一、影響邊坡穩(wěn)定的因素
1．1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。所以,影響邊坡穩(wěn)定的自然因素包括下列幾方面，即：地質(zhì)、地形、氣候和水文條件等四個方面。
1．2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下列三個方面，即：設(shè)計因素、施工因素和養(yǎng)護管理因素。
二、邊坡防護技術(shù)比較
2．1片石護坡和護面墻
片石護坡分為漿砌和干砌兩種。護面墻比護坡厚,有一定的抗推力作用。其優(yōu)點是能就地取材、工藝簡單,但自重大,不宜在高邊坡上使用。
2．2菱形網(wǎng)格護坡
菱形網(wǎng)格護坡,可預(yù)制安裝也可用水泥混凝土現(xiàn)澆和石砌。工藝簡單,網(wǎng)格內(nèi)可植草。但只適用于填方邊坡和土質(zhì)挖方邊坡。
2．3六角空心磚護坡
六角空心磚護坡是近幾年才發(fā)展起來的用水泥混凝土預(yù)制安裝的一種邊坡防護形式,似蜂巢狀。施工工藝簡單,空洞內(nèi)可填土綠化,有一定觀賞價值。但自重大、費用高,且還會阻礙邊坡水的排出,對邊坡穩(wěn)定不利,要慎重選用。
2．4噴射混凝土護坡
對一些較高的風(fēng)化巖石邊坡,采用噴射混凝土作護坡可阻止風(fēng)化,且重量輕,施工所需設(shè)備簡單。但費用較高,厚度難以控制,對景觀有一定影響,應(yīng)盡量少采用。
2．5窗孔肋式護坡
窗孔肋式護坡一般用漿砌片石或片石混凝土做肋,用水泥預(yù)制混凝土塊做成拱形窗臺,坡面水從肋上排出,窗內(nèi)可植草,目前是一種較為理想的防護形式。但肋厚容易被偷工減料,應(yīng)加強施工管理和質(zhì)量監(jiān)理。
2．6生物防護
生物防護除植樹屬傳統(tǒng)防護形式外,植草或鋪草皮是近年來才在高速公路上興起的一種綠色防護形式。其優(yōu)點是能在短期內(nèi)恢復(fù)公路沿線的綠色景觀和防止邊坡沖刷,但養(yǎng)護費用高,要隨時保持綠色有一定困難。
2．7護腳墻與抗滑墻
護腳墻與抗滑墻本質(zhì)上沒有多大區(qū)別,僅只是斷面大小和埋深不同而已。護腳墻起到保護坡腳不受沖刷和破壞的作用,不能抵抗推力;抗滑墻除有護腳墻的作用外,還具有抗推力作用,要根據(jù)具體情況選用。
2．8抗滑樁
抗滑樁是一種用于處理滑坡或防止邊坡下滑的鋼筋水泥混凝土結(jié)構(gòu),是一種較理想的抗滑設(shè)施,但投資較大。
2．9預(yù)應(yīng)力錨索
用預(yù)應(yīng)力錨索處理單斜構(gòu)造巖石邊坡,對保證該類邊坡的穩(wěn)定有較好的效果,但難以準(zhǔn)確計算被錨固體的下滑力和張拉控制應(yīng)力。
2．10壓漿錨柱
壓漿錨柱簡單地說就是往地層注入水泥漿以改變土體物理力學(xué)性質(zhì)從而穩(wěn)定邊坡的一種方法。其施工設(shè)備簡單、占地面積小、工期短、見效快、加固地層的深度可深可淺,但難以檢測注入范圍和判斷固結(jié)狀態(tài)。
2．11排水固結(jié)
排水固結(jié)主要用于表層地下水較多處的邊坡加固。有樹枝狀盲溝、塑料排水管等方式。工藝簡單、耗用材料少,但遇到有滑層的地方,需配設(shè)支擋構(gòu)造物才能達到滿意的效果。
三、穩(wěn)定邊坡的辦法
邊坡和路面是反映公路修建質(zhì)量的兩面鏡子,隨著人們觀念的改變和環(huán)保方面的要求,公路邊坡不但要求穩(wěn)定,而且還要美觀。贛粵高速公路在邊坡穩(wěn)定和美化方面都花了一定的功夫,收到了較好的效果。該路是典型的山區(qū)高速公路,在已建高速公路中屬地形、地質(zhì)條件較復(fù)雜的一條,橫坡陡峻、溝壑縱橫,地質(zhì)變化多樣,20m以上的高邊坡占90%,50m以上的特高邊坡占40%～50%,最高填方達50余m,最高挖方邊坡達160余m。根據(jù)不同的地質(zhì)、坡比和臺高等情況,采用了護面墻、漿砌片石護坡、菱形網(wǎng)格磚護坡、六角空心磚護坡、窗孔肋式護坡和噴射混凝土、生物防護等多種邊坡防護形式和抗滑樁、抗滑擋墻、壓漿錨柱、格柵梁和排水固結(jié)等原坡面加固型式。由于部分設(shè)計邊坡去臺較高,坡面較大,為保證護坡自身的穩(wěn)定,對其也進行了加固,主要采用腰帶鋼筋混凝土、菱形或矩形錨桿混凝土、0型鋼筋混凝土等加固形式。結(jié)合贛粵公路邊坡的治理情況和在施工過程中反映出來的不足以及已建邊坡的利弊,提出下列穩(wěn)定邊坡的措施或方案。
3．1坡比與臺高
首先值得一提的是,公路邊坡不能太陡,但也不是越緩越好。對于填方邊坡采用1∶115～1∶2已基本夠用,而挖方邊坡特別是高邊坡卻值得認(rèn)真研究。下面根據(jù)不同地質(zhì)情況就挖方邊坡提出建議方案,總的原則是坡度設(shè)置不宜太緩,而用增加臺數(shù)的方式來解決穩(wěn)定問題,這樣可減少斜坡面匯水面積,對邊坡穩(wěn)定有利。
①土質(zhì)或強風(fēng)化石質(zhì)邊坡
第一臺臺高6m,坡比取1∶0175～1∶1;以后各臺臺高不大于8m,坡比取1∶1～1∶1125。
②石質(zhì)邊坡
第一臺臺高8m,坡比1∶015～1∶0175,以后各臺臺高不大于12m,坡比1∶0175～1∶1,較完整巖石可略陡。各種地質(zhì)條件下的第一臺碎落臺寬度均考慮設(shè)置3m,其它各臺2m。
3．2防護與加固
①加固
防護是在邊坡自身穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進行的,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“邊坡防排水”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,而坡面碎落臺截水溝不必每臺都設(shè)置,在第一臺上設(shè)置一道水泥混凝土截水溝即可。以上各臺澆筑坡度2%、厚度10cm的水泥混凝土封閉,在邊緣設(shè)置攔水帶,每20m左右設(shè)一道豎向排水溝,將水排入第一臺截水溝就能達到理想的排水效果;此外,所設(shè)豎向排水溝還可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。
另一個非常值得重視的問題是,在土質(zhì)或強風(fēng)化巖石上邊坡的坡腳也就是路基側(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
以往的邊坡防護主要考慮防沖刷、防風(fēng)化即可,現(xiàn)在的邊坡防護還要考慮美觀和環(huán)保問題。為了減小水對邊坡的危害,還應(yīng)加上防滲水問題。根據(jù)以上幾個方面的要求,對邊坡防護提出下列建議。
(1)下邊坡
下邊坡采用菱形網(wǎng)格加植草防護并加密排水溝。
(2)上邊坡
上邊坡第一臺,根據(jù)不同地質(zhì)情況采用護面墻、漿砌片石護坡、窗孔肋式護坡、六角空心磚護坡等防護形式;以上各臺,仍根據(jù)不同地質(zhì)情況,采用菱形網(wǎng)格、窗孔肋式護坡、噴射混凝土等防護形式。上述防護形式除護面墻、漿砌片石護坡和噴射混凝土外,其它都可在其上加植草防護,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行圬工防護,只需在一些低凹處放置一點耕植土,種植耐旱性較好的爬藤植物即可起到綠化美化的作用。
四、結(jié)束語
邊坡對高速公路的作用很大，設(shè)計單位要重視前期勘察工作,盡量將地質(zhì)、氣候、水文等情況掌握詳細些,盡量減少高填深挖,而用橋梁和隧道代替,這樣既可以減少對自然環(huán)境的破壞,也可消除或減輕為搞好邊坡防護與加固帶來的問題,從而減少高速公路的隱患。
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