湿陷性黄土地区国道边坡加固技术研究

湿陷性黄土地区国道边坡加固技术研究

张冠龙

陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安 710075

摘要：湿陷性黄土地形地貌作为我国西北部地区特有的地形，极易受到降雨冲刷的影响。黄土地区土质边坡易受降雨冲刷而产生局部滑塌，坡面稳定性相对较差，长时间强降雨,更使坡体含水率与孔隙水压力增大,坡体抗剪强度缩小,随之引发边坡失稳。本文从国道边坡加固工程出发，介绍了黄土地区土质边坡的基本特性，同时分析建设工程活动对边坡稳定性的影响，较为准确的分析和评价边坡的稳定性、安全性，并提出了防护和加固建议。

关键词：湿陷性黄土；国道边坡；加固

引言

受西部大开发战略影响，国道建设数量不断增加，研究国道边坡稳定性影响因素及变形破坏规律对建设边坡具有重要意义。我国黄土面积分布广、厚度大，各个地区的黄土性质均有差异，不可同一而论，需更进一步地研究各地区黄土的性状。国道边坡相比较于自然边坡受到施工工艺、土体性状、外界环境、时空效应等因素的影响更为复杂。填筑土体性质对边坡变形与稳定性有很大影响，直接影响边坡的变形形式。原始地表平整情况不同，在具有不同物理力学性质的原始土体和填土间形成界面，该处易产生变形破坏。

1黄土湿陷机理分析

黄土湿陷所造成的原因很多，故黄土湿陷有不同的机理。一方面是雨水的作用，长时间下雨将会改变黄土结构，引发黄土湿陷。雨水连接一些比较松散的黄土粒，不断地增加黄土的含水量，所以黄土的重度由此减少，影响到土体密度情况。在荷载的影响下，引发过度湿陷问题。另外则是由于外界压力所造成的，比如长期有超载的车辆行驶。还有一个原因可能是由于内部原因所导致的，在于黄土结构的物质组成。在黄土中存在较多的可溶盐，如果含水量比较大，可溶盐将会溶解，结构强度不断降低的同时，边坡承载力也变弱引发了湿陷的问题。有些颗粒表面存在着水膜，在浸水之后，结合水膜会不断增厚，导致黄土颗粒变得更加容易滑动，因此降低了抗剪强度，引发湿陷问题。黄土通常是单粒的结构，如果没有牢固的连接颗粒，无法形成整体骨架，导致整体结构比较松散，引发湿陷问题。因为黄土湿陷的诱发因素比较多，很多因素是施工中无法控制的，因此在施工时需要综合分析最重要的因素，合理解决黄土湿陷问题。在在处理湿陷性黄土国道边坡的过程中，需要充分了解黄土特性，因而选择合适的处理工艺。要注意全面勘察施工现场，利用调查取样的方式获取准确的数据，同时根据数据分析结果确定湿陷性黄土地基处理措施。

2湿陷性黄土地区国道边坡加固技术要点

2.1锚固防护施工技术

全面清理边坡上的各类杂物，使边坡壁表具有合适的粗糙度，目的在于提高混凝土与坡面的黏结性。结束杂物清理作业后，利用高压水全面冲洗，确保边坡表面维持湿润状态，给后续施工创造良好条件。清理松土覆盖层，按照设计要求确定锚杆的具体安装位置，搭建具有稳定性的角度支架。为确保设备在使用过程中不发生失稳现象，需通过可行的措施处理场地，使其满足稳定性与平整性两方面要求。钻孔期间的检查工作必须落实到位，具体体现在钻进速度、地下水位等多个方面，对于偏离设计要求的情况，需及时告知监理单位和设计单位，多方商讨后提出可行的处理对策，力争在最短时间内解决问题。安装工作中，由施工人员插入锚杆，使其可以达到锚孔的指定深度处，经检查后若无误则进入后续施工环节，若插入深度与设计值的偏差超出许可范围，则将锚杆拔出，进一步清理锚孔内的杂物，随后再将锚杆插入并做质量检查。水泥砂浆生产的原料控制工作应落实到位，所用的硅酸盐水泥必须是最近的3个月内生产所得。在浆液拌制过程中，保证水灰比为0.4~0.5，并给予充分的搅拌，以形成均匀性较好的混合料，泌水率以2%为宜。对于特殊的锚孔，水泥砂浆生产期间应掺入适量的速凝剂。此外，应根据设计要求以及实际情况使用适量的骨料，浆液应得到持续性的搅拌，以免出现结块等质量问题。生产所得的水泥砂浆转入储浆桶内，伴随桶内水泥砂浆总量的持续增加，当达到特定值后即可注浆。注浆期间加强对孔洞内气体的检测，尽可能消除孔内夹杂的气体，保证浆液充满孔洞并能够有效与孔壁贴合。按特定的流程完成锚索施工作业，具体为：施工准备→锚索孔定位测量→成孔→清孔→材料机具检查→下锚→内锚固段注浆→水泥砂浆待强→张拉→超张拉锁定→张拉端注浆。

2.2抗滑桩施工技术

进行护壁混凝土浇筑时，要选择强度与桩身强度相当的混凝土，浇筑时适量使用速凝剂，使混凝土尽快达到设计强度要求。施工过程中，如发现护壁出现蜂窝状或渗漏现象，应及时采取分流堵漏措施，保证混凝土强度和安全性。混凝土强度达到设计要求时，对护壁混凝土内模进行拆除，在混凝土浇筑24h后，进行试验检测，检测结果表明混凝土已经具有一定的抗压强度，此时内模可以拆除。桩基开挖深度达到设计高程后，及时清理桩底，使软土地基不受松散、泥沙等因素的干扰，保证孔底状况符合下一步施工条件，此外，还要对孔深、孔径、垂直度等进行检测，保证满足设计要求。清孔后，在施工现场进行钢筋笼的制作，采用分段加混凝土预制块垫块的方式，保证钢筋保护层厚度，制作完成后，用吊车将钢筋笼吊装定位。钢筋笼制作中，全部电焊成束，主筋采用对焊或套接式，将主筋与箍筋焊接在一起，以增强钢筋强度，对钢筋连接接头，不能直接使用剥肋滚轧直螺纹接头和直接滚轧直螺纹接头，要通过压紧母材或压紧钢筋头螺纹接头来加强钢筋接头的有效截面后使用。桩基础验收通过后，使用15t汽车起重机将桩基础钢筋笼安装并进行吊装作业，安装时，分节吊装钢筋笼，先将第一节钢筋笼下端挂在开口处，再将第二节与第一节钢筋笼相连，连接后吊放钢筋笼，入孔后及时定位牢固，防止钢筋笼发生掉笼事故。

2.3注浆加固法

用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质的方法，通过注浆使浆液凝固后，使岩土层强度大大提高，从而增强岩土体的稳定性。根据边坡稳定性分析，在天然状态下边坡处于基本稳定状态，在暴雨或连续降雨状态下边坡处于不稳定状态。通过土层物理力学指标可以看出，暴雨或连续降雨状态下边坡稳定安全系数迅速降低，原因是雨季地表水下渗导致土体孔隙水压力升高、粘聚力降低，加剧边坡的破坏，从而影响到边坡的稳定性。根据工程地质条件，工程区周边在坡高50m时，自然边坡的稳定坡比约1∶1.2~1∶1.3，本工程现状综合坡比已达1∶1.01~1∶1.07，已接近稳定坡比，因此，设计方案选取削坡减载法，施工方便，节省投资。另外，由于降水是诱发本工程黄土边坡失稳的一个主要因素，在消方减载的基础上，设计方案应利于排水，将暴雨或连续降雨的水从坡面迅速排走，防止雨水下渗，避免边坡土体进入饱和状态。所以在综合坡比满足稳定的条件下，设计采用陡坡比、多级宽平台消坡方案，为进一步保障边坡安全。

2.4排水处治

黄土内部具有架空结构和孔隙，很容易发生变形和溃散问题，引发湿陷变形问题，因此水是湿陷性黄土主要诱发因素。针对潮湿路段，具有丰富的地下水，为了保障路基排水边坡的稳定性，需要设置地下渗沟和盲沟，避免地下水浸湿路基，向路基之外引出地下水，从而降低地下水，提高路基施工水平。

结束语

综上所述，根据我国国道边坡以及自然边坡的现状分析，国道边坡相比较于自然边坡受到施工工艺、土体性状、等因素的影响更为复杂很多。合理的利用国道边坡加固技术和黄土直立性特点，这样对边坡又有利于坡面排水，又能确保湿陷性黄土地区国道坡安全稳定运行。同时，建议运行期对国道边坡加强监测，监测异常情况应及时向有关部门汇报，使国道边坡的稳定性能得到更好的保障。

参考文献

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[2]张博.湿陷性黄土地区国道边坡加固技术研究[J].造纸装备及材料，2020（2）：227.

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