肖華
我國公路邊坡常見傳統(tǒng)的防護形式有:1、抗滑樁 2、抗滑擋土墻 3、錨桿(索)防護 4、格構加固邊坡 5、加筋土擋墻 6、注漿加固公路邊坡。隨著科學技術生產(chǎn)力的不斷提高,人類改造自然界的內力獲得了突飛猛進的提高。我們在自然界開山劈路,架橋穿山,修筑了一條又一條山間高速公路,這些高速公路為我們提供了了生活上和經(jīng)濟上的方便,但同時無形中也破壞了大自然原有的地形地貌。
隨著經(jīng)濟和科學技術的快速發(fā)展,在我國高速公路邊坡設計中出現(xiàn)了很多新技術如衡昆國道主干線GZ75線云南廣南至硯山高速公路第十合同段設計中采用的SNS柔性網(wǎng)防護,京福高速公路江西省溫家圳至沙塘隘項目CF技術(椰棕網(wǎng))邊坡綠化,CF技術使無規(guī)則的巖面變成芳草坪。在湖南邵懷高速公路項目中采用GPS2型主動防護新技術。隨著改革開放和加入WTO的持續(xù)影響,我們也在大量的借鑒和引用國外先進的高速公路綠化防護技術,我們的設計理念也逐步從傳統(tǒng)的片石砌體硬質防護方式轉向更人性化的邊坡綠色防護方向,從老式的鋪草皮、撒草籽綠化方式向液壓噴播、三維土工網(wǎng)植草、草皮卷植草等新型綠色防護技術轉變,如京港澳、廈蓉高速、杭瑞高速公路等一批國網(wǎng)高速公路工程中已成功地采用了液壓噴播植草護坡,大大提高了公路兩邊的石質和土質邊坡植草的成活率和道路沿線的景觀效果。
我們在高速公路邊坡設計中垢工結構加固邊坡的常用的形式包括:a、襯砌拱施工;b、漿砌片石護坡、護腳施工;c、漿砌片石網(wǎng)格植草;b、漿砌片石骨架植草
a、襯砌拱施工
拱圈主體采用M7.5漿砌片石砌筑,側邊攔水埂用C25砼預制塊。 漿砌片石中采用石料應是抗壓強度大于30MPa的弱風化~未風化石塊,短邊長度應大于20cm。砂漿強度不低于7.5MPa,預制塊拼裝時每兩塊之間留5cm寬的拼裝縫,縫間用砂漿填充。攔水埂施工前應對漿砌片石表面進行清理,確保砼與砌石間粘結完好。
拱圈施工前應先放樣,放樣應從橋、通、涵等控制點開始,受距離限制個別拱圈寬度需變化時,應采用多拱圈、慢變化的方式過渡,避免大小突變。拱圈施工完后植草。
b、漿砌片石護坡、護腳施工
漿砌片石及砂漿要求同襯砌拱。
護坡基底下土層較軟時,可在基底下?lián)Q填20~30cm的砂(路基設砂墊層時利用砂墊層超寬部分換填)。
浸水路基一般在圍堰排水,清淤后進行護坡施工。
c、漿砌片石網(wǎng)格植草
漿砌片石網(wǎng)格植草一般采用在設計坡面上挖槽修建網(wǎng)格、在坡面上直接植草的方式修建。漿砌片石骨架施工前應進行準確放樣,砌體材料、施工要求與填方邊坡防護中相同。由于骨架間裸露面積較小,施工時應修整骨架間坡面,使之低于骨架面3~5cm,并開挖小溝槽,植草前用濕法噴土在坡面上覆土3~5cm。
b、漿砌片石骨架植草
對于土質邊坡要求同填方漿砌片石網(wǎng)格植草,對于漿砌片石骨架培土植草,在骨架施工完成后進行培土,培土的土質以山坡地表的粘性土、耕植土為好,不準回填易受沖刷的砂性土。培土推薦采用機械噴土(干噴加濕水沉降),當采用人工培土時應注意夯實。培土頂面應低于骨架3~5cm,傳統(tǒng)的格構是用毛石、卵石或頂制的空心磚在人工開挖的軟質邊坡面上,按正方形或菱形干砌或漿砌形成骨架,格構中間種草,以減少地表水對坡面的沖刷,減少水土流失,從而達到護坡和保護環(huán)境的目的,該方法在鐵路、公路的邊坡和路堤防護中已經(jīng)得到廣泛應用。
(1)三維網(wǎng)植草防護
三維網(wǎng)(即《公路土工合成材料應用技術規(guī)范》中的土工墊)一般路段設計采用3層網(wǎng),要求其極限抗拉強度大于2.0KN/m,單位重量大于350g/m2,厚度大于15mm。在填石或土石混填路段, 三維網(wǎng)應在坡面修整后鋪設,網(wǎng)長方向沿邊坡高度鋪設(盡可能不搭接),兩幅網(wǎng)間搭接10cm(拱圈內不搭接,直接對接),搭接帶(對接縫)處用U形釘固定,中部也需用U形釘固定。鋪設完成的土工網(wǎng)應平順并緊貼坡面。
三維網(wǎng)鋪設后,采用機械噴土(干噴、濕噴均可)填充網(wǎng)孔,要求網(wǎng)包內充土均勻,無空包、壓包現(xiàn)象。隨后噴播草籽。頂級邊坡時,三維網(wǎng)應鋪至坡頂外1.0米,同時要讓網(wǎng)頂?shù)陀谏喜科卤砻?,以利排水?/p>
由于挖方坡率相對較陡,鋪設三維網(wǎng)前必須在坡面上沿路線方向開挖寬度不小于10cm的溝槽,溝槽間距30~40cm(坡面長度)。
(2)典型高邊坡處抗滑樁設計
1)該路段工程地質條件
這一地區(qū)路段的地質層大多集中在侏羅紀及早白堊紀沉積環(huán)境下所形成的厚層砂巖、泥巖等含煤巖系,部分路段揭露有華力西晚期侵入的堿長花崗巖。地表以下巖石風化較為嚴重,多為風化碎石土及風化砂礫土,個別地段地表以下有不規(guī)則的較堅硬巖層。該線路段下三疊統(tǒng)第四段(T1y4)巖性為灰?guī)r夾泥巖。厚度為35~40m,灰?guī)r在早期構造運動及坡體應力作用下,巖體節(jié)理裂隙極發(fā)育,巖體破碎,由于受中間層泥巖形成相對隔水層,在大氣降水滲透下和斜坡坡體應力的綜合影響下發(fā)生崩解和小距離移動,局部發(fā)生坍塌而堆積,堆積體中保持原巖層結構,巖層結構面清晰,僅表現(xiàn)為結構面產(chǎn)狀變化,未發(fā)現(xiàn)堆積體有近期垮塌和滑動現(xiàn)象,說明堆積體目前自然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài),因此該堆積體不能受力,即不能堆填加載和作為構筑物基礎持力層使用,必須穿越該層至下伏穩(wěn)定基巖層。
2)根據(jù)勘察情況確定主要的設計內容
經(jīng)過實地鉆探勘察和公司專家組論證,設計項目部決定采用抗滑樁防護形式。主要的設計內容有:
(1)進行樁群的平面布置,確定樁位、樁間距等平面尺度;
(2)擬定樁型、樁埋深、樁長、樁斷面尺寸;
(3)結構和基地應力計算;
(4)配筋設計
(5)提出施工技術要求,擬定施工方案,計算工程量,編制概(預)算等。endprint
3)設計過程
在設計過程中我們充分聽取了公司總工辦交通部有關專家的意見,并運用理正巖土計算軟件對結構進行驗算。最后確定了設計尺寸和配筋量。[3]
1、樁群的平面布置,確定樁位、樁間距等平面尺度
(1)抗滑樁分a-b、b-c段布置;a-b段沿平行于路基中心線方向布置,抗滑樁(1.5x2.0m)中心線與路基中心線的水平距離為25.05m,b-c段抗滑樁截面尺寸采用1.5X2.0m,大致沿南北方向布置(見總體設計平面圖),同時也可根據(jù)地形做適當調整;
(2)抗滑樁分三次跳挖施工。即:抗滑樁每隔兩根施工,第一序列抗滑樁開挖和混凝土澆注完成之后,才能進行第二序列抗滑樁的施工,待第二序列抗滑樁混凝土澆注完成之后,最后進行第三序列抗滑樁的施工。
(3)b-c段抗滑樁樁頂標高應略低于現(xiàn)有地面標高,抗滑樁施工完畢后恢復原有地形,以達到美觀的效果;
(4)抗滑樁的長度在保證設計錨固長度的前提下,可根據(jù)實際開挖情況作適當調整。
(5)1~3號抗滑樁的間距為5.5m,其余樁間距均為5.0m。
2、擬定樁型、樁埋深、樁長、樁斷面尺寸
(1)在路基左邊距離路基中心25.05米設置a-b段1~14號抗滑樁,嵌固深度為9.0m, 單根長18.0m,共14根(嵌固深度及具體樁長可根據(jù)實際開挖后所揭露的滑動面情況 進行適當調整);b-c段15~18號抗滑樁沿南北走向布置,共4根,單根長15.0m,
(2)1~14號抗滑樁的嵌固深度自滑動面算起,其嵌固深度與滑體厚度的比例為1:1;
(3)預計沿路基縱向滑坡中間斷面處滑體厚度約9m,往吉首方向逐漸變?。划敾w厚度小于 9m時,嵌固段長度相應減小,施工過程中應按上述原則對樁長進行相應的調整。
(4)當樁長小于18m時,抗滑樁應相應減小抗滑樁上部的長度;當樁長大于18m時,抗滑 樁應相應增加抗滑樁下部的長度。
(5)K80+260~K80+370段坡頂適當位置設置截水溝,其余坡頂位置可根據(jù)地形需要適當布置截水溝。
(6)一級邊坡以上清除坡體表面部分松散土體后,按1:1.5坡比放坡,坡比也可根據(jù)現(xiàn)場做適當調整;
(7)一級邊坡及一級以上邊坡均采用漿砌片石人字形骨架內草皮護坡;
(8)路基左側邊溝中的水通過原設計通道排出路基。endprint