流速度達(dá)0.6m/s的。
③植樹護(hù)坡。植樹應(yīng)在1∶1.5或更緩的邊坡上,或在邊坡以外河岸及漫灘處。
3.3排水系統(tǒng)設(shè)計
排水是該區(qū)防治邊坡病害的一種主要措施。它可分為地表排水和地下排水。邊坡體以外的地表水,應(yīng)予攔截引離,邊坡體的地表水要注意防滲,并盡快匯集引出。地下水的排出工程措施,有滲溝及平孔等。路塹邊坡排水采用排水溝、截水溝、平臺排水溝、急流槽等設(shè)施,概率流量計算采用15年重現(xiàn)期內(nèi)任意30min的最大暴雨強(qiáng)度,各類路基排水溝的內(nèi)溝頂高出設(shè)計水位20cm以上。
4、結(jié)束語
綜上所述公路巖質(zhì)高邊坡的破壞類型和主要原因,對破壞原因及由此帶來的危害進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析,并結(jié)合國內(nèi)外的施工經(jīng)驗和方法進(jìn)行總結(jié),探討了公路巖質(zhì)高邊坡破壞的主要加固方法與技術(shù)措施,以確保公路行車安全和運(yùn)營效益。
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