浅析道路工程边坡处理要点

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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浅析道路工程边坡处理要点

孙雨轩

(中南林业科技大学湖南长沙410000)

【摘要】道路工程除基本路基路面修筑与维护使用外,边坡工程也是一项重要内容,对于边坡稳定性的防护和有效处理对提高整体公路性能及评价有极为重要的作用,文章介绍了几类路堑及路基路堤边坡防护加固的常用方法及其要点,希望为相关工程建设提供参考借鉴。

【关键词】道路工程;边坡处理;加固

【中图分类号】TU74【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)24-0131-02

1.边坡分类及特点概述

我国疆域辽阔,山地、丘陵等地貌和高原、盆地等地形占据着我国国土面积的三分之二,在山区等地进行道路工程的修筑,势必要对边坡进行加固处理,以防风蚀、滑坡、塌方等现象损害公路,给行经人民和车辆等带来生命财产安全。

在山区道路工程中,地形及地貌差别大,地质和岩土结构多种多样,因此道路工程边坡形式也具有很多种。按照不同的分类情况主要有以下几种边坡形式即:按照边坡工程形式来划分,边坡可以分为自然边坡和人工边坡;按人工边坡的填挖状态可分为路堤边坡和路堑边坡;按土质可分为岩土、土质和岩质边坡;按边坡角度可分为缓坡、陡坡、悬坡等等。

道路工程在开挖时,由于破坏了既有自然环境结构,造成原有的植被根系破坏和大量次生裸地的产生,如果不加以防护会在雨雪天气或自然条件下引起滑坡;同时在形成高路基路堤形式边坡时,如果不对路基边坡加以处理,会导致路基在雨水冲刷下垮塌或溜方,直接导致道路工程的破坏。同时,无论是对挖方路堑外边坡还是填方路基边坡,土质边坡的土壤土质都会较原有基础土质有所不同,主要表现为土壤贫瘠、水土流失严重、立地性差、植物自然生长困难、降水截流性差等;而岩质边坡更是由于坡度陡峭、土壤存留困难、径流速度大等,植物更加难以生存且坡面风速较林地、草地等大5~10倍。

2.道路工程边坡处理现状

边坡稳定性主要受内外部两方面因素影响,具体来说,外部因素主要指气候、地表径流和地下水以及人类活动、车辆荷载等因素的影响,其中自然外界因素包括风蚀作用和岩石的风化,以及各类形式水对土质边坡的软化和冲刷,以及动静水压力对土体内部结构带来的破坏和支撑削弱;对岩质边坡来讲,各类水流在坡面流动时的干湿及冻融循环状态会引发岩土开裂和剪切破坏,而人类活动、行车反复荷载作用下则会加剧以上边坡结构的破坏和失稳。

内部因素主要指的是边坡所处地域的地质条件,包括土壤构成、岩石成分、构造面走向、常见地质灾害类型等,因边坡内部因素导致的边坡垮塌、滑坡等,必须要结合内部加固方式进行稳定处理,降低滑坡等自然灾害的发生频率。

为确保边坡工程的整体稳定,工程上常采用单一或多种方式结合的防护方法对边坡进行稳定处理,一方面起到对边坡坡面的稳定加固,另一方面还能改善工程环境面貌,增强工程的整体性和美观性。从防护角度来看,针对路堑形式的外侧边坡处理以加固的方法主要有四类,即通过坡面排水改善坡面径流和疏干效果;通过人工支挡和锚构件等加固土体和平衡土体内部下滑力;通过坡面格构或封浆抹面来降低坡面冲刷和风蚀;通过植草、种树来固定和美化边坡。

而针对路堤路基外侧主要采取的边坡加固与防护主要类型有浆砌、封面、植草以及加强边坡内部和外部排水等形式相结合的处理,以及设立挡土墙,土体加筋等。

3.常见的边坡防护处理方式及其要点

3.1挡土墙加固

挡土墙又称挡墙,其主要作用是通过人工修筑或块石垒筑形成的墙体结构来防止土体变形失稳。常见于支撑高路堤边坡、隧道口以及高路堑的外侧边坡。

设置挡土墙时,需要考虑的问题主要有以下几点:(1)路堑挡墙设置位置要考虑基础是否可靠,下部连接是否能稳定于持力层或有效基础上,并考虑边沟排水及路堑上部排水构造,降低对墙体的冲刷。(2)设立路堤挡土墙时,要综合考虑路基宽度与排水情况,综合分析后选取技术经济更为合理的形式布置,低矮路基可以考虑设置路肩墙。(3)纵向布设挡土墙时要注意沉降缝与伸缩缝的布置位置,避免与山体自然泄水道、溪流等在同一位置,并确定好挡土墙泄水孔和护栏的位置,按照起点桩号和墙体长度选择合适的连接方式。(4)按照结构形式来看,挡土墙主要形式可分为重力式、衡重式、悬臂式、加筋土挡墙等,其中重力式挡墙包括仰斜、垂直、俯斜式挡墙和加筋土挡墙应用较为常见,在实际工程中,要综合考虑当地的地形地貌,坡长、坡角大小以及填挖情况等综合分析,选用经济最为合理的挡墙方式进行边坡防护处理。

3.2土工格室植被护坡

利用综合方法进行护坡是近年来边坡处理的一个新方向,例如采用土工格+植物护坡的形式来进行坡面治理。土工格室是一种新型的土工合成材料,其稳定性、耐久性都能够满足基本护坡要求,在进行实际操作时,将土工格构张拉开并打入固定在坡面上,并在其格室内填入种植用土和草籽或直接敷设草皮,既能美化工程环境,又能有效防止水土流失,增强坡面的稳定性。

具体来说,土工格室边坡绿化防护适合于坡率小于1:0.5的各种形式边坡。当坡度缓于1:0.5时,考虑经济性能主要采用的是平铺式护坡;当坡度陡于1:0.5时,常采用叠砌式护坡。通常采用的土工格室高度为80~150mm,锚杆长度为2m。此种方法施工速度快,工程造价低,整体性优异,尤其在缺少石料或生态环境要求高的地方,利用此种方法具有极大的护坡效果和环境优势。土工格室护坡设计考虑参数包括土工格室指标、护坡结构形式、铆钉材料、间距、锚固深度、填土及植被选择。施工工艺流程为边坡削坡至设计坡度→土工格室铺设→打入铆钉锚固→格室内填土压密夯实→种植坡面植被。

3.3封面防护

封面防护的形式有很多种,包括抹面、喷浆、喷射混凝土等。在实际工程中,应用单一形式的封面防护往往不能够达到预期的护坡效果,因此多在抹面、锤面等处理后加铺一定面积的腐殖质土并掺入草籽,以改善初期防护效果。

采用喷浆或喷射混凝土进行坡面防护主要目的和作用是通过整平坡面不平整的岩石边坡和封堵边坡裂隙来防止雨水或地表径流对边坡的侵蚀;同时形成混凝土结构保护层,稳定和加固边坡的区域性滑动。通常情况下混凝土封面防护还要加设以土工栅格和锚杆等予以固定,防止混凝土面层的剥落。

3.4机械加固

机械加固方式主要包括在坡体内打入或布设一定数量的抗滑桩、土钉、锚杆或锚索等,使坡体内部向下滑动趋势部分转移至构件上,从而达到护坡固坡的目的。

锚固技术主要适用于岩土层易风化的陡峭边坡或容易滑坡的低矮边坡,同时如果高填方路堤外侧有建筑物或防护设施等,也可以采用锚固技术进行加固。但锚杆加固的施工工艺较为复杂且造价较高,一般情况下在工期不紧张且对经济性需求不高的路段、其他方法行不通的情况下考虑采用锚固支护的方式,这种方法还常伴随以挂网、喷浆等方法的综合应用。抗滑桩主要布设在滑动面较为平缓的边坡上,通常在边坡的前端设立一排抗滑桩,对滑坡情况较为严重、滑动力较大的坡体处可集中布置2-3排桩体,并呈三角形构成抗滑桩排架,能够有效的降低坡面的滑动力,实际工程中,需要考虑合适的桩材料、间距以及布置位置,以满足工程经济效益和抗滑效果同时满足需求。

参考文献

[1]祝海燕.路基边坡典型防护型式及图库开发研究[D].长安大学,2002.

[2]肖缙,袁伦.高速公路路基边坡的滑塌防护设计[J].交通世界,2017,(11):6-7+9.

[3]杨招安,李平.浅谈路堤边坡常见病害与防治[J].江西建材,2017,(10):131.

作者简介:孙雨轩,出生年月:1996.12.22,性别:男,民族:汉,籍贯(精确到市):山东省荣成市,当前职务:学生,学历:在读本科,研究方向:道路与桥梁