市政道路邊坡防護(hù)及堤防加固治理措施研究

舒清

安徽偉松建設(shè)有限公司 安徽 蕪湖 241200

引言

隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國市政道路工程越來越多，路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，在市政道路結(jié)構(gòu)中有著非常重要的作用，會對市政道路工程和質(zhì)量和使用壽命造成直接影響。路基邊坡和由于長時(shí)間處于裸露狀態(tài)，極容易受到暴雨、水流沖刷引起邊坡坍塌。堤防加固質(zhì)量影響到防御洪澇災(zāi)害、水土資源流失等。因此，在實(shí)際的施工過程中，通過制定科學(xué)合理的邊坡防護(hù)以及堤防加固方案并進(jìn)行跟蹤落實(shí)，從而保障市政道路質(zhì)量和堤防防洪的安全。

1 市政道路邊坡防護(hù)

影響市政道路邊坡穩(wěn)定性的主要因素有地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、坡頂荷載、路基結(jié)構(gòu)、氣候影響等。市政道路路基邊坡防護(hù)有以下幾種：

1.1 邊坡植物防護(hù)

植物防護(hù)是通過在坡面依靠植物根莖與土壤間附著力達(dá)到加固邊坡、提高邊坡表面抗沖刷的能力。邊坡植物防護(hù)可以起到穩(wěn)定路基、保護(hù)路面、減少水土流失，還可以凈化空氣、美化環(huán)境、保護(hù)生態(tài)，具有良好的生態(tài)效益和社會效益，在坡面植物選擇上應(yīng)以播種為主、栽植為鋪，因?yàn)椴シN的苗木比栽植的苗木根系發(fā)達(dá)、抗撥強(qiáng)度高，對土壤具有更好的附著力。當(dāng)前常用的植物防護(hù)措施主要包括挖溝綠化防護(hù)、直接噴薄綠化防護(hù)、厚層有機(jī)材噴播綠化防護(hù)、三維網(wǎng)噴播綠化防護(hù)以及土木格室綠化防護(hù)等[1]。

1.2 工程防護(hù)

主要適用于不適宜植物生長的土質(zhì)邊坡采取工程防護(hù)措施來實(shí)現(xiàn)邊坡防護(hù)的技術(shù)，常用的方式有以下幾種：

1.2.1 干砌片石和漿砌片石防護(hù)技術(shù)，主要適用于路基邊坡土質(zhì)與巖石邊坡。干砌片石可以保護(hù)路基邊坡免受地面水流的侵害，減少浸水路堤被雨水的沖刷。漿砌片石防護(hù)技術(shù)主要適用于路基邊坡土質(zhì)與巖石邊坡。對于潮濕嚴(yán)重或浸水路堤可能出現(xiàn)坡面被沖刷的土質(zhì)邊坡，應(yīng)將排水以及防護(hù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。

1.2.2 錨桿及框格梁防護(hù)技術(shù)，先將錨桿固定在穩(wěn)定的地層中，把錨桿的力傳遞給框格梁，讓不穩(wěn)定的坡面與框格梁形成一個(gè)整體，起到對邊坡進(jìn)行穩(wěn)固的作用。這種邊坡穩(wěn)定技術(shù)主要適用原道路邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定密實(shí)表層松散的情況，用錨桿及框格梁防護(hù)技術(shù)加固邊坡效果好能增強(qiáng)土層穩(wěn)定，同時(shí)方便施工，工程造價(jià)成本低。

2 堤防加固治理措施

堤防加固主要是在防洪工程方面的應(yīng)用，而在堤防加固工程過程中，有些內(nèi)容和邊坡防護(hù)相類似，在工程實(shí)踐中還應(yīng)該充分地考慮加固方式不同，從而實(shí)施具有針對性的水土保持加固措施。

2.1 表面清基、加培與堤防防滲加固處理

2.1.1 表面清基和堤身削坡。堤身填筑前表層不合格土及雜物須清除干凈，清基應(yīng)清至設(shè)計(jì)基面邊線外50cm，并要求將填筑范圍內(nèi)的坑、槽、溝等預(yù)先進(jìn)行回填處理。要加培土堤邊坡較陡處采用挖掘機(jī)清基，靠近建筑物部附近、拐角及邊角處采用人工清基。清基、清淤土直接棄土，自卸汽車運(yùn)至低洼地合理?xiàng)壷谩?/p>

削坡自堤頂向下進(jìn)行，削坡土方多為堤外坡，土質(zhì)相對較好，應(yīng)盡量用于堤身加培，需利用填筑的削坡土方，要求先將表層不合格土、雜物等清除干凈，將削坡土料用液壓反鏟挖掘機(jī)挖至堤頂，推土機(jī)推運(yùn)至填筑面；對局部不需內(nèi)培土方用自卸汽車運(yùn)至填筑面。對設(shè)計(jì)坡面的少量削平清理土方采用人工削坡，膠輪車運(yùn)輸至填筑面[2]。

2.1.2 堤身加培。堤身加培除利用削坡土外，應(yīng)嚴(yán)格按照要求，進(jìn)行開挖、回填以及碾壓達(dá)到挖填平衡的要求。填筑一律采用分段分層均勻平鋪倒土，采用推土機(jī)平整、拖拉機(jī)壓實(shí)為主，局部輔以蛙式打夯機(jī)或人工平整夯實(shí)，對于不同的土料和碾壓設(shè)備，施工前應(yīng)通過現(xiàn)場擊實(shí)試驗(yàn)和碾壓試驗(yàn)確定土料的最大干容重、鋪料厚度和碾壓遍數(shù)，相鄰施工段的作業(yè)面宜均衡上升，段與段之間不可避免出現(xiàn)高差時(shí)，應(yīng)以斜坡面相接。已鋪土料在壓實(shí)前被曬干時(shí)要灑水濕潤，填筑層因故擱置較久或經(jīng)過雨淋干濕交替使表面產(chǎn)生裂縫時(shí)，復(fù)工前應(yīng)進(jìn)行復(fù)壓處理，局部“彈簧土”、層間光面、層間中空或剪切破壞等問題應(yīng)處理后方可填筑新土。填筑土料不應(yīng)夾有砂子、淤泥土、耕植土、冰雪、凍土塊和其他雜質(zhì)。土料降低含水量的晾曬處理應(yīng)在料場進(jìn)行，填筑壓實(shí)前應(yīng)根據(jù)具體情況采取覆蓋塑料膜防雨、防凍或?yàn)⑺却胧雇亮虾拷咏顑?yōu)含水量。堤身全斷面填筑完畢后，應(yīng)作整坡壓實(shí)及削坡處理，并對平臺、堤防護(hù)堤地面的坑洼進(jìn)行補(bǔ)填整平。

2.1.3 堤防防滲加固處理。工程中常用的防滲處理措施主要有：復(fù)合土工膜防滲、高壓噴射灌漿及多頭小直徑水泥土防滲墻。

2.1.3.1 復(fù)合土工膜防滲。復(fù)合土工膜分為一布一膜和兩布一膜，抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學(xué)性能指標(biāo)高，產(chǎn)品強(qiáng)度高，延伸性能較好，變形模量大，耐酸堿、抗腐，時(shí)老化，防滲性能好，能滿足市政、水利、建筑等工程建設(shè)中的防滲、隔離、補(bǔ)強(qiáng)、防裂加固等工程需要。優(yōu)點(diǎn)是集防滲與排水作用于一體，同時(shí)具備隔離和加筋等功能；復(fù)合強(qiáng)度高、高強(qiáng)度大、抗穿刺強(qiáng)度高；排水能力強(qiáng)、摩擦系數(shù)大、線脹系數(shù)小，適應(yīng)環(huán)境溫度范寬、質(zhì)量穩(wěn)定。缺點(diǎn)是易老化，使用壽命短。

2.1.3.2 高壓噴射灌漿。高壓噴射灌漿是利用鉆機(jī)鉆孔，然后利用帶有噴頭的灌漿管下至預(yù)定位置，以高壓將漿液或水噴射出來，在破壞土層的同時(shí)將液與土混合，從而形成防滲凝結(jié)體。高壓擺噴采用黏土水泥漿，為塑性結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是防滲墻防滲性能可靠，施工場地便利，可減少滲漏量又可防止?jié)B漏破壞；高噴法既可以在水平方向噴射，又可以在傾斜方向噴射，在實(shí)際應(yīng)用中更靈活；適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性、粉土、黃土、砂土、人工填土等地基。缺點(diǎn)是成墻厚度不均勻有時(shí)不連續(xù)。

2.1.3.3 多頭小直徑水泥土防滲墻。多頭小直徑水泥土防滲墻以水泥作為固化劑，通過樁基深處將土體和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑將土體和水所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使土體硬結(jié)成具有良好的整體性、水穩(wěn)定性、不透水性并具有一定強(qiáng)度的水泥土防滲墻，達(dá)到截滲目的，適用處理各種淤泥質(zhì)土、黏性土、素填土等地基加固防滲效果好適用面廣。優(yōu)點(diǎn)是加固效果好，加固方式靈活，可以采用不同的加固形式、不同的樁長和置換率;施工速度快造價(jià)低，可充分利用原軟土，無棄土;適用于處理飽和軟黏土、淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性、素填土等地基的加固，不僅具有防滲功能，還能夠保證邊坡穩(wěn)定，防止產(chǎn)生滑坡。缺點(diǎn)是對地層適用性有一定的局限性[3]。

2.2 堤身的護(hù)岸形式

2.2.1 植草防護(hù)。植物防護(hù)是通過人工在堤坡、岸坡植樹鋪設(shè)天然草皮或撒草籽的一種傳統(tǒng)生態(tài)護(hù)岸措施。由于植草之間相互交疊，形成了一種類似屋頂瓦片的結(jié)構(gòu)，從而在坡面水流通過時(shí)，可以保護(hù)土顆粒不隨水流流失。另外，植物根系的蔓延和根瘤的分枝固定草根之間的土體，起到加筋的作用。植草護(hù)坡具有施工簡單、成效快、價(jià)格低等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗沖刷性能差，受雨水沖刷易發(fā)生侵蝕。

2.2.2 松木柱生態(tài)護(hù)岸。松木柱作為水利工程常用的天然建材，其用途也發(fā)展成為一種河道護(hù)岸的形式。在河岸密排打入直徑120～150mm、長4～6m的松木，可以達(dá)到穩(wěn)定河岸邊坡、防止水流沖刷的護(hù)岸效果。松木樁生態(tài)護(hù)岸可以把水、河道、河植被連成一體，構(gòu)成完整的河流生態(tài)系統(tǒng)。松木樁生態(tài)護(hù)岸能為水生動物和兩棲動物提供覓食、棲息和避難的場所，對保持生物多樣性具有一定的積極意義。但位于水位變動區(qū)的松木柱較易腐爛，再加之水下食草魚類的啃食會加速腐爛，通常3～5年就需維修施工。

2.2.3 仿木樁生態(tài)護(hù)岸。仿木樁護(hù)岸采用仿木樁代替松木在河岸密排打設(shè)，其護(hù)岸工作原理與松木樁護(hù)岸相同。仿木樁采用經(jīng)久耐用的混凝土預(yù)制而成，樁體采用預(yù)應(yīng)力鋼、柱體度高，抗彎及抗裂性能較好。仿木樁表面作木紋處理，仿木通真，環(huán)保美觀。仿木樁價(jià)格較為適中，因耐久性和穩(wěn)定性較好，后期維護(hù)較少。

2.2.4 鏈鎖生態(tài)塊護(hù)坡。鏈鎖生態(tài)塊護(hù)坡是由一組尺寸一致的預(yù)制空心混凝土塊相互連接而形成的型矩陣。鏈鎖塊設(shè)計(jì)使得每一個(gè)塊體被相鄰塊體鎖住，減少了塊體的側(cè)向移動，提供了穩(wěn)定透水的保護(hù)層。鏈鎖生態(tài)混凝土塊護(hù)坡較拋石、六邊形預(yù)制混凝土塊整體性更強(qiáng)。生態(tài)混凝土塊施工方便快捷價(jià)格適中，后期維護(hù)費(fèi)用低，可用于斜坡式護(hù)岸和拐點(diǎn)較多的河段。其不足之處在于護(hù)坡植被尚未發(fā)育成熟前，在水流強(qiáng)烈淘刷下，易引起間隙及土塊下土體掏空，造成水土流失和結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

2.2.5 自嵌式生態(tài)混凝土塊護(hù)岸。自嵌式生態(tài)混凝土塊護(hù)岸通常由自嵌式生態(tài)混凝土塊、濾水填料、加筋材料和土體組成該護(hù)岸結(jié)構(gòu)主要依靠自嵌式混凝土塊的自重來抵抗動靜荷載，無須砂漿砌筑施工，依靠帶有凸緣的塊與塊之間的嵌鎖作用和自身的重量來防止滑動傾覆，對地基要求低，能適應(yīng)不均勻沉降的地基。該結(jié)構(gòu)解決了擋墻在擋土同時(shí)又需排水的矛盾，其高空隙率、擋墻內(nèi)外上下左右連通的構(gòu)造可充分滿足水生生物的生存需要，并能迅速實(shí)現(xiàn)擋墻景觀化。

2.2.6 疊石護(hù)岸。疊石護(hù)岸技術(shù)是傳統(tǒng)護(hù)岸理念與生態(tài)理念相結(jié)合并根據(jù)中小河流特點(diǎn)而提出的新型護(hù)岸形式，一般常水位以下采用疊石，常水位以上可因地制宜選用適合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的植被護(hù)岸。該種護(hù)岸形式最大限度地將生態(tài)理念引入到河道護(hù)岸中，充分發(fā)揮疊石的防沖功效和植被的固土效應(yīng)。疊石護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全有保障，疊石單個(gè)重量大、抗沖刷能力強(qiáng)；疊石空隙具有良好的透水性，可減輕疊石墻后的水壓力，一定程度上增加護(hù)岸的安全性能。疊石護(hù)岸最大限度地保證原有生態(tài)，疊石間的孔隙有利于水體的自然流動，能實(shí)現(xiàn)水與土體的有機(jī)交換，為水生物及微生物創(chuàng)造適宜的生存環(huán)境，保持水體的自凈能力，能為人類提供河岸體閑景觀空間。疊石護(hù)岸施工方法簡便，機(jī)械施工速度快。

2.2.7 格賓籠護(hù)岸 。格賓籠是由格賓網(wǎng)面構(gòu)成的長方體網(wǎng)箱，由一定間隔大小的隔板組成若干單元格，同時(shí)用鋼絲對隔板、面板的邊端加固。在施工現(xiàn)場向格賓籠內(nèi)填充石料，石料大小一般是格賓網(wǎng)孔大小的1.5倍以上。格賓網(wǎng)箱具有極佳的穩(wěn)定性和整體性，它是由熱軋鋼絲拉伸后形成的網(wǎng)線，經(jīng)熱鍍鋅或復(fù)合防銹處理，再經(jīng)聚氯乙烯覆塑處理后織成，因此具有非常高的強(qiáng)度和耐腐蝕性，同時(shí)，格賓網(wǎng)箱護(hù)岸結(jié)構(gòu)能與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境很好地融合，填料之間的空隙為水氣、養(yǎng)分提供了良好的通道，為水生生物提供了生長空間。這種結(jié)構(gòu)抗沖刷能力非常強(qiáng)，適用于水量較大且流速較快的河道[4]。

3 結(jié)束語

在實(shí)際的施工過程中，邊坡防護(hù)和堤防加固并不是采用單一的防護(hù)和加固措施，而是結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，制定科學(xué)合理的防護(hù)及加固方案，采用多種防護(hù)和加固措施并用，既保證了邊坡和堤防的安全穩(wěn)定防止水土流失，又對邊坡和堤防進(jìn)行綠化，確保市政道路邊坡和堤防加固的施工質(zhì)量。