高速公路邊坡防護(hù)加固的技術(shù)

周毅 翟付科

摘 要：高速公路的邊坡位置是其重要的組成部分，高速公路邊坡的加固可以提高道路的質(zhì)量，確保車(chē)輛正常的運(yùn)行。所以，做好高速公路的邊坡加固處理十分重要。本文對(duì)高速公路的邊坡防護(hù)加固技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討分析，以期采取相應(yīng)的措施做好防護(hù)加固工作。

關(guān)鍵詞：高速公路；邊坡；防護(hù)加固

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不段發(fā)展，公路交通事業(yè)日新月異，高速公路日益增多，人們出行帶來(lái)極大便利。但由于道路邊坡失穩(wěn)影響行車(chē)安全，甚至掩埋道路，中斷交通，造成不可估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失事件時(shí)有發(fā)生。所以加強(qiáng)道路邊坡防護(hù)至關(guān)重要，根據(jù)地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、氣候條件、地形地藐等多種因素影響，所采取的邊坡防護(hù)相應(yīng)措施也不同?？傊?，搞好公路建設(shè)，確保路基邊坡穩(wěn)定、安全、搞好環(huán)境保護(hù)，要深入了解現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)不同的工程土質(zhì)、水文、氣候等特點(diǎn)設(shè)計(jì)靈活的防護(hù)形式，并加強(qiáng)施工管理，這樣，才能建設(shè)—條安全之路、生態(tài)之路、人文之路。為了提高高速公路邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)該通過(guò)對(duì)高速公路特征的分析，采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)加固。

1 路基現(xiàn)存病因分析

目前，路基邊坡的質(zhì)量通病，大多是邊坡破壞和坍塌。

1.1 路基邊坡破壞

主要表現(xiàn)為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來(lái)自大氣降水對(duì)邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷，使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝，沖溝不斷發(fā)展最終導(dǎo)致邊坡破壞，進(jìn)一步造成路面塌陷，直接影響了行車(chē)的安全。沿河路堤及修筑在河灘上滯洪區(qū)內(nèi)的路堤，還要受到洪水的威脅，這種威脅表現(xiàn)為直接沖毀路堤坡腳，導(dǎo)致邊坡破壞。邊坡破壞還與路基填料的性質(zhì)，路基高度，路基壓實(shí)度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，砂性土路基邊坡較粘性土邊坡易于遭受沖刷而破壞；較高的路基邊坡比較低的路基邊坡更容易遭受坡面流水沖刷；壓實(shí)度較好的邊坡比壓實(shí)度差的邊坡更耐沖刷。沖刷破壞一般發(fā)生在較緩的土質(zhì)邊坡上，如砂型土邊坡，亞粘性土邊坡，黃土邊坡等。在日常大氣降水和風(fēng)化作用下，沿坡面徑流方向形成許多水沖溝，如平常不注意養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)不到位，日積月累，逐年擴(kuò)大。加上冬季積雪，造成坡腳濕軟，路基強(qiáng)度降低，上部土體失去支撐，最終發(fā)生破壞。同時(shí)，高速公路行駛的汽車(chē)濺起的雨雪水，也會(huì)沖刷坡腳。因此，對(duì)土質(zhì)路基來(lái)說(shuō)，邊坡坡腳是邊坡的最薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

1.2 路基邊坡坍塌

一般分為三類(lèi)；滑動(dòng)型、落石型、流動(dòng)型坍塌。這三類(lèi)情況可單獨(dú)存在，也可同時(shí)在一種情況中出現(xiàn)?；瑒?dòng)型坍塌，在路基挖方段，尤其在深挖石質(zhì)地段，由于巖層在外力的作用下剪斷，沿層間軟石發(fā)生順層滑動(dòng)，造成坍塌。施工爆破開(kāi)挖破壞了原來(lái)巖體的穩(wěn)定性，當(dāng)基巖上有巖屑層、巖堆等松散堆積物時(shí)，堆積物也易沿巖層的層理面、節(jié)理面或斷面層發(fā)生坍塌。落石型坍塌，一般指較陡的巖石邊坡，易產(chǎn)生落石的巖石必然是節(jié)理、層里、斷層影響下裂隙發(fā)育，被大小不一的裂面分割成軟弱的短塊。裂隙張開(kāi)的程度，肉眼看不出來(lái)，在平常的養(yǎng)護(hù)中，也很難發(fā)現(xiàn)。由于滲水，反復(fù)凍融，造成長(zhǎng)時(shí)間的微小移動(dòng)，裂縫逐漸擴(kuò)大。在夏季，雨水會(huì)經(jīng)常充滿裂縫，產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力作用。最終造成坍塌。一般裂隙發(fā)育巖體、硬巖下臥軟弱層，更易發(fā)生落石現(xiàn)象，此類(lèi)破壞形式，對(duì)行車(chē)安全構(gòu)成很大威脅，必須嚴(yán)格控制。在日常養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)加強(qiáng)巡視，盡早發(fā)現(xiàn)，提前處置。流動(dòng)型坍塌，為砂、巖屑、頁(yè)巖風(fēng)化土等松散沉積土，由于大雨沖刷，產(chǎn)生流動(dòng)，造成坍塌。下雨造成的坍塌，多為這類(lèi)坍塌，在日常養(yǎng)護(hù)中很容易發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)處置。

2 影響邊坡穩(wěn)定的因素

2.1 地質(zhì)條件

地質(zhì)條件是邊坡的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定了坡體穩(wěn)定性的主要因素。

2.2 路塹邊坡坡形、坡率、坡高及加固措施

路塹邊坡的設(shè)計(jì)是否合理是決定路塹邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵，它包括確定坡形、坡率、邊坡高度和加固與防護(hù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型等。故在一定的工程地質(zhì)條件下，路塹邊坡的穩(wěn)定性取決于設(shè)計(jì)的坡形坡高及加固措施是否與地質(zhì)條件相適應(yīng)。

2.3 施工方法、工藝及施工順序

路塹開(kāi)挖是對(duì)山體應(yīng)力狀態(tài)的重大改變，如處理不當(dāng)，將是造成邊坡失穩(wěn)的直接因素。因此應(yīng)結(jié)合不同地質(zhì)條件及工程特性，在設(shè)計(jì)合理的前提下，做好施工組織，選擇合理的施工方法及工藝，尤其做好開(kāi)挖與支擋工程的有機(jī)配合。如對(duì)穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)較大的邊坡，必須分級(jí)開(kāi)挖，隨即支擋，挖一級(jí)，防護(hù)一級(jí)，再向下開(kāi)挖。若一挖到底再進(jìn)行加固防護(hù)，或采用大爆破等不當(dāng)施工方法，可能造成邊坡失穩(wěn)變形，輕則局部坍塌，重則引發(fā)工程滑坡，從而增加工程費(fèi)用及影響施工進(jìn)度。

2.4 其它因素

除上述因素以外，如破壞植被，生產(chǎn)、生活用水管理不善、邊坡上部人為堆載等，均對(duì)邊坡的穩(wěn)定有不利的影響。

3 常用的邊坡防護(hù)加固方案及其優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 防護(hù)的作用和目

防護(hù)的作用和目的有兩個(gè)：一是控制邊坡表層的風(fēng)化速率；二是防止地表雨水沖刷。

1）殘坡積層及全風(fēng)化巖地層的邊坡防護(hù)：這些邊坡的地層呈土或類(lèi)土狀，為了防止坡面受雨水沖刷并兼顧美觀，一般采用植物防護(hù)，采用適合本地生長(zhǎng)草籽，并加入種子量30～40%的根系發(fā)達(dá)的矮灌木籽，形成一個(gè)隔離坡面的防護(hù)層，以減少雨水下滲和緩沖徑流條件而保護(hù)坡面。

2）對(duì)強(qiáng)、中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡和坡率較陡普通植草不易成活的地層，采用噴混植生為主，采用適合本地生長(zhǎng)草籽，并加入種子量30～40%的矮灌木籽。對(duì)于旅游線路，有條件時(shí)可加適量花卉種子。

3.2 防護(hù)加固方案的選用及其優(yōu)缺點(diǎn)

目前，巖土邊坡常用的加固工程可分為傳統(tǒng)的支擋體系（如：各種形式的擋土墻等）、樁式體系（如：普通抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索樁）和錨式體系（如：砂漿錨桿、注漿鋼錨管、預(yù)應(yīng)力錨索等）。這些常用措施，經(jīng)長(zhǎng)期的工程實(shí)踐檢驗(yàn)都是行之有效的，設(shè)計(jì)理論是成熟的，技術(shù)上的可靠的，在不同領(lǐng)域的巖土邊坡治理得到廣泛應(yīng)用，總體來(lái)說(shuō)效果是好的。尤其近十多年來(lái)，在我國(guó)公路巖土邊坡治理中擔(dān)當(dāng)重要角色，發(fā)揮了各自應(yīng)有的作用。`

不同體系的支擋加固技術(shù)措施，既具有各自的優(yōu)勢(shì)，也存在一定的局限性和不足：

1）擋土墻（支擋體系）：最大的優(yōu)勢(shì)是片石（或砼）來(lái)源廣泛，施工方便，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。其最大的局限性是承載能力較小，對(duì)高陡邊坡適應(yīng)能力差，擋墻建筑高度受限制，收陡效果不明顯，且圬工量較大，影響人為工程與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。

2）鋼筋砂漿錨桿：鋼筋砂漿錨桿具有施工簡(jiǎn)便、快速、工程造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，適用于邊坡淺層變形（坍塌、小型楔體破壞等）的預(yù)防性加固。鋼筋砂漿錨桿配套框架，增強(qiáng)了坡面的整體性和穩(wěn)定性外，并為巖質(zhì)坡面綠化提供了良好條件。

在現(xiàn)行可供選擇的加固工程技術(shù)措施中，對(duì)存在深層破壞的多級(jí)高邊坡，擋土墻顯然是力不從心的，采用預(yù)應(yīng)力錨索或砂漿錨桿這一技術(shù)措施無(wú)論其適應(yīng)性和加固效果、經(jīng)濟(jì)性及方便施工等方面對(duì)本工程來(lái)說(shuō)，是最佳的選擇。盡管預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)措施存在某些不足，如永久錨索體、錨桿的防腐、防水問(wèn)題，可通過(guò)采取有效技術(shù)措施是可以解決的。

3）錨桿工程作為邊坡加固設(shè)計(jì)的主要措施，其可靠性是邊坡病害治理成功的關(guān)鍵所在。因此設(shè)計(jì)建議：①大面積施工前，應(yīng)針對(duì)不同的地質(zhì)單元進(jìn)行抗拔力基本試驗(yàn)（即破壞性試驗(yàn)）。由此確定不同地質(zhì)單元中的具體參數(shù)，并由此復(fù)核驗(yàn)算穩(wěn)定性、調(diào)整加固方案、明確壓漿工藝，從而確保設(shè)計(jì)的可靠性。②錨桿施工完成后，應(yīng)按總根數(shù)的3%～5%（每坡不少于3根）作抗拔力檢測(cè)驗(yàn)收（非破壞性）。如有不合格應(yīng)加大抽檢頻率并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，以確保施工質(zhì)量的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，高速公路邊坡防護(hù)加固工程在公路工程施工中占據(jù)重要的地位，一旦發(fā)生邊坡的失穩(wěn)滑塌，將產(chǎn)生嚴(yán)重的施工后果，而且對(duì)人們的生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生一定的威脅，在工程施工過(guò)程中做好邊坡的防護(hù)工作并加固顯得至關(guān)重要。因此設(shè)計(jì)人們需要跟根據(jù)地質(zhì)情況設(shè)計(jì)合理可行的方案，施工人員則需保證施工質(zhì)量。

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