現(xiàn)代公路工程中邊坡穩(wěn)定性的施工技術(shù)

賈濤

摘要：公路邊坡在受到外界環(huán)境以及地形的影響時，很容易出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)定的狀況，并且還會引發(fā)一系列的災(zāi)害，嚴(yán)重時可能中斷公路的正常運(yùn)行，在造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失的同時，還會給人們的生命安全埋下隱患，公路邊坡的穩(wěn)定性應(yīng)該引起公路施工人員的重視。文章分析了公路邊坡的穩(wěn)定性的定義，進(jìn)行了公路邊坡的穩(wěn)定性分析，提出了影響公路邊坡穩(wěn)定性的因素，并通過工程實(shí)例探討了公路邊坡穩(wěn)定性的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路工程；邊坡穩(wěn)定性；定性分析法；定量分析法；施工技術(shù)

中圖分類號：TU985 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0099-02

公路邊坡穩(wěn)定性的分析和評價主要包括兩個方面，一方面是對公路工程邊坡選址地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，防止人工邊坡作業(yè)的應(yīng)力變形，從而設(shè)計出滿足施工要求的人工邊坡；另一方面是對公路工程中的天然邊坡進(jìn)行定性和定量的分析。影響公路邊坡穩(wěn)定的因素主要有兩大方面，即自然因素和人為因素，自然因素指的是自然氣象、地形地貌、地質(zhì)條件等；人為因素指的是對公路工程的設(shè)計、施工過程中的操作過程以及對邊坡作業(yè)的防護(hù)等方面。由于邊坡作業(yè)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個公路工程的質(zhì)量，并且其中的任何一個因素發(fā)生變化都可能對公路工程造成不可估量的影響。因此，為了提高邊坡作業(yè)的穩(wěn)定性，應(yīng)該對可能引起邊坡穩(wěn)定性的因素進(jìn)行綜合分析。

1 公路邊坡穩(wěn)定性分析

1.1 非確定性評價方法

影響公路邊坡穩(wěn)定性的因素有許多，其變量也相對較多，再加上公路工程具有工期長、工程量大、工序復(fù)雜等方面的特點(diǎn)，致使其并不能采取常規(guī)的定性或者定量方法對其穩(wěn)定性進(jìn)行分析，因此可以采用一些非確定性的評價方法對其穩(wěn)定性進(jìn)行分析，例如灰色系統(tǒng)評價方法、模糊綜合評價法、可靠度評價法等方法。

1.2 定性分析法

定性分析法指的是對公路工程進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)勘察，通過采集各種信息后，分析公路力學(xué)機(jī)制失穩(wěn)、表現(xiàn)破壞的形式以及影響公路邊坡穩(wěn)定的主要因素，然后結(jié)合形成變形之體的原因及其發(fā)展的過程進(jìn)行分析，從而對公路邊坡穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢進(jìn)行定性的分析和綜合性的闡述。

1.3 定量分析法

公路邊坡穩(wěn)定性的定量分析還沒有實(shí)現(xiàn)完全定量，目前通常采用的定量分析法包括兩種，其一是數(shù)值法，現(xiàn)有的數(shù)值定量分析法包括：快速流線元法、不連續(xù)變形分析法、快速拉格朗日分析法、離散單元法、無單元法、有限元法等，其中最常用的一種是有限元法，其優(yōu)點(diǎn)是充分地考慮了巖體的分布、應(yīng)力以及應(yīng)力的分布狀況，并且考慮了邊坡巖體的不連續(xù)性和分均質(zhì)性；其二是極限平衡分析法，極限平衡分析法指的是通過分析邊坡破壞狀態(tài)下，土體內(nèi)外強(qiáng)度所產(chǎn)生的抗力之間的平衡，從而計算土體在外載荷作用下的邊坡穩(wěn)定性程度。

2 影響公路工程邊坡穩(wěn)定性的因素

2.1 人為因素

人為因素是造成公路穩(wěn)定的重要因素之一，例如坡腳開挖不當(dāng)、加載方式不合理、山坡開發(fā)過度等都會引起邊坡的不穩(wěn)定。

2.2 侵蝕和風(fēng)化作用

公路邊坡的巖石隨著侵蝕量的不斷增加，整個巖石都會被侵蝕和風(fēng)化，降低巖石的強(qiáng)度，其保護(hù)邊坡的能力也會隨之降低。

2.3 降水量

水是引起邊坡不穩(wěn)定的重要因素之一，邊坡中含水量過高，將會軟化邊坡材料，顯著地降低邊坡的強(qiáng)度，造成邊坡的不穩(wěn)定，如果發(fā)生大暴雨，很容易導(dǎo)致公路的邊坡發(fā)生坍塌，如果不采取一定的措施，將會給人們的生命安全帶來嚴(yán)重的危害。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

公路邊坡的地質(zhì)構(gòu)造在很大程度上影響邊坡的穩(wěn)定性，一旦巖體中出現(xiàn)不連續(xù)的結(jié)構(gòu)面，將會使巖體變成許多小塊的碎塊，顯著地降低邊坡巖石的強(qiáng)度，如果這種趨勢不斷地發(fā)展，最終可能導(dǎo)致巖體之間的相互滑動，降低邊坡的穩(wěn)定性。

2.5 地質(zhì)材料

公路邊坡是由不同的材料組成的，地質(zhì)材料由于膠結(jié)狀況、組織、成巖時間、種類等的不同，其抗風(fēng)化能力、力學(xué)強(qiáng)度、巖性等都存在明顯的差異，因此材料質(zhì)量的好壞將直接影響邊坡的穩(wěn)定性。

2.6 地形

地形的形成通常有兩種狀況，一種是自然形成，另一種是人為制造，地形的表現(xiàn)形式主要包括坡度、破寬、坡高、坡向等，這些形式直接影響公路邊坡的穩(wěn)定性，其中邊坡的坡度對公路邊坡的穩(wěn)定性的影響最大，很可能引發(fā)嚴(yán)重的山崩、土壤侵蝕等災(zāi)害。

3 公路邊坡穩(wěn)定性的施工技術(shù)

3.1 工程實(shí)例

某公路全長1563.3km，其途經(jīng)各種地形，365.3m路線處于陡坡懸崖上，該公路一年中降雨充沛，雨量多集中在夏季和秋季，年均降水量為1235cm，相對濕度為83%，春季和冬季有寒潮，并且伴有冰雹、暴雨、伏旱等氣候特點(diǎn)，由于降水充沛，該公路兩邊的植物極容易成長。

3.2 公路邊坡穩(wěn)定性的施工技術(shù)

（1）樁錨支護(hù)技術(shù)。樁錨支護(hù)是公路工程中常用的保護(hù)邊坡穩(wěn)定的施工技術(shù)，還能適用于山體滑坡、橋梁、堤壩、碼頭等眾多領(lǐng)域的支護(hù)工作，具有很廣的應(yīng)用范圍和應(yīng)用前景。樁錨支護(hù)具有施工簡單、施工界面美觀、支護(hù)穩(wěn)定性高等方面的優(yōu)點(diǎn)，樁錨支護(hù)的施工流程為：對公路現(xiàn)場進(jìn)行測量，確定樁錨的位置，確定位置后再進(jìn)行人工挖孔，挖孔時應(yīng)該進(jìn)行錯開施工，根據(jù)設(shè)計好的深度進(jìn)行開挖，然后檢驗(yàn)樁孔是否符合相關(guān)的設(shè)計規(guī)定，接著將鋼筋籠吊運(yùn)到指定的位置，進(jìn)行混凝土澆筑，然后進(jìn)行振搗，當(dāng)混凝土終凝并達(dá)到一定的強(qiáng)度后即完成錨樁，接著根據(jù)梁底的標(biāo)高對錨樁進(jìn)行剔鑿，確定錨桿的位置，鉆機(jī)就位后進(jìn)行角度和位置的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后完成樁錨支護(hù)。在進(jìn)行樁錨支護(hù)時，應(yīng)做好排水施工，例如邊坡采用PVC泄水管，防止在施工現(xiàn)場形成過多的積水。

（2）急流槽技術(shù)和仰斜式排水管技術(shù)。為了防止路面水滲入邊坡，根據(jù)公路的長度要求，沿著公路的縱向設(shè)置一道急流槽，急流槽應(yīng)該采用M8.0水泥砂漿砌筑，其中防滑平臺水平間距應(yīng)該大于2.2m，片石強(qiáng)度應(yīng)該超過28MPa，這樣能夠順利地將路面水排到路基外。為了將路面的水分滲入到路基中，還可以在采用仰斜式排水管技術(shù)，其操作步驟圍為在路基內(nèi)部打入與水平面成3.5°仰角，周身鉆有滲水孔，并且被高強(qiáng)尼龍網(wǎng)包裹著PVC排水管，這樣能夠?qū)⒙坊械乃滞ㄟ^排水管排出路基。

（3）注漿鋼花管樁技術(shù)。注漿鋼花管樁技術(shù)指的是利用注漿技術(shù)把水泥漿滲透到邊坡的巖體中，注漿后鋼花管留在邊坡中，起到一定的阻滑效果和錨固效果，從而起到改善邊坡巖土的物理學(xué)特性，顯著地提高邊坡的抗滑能力，從而提高邊坡的穩(wěn)定性。注漿鋼花管樁技術(shù)的操作步驟為：先制作鋼花管，然后用鉆孔機(jī)鉆孔，將鋼花管留在鉆孔中，用注漿技術(shù)進(jìn)行一次注漿，然后再繼續(xù)擰二次劈裂注漿，形成注漿鋼花管樁。

（4）抗滑樁技術(shù)?？够瑯都夹g(shù)是在國內(nèi)外的滑坡治理中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，抗滑樁技術(shù)是能夠提高邊坡穩(wěn)定性的擋土機(jī)構(gòu)，是一種整治邊坡滑動的有效技術(shù)。當(dāng)邊坡滑坡較為嚴(yán)重時，僅僅采用削坡、排水等方法不能滿足施工要求，而是應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的具體條件，采取抗滑樁施工技術(shù)進(jìn)行處理，抗滑樁技術(shù)的操作步驟為：將抗滑樁埋設(shè)在穩(wěn)定的地層中，主要依靠樁和樁周圍的巖體之間的相互牽制作用，提高邊坡的抗滑能力，致使邊坡的變形變得穩(wěn)定?？够瑯都夹g(shù)具有投資小、工程量小、速度快、操作簡單等方面的優(yōu)點(diǎn)，并且在配合重力式結(jié)構(gòu)，能夠?qū)吰缕鸬胶芎玫姆雷o(hù)作用。

（5）擋土墻技術(shù)。擋土墻技術(shù)分為以下幾種：錨桿式，其是由錨桿、擋土板、肋柱三部分組成，依靠錨桿的拉力保證擋土墻的平衡；扶臂式，其是由扶臂、墻踵板、墻趾板、墻面板組成；懸臂式，其采用鋼筋混凝土，由墻踵板、墻趾板、立臂組成，其鋼筋用量相對較大、下部彎矩相對較大，抗滑能力相對較強(qiáng)；半重力式，墻趾較寬，成凸形，采用混凝土灌注，用少量鋼筋加固墻背；重力式，通常用漿砌片或者混凝土砌筑。

（6）生物防護(hù)技術(shù)。生物防護(hù)技術(shù)是一種區(qū)別于其他防護(hù)技術(shù)的特殊防護(hù)技術(shù)，生物防護(hù)處理除在公路兩邊種植樹木以外，還應(yīng)該在公路邊坡種植草皮，其特點(diǎn)是能夠在較短的時間內(nèi)強(qiáng)化公路的邊坡，并且還能起到綠化公路環(huán)境的效果，但是其養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用相對較高，其應(yīng)用范圍相對有效。目前，公路邊坡的生物防護(hù)技術(shù)包括客土噴播、三維植被網(wǎng)護(hù)坡、液壓噴播植早護(hù)坡等。

4 結(jié)語

總而言之，引起公路邊坡失穩(wěn)的因素很多，并且都不是單一存在的，通常是由多種因素共同決定。因此，公路工程的邊坡防護(hù)工作應(yīng)該對邊坡的周邊環(huán)境、降水量、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)材料、地形等眾多因素進(jìn)行綜合的考慮，然后采取相應(yīng)的防護(hù)措施進(jìn)行邊坡加固，從而保證邊坡的穩(wěn)定性，為公路的正常運(yùn)行以及保證人們的生命財產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

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