高邊坡坍塌的綜合處治設(shè)計(jì)方式研究

劉建萍

摘 要：為研究高邊坡坍塌的綜合處治設(shè)計(jì)方式，以提高高邊坡的整體穩(wěn)定性和安全性。本文結(jié)合實(shí)際工程，圍繞高邊坡坍塌產(chǎn)生的主要原因以及處治方式進(jìn)行展開(kāi)，重點(diǎn)對(duì)高邊坡坍塌處治方式設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，針對(duì)高邊坡坍塌問(wèn)題應(yīng)嚴(yán)格遵循當(dāng)?shù)貧夂颉⒌貏?shì)、水文等條件進(jìn)行處治方式設(shè)計(jì)，在改善邊坡病害的同時(shí)節(jié)約施工成本。

關(guān)鍵詞：公路;高邊坡坍塌;處治設(shè)計(jì)方式;邊坡防護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U418.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，極大促進(jìn)交通運(yùn)輸工程事業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)了各區(qū)域之間的交流和聯(lián)動(dòng)，因此人們對(duì)出行需求有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。由于我國(guó)幅員遼闊，目前在山區(qū)修筑公路較為常見(jiàn)，根據(jù)地形地勢(shì)的特殊性，在山區(qū)進(jìn)行公路工程建設(shè)時(shí)需對(duì)路基邊坡進(jìn)行必要的防護(hù)處理。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)嚴(yán)格遵循水文、氣候、地質(zhì)等條件來(lái)進(jìn)行路基邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)，另外針對(duì)高邊坡應(yīng)采取有效的處治方式，以免產(chǎn)生高邊坡坍塌，達(dá)到提高路基邊坡整體安全性、穩(wěn)定性和整體強(qiáng)度。本文為研究高邊坡坍塌的綜合處治設(shè)計(jì)方式，首先闡述了高邊坡坍塌產(chǎn)生的主要原因以及處治方式，重點(diǎn)研究了高邊坡坍塌處治方式設(shè)計(jì)，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用研究。

1 工程概況

萍鄉(xiāng)境內(nèi)S311張佳坊至源洴段是一條主要的省道干線公路和旅游線路，全線長(zhǎng)23.7 km，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為60 km/h，路基寬度設(shè)計(jì)為12 m，雙向兩車(chē)道。由于該公路所處地區(qū)氣候多雨潮濕，日降雨量較大，雨季來(lái)臨時(shí)公路邊坡開(kāi)挖時(shí)容易產(chǎn)生臨空面，沿著巖土的自重方向容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)邊坡坍塌和裂縫問(wèn)題，由于未對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，高邊坡坍塌范圍出現(xiàn)進(jìn)一步的擴(kuò)大，極大降低了公路的安全性，同時(shí)也帶來(lái)了巨大的清方工程量。綜上所述，為改善該公路高邊坡坍塌問(wèn)題，決定對(duì)處治技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

2 高邊坡坍塌工程特點(diǎn)

2.1 高邊坡坍塌主要原因

高邊坡坍塌產(chǎn)生的主要原因?yàn)樵趶?fù)雜多樣的地區(qū)如河谷、山坡等進(jìn)行公路施工時(shí)，由于該區(qū)域中土壤中的主要組成成分有風(fēng)化殘土、膨脹積土以及碎石等，長(zhǎng)時(shí)間影響下容易出現(xiàn)公路病害問(wèn)題，另外隨著外界雨季的長(zhǎng)期影響，公路路基強(qiáng)度和穩(wěn)定均會(huì)受到較大程度的影響，進(jìn)而容易產(chǎn)生公路邊坡坍塌現(xiàn)象。在公路工程施工過(guò)程中，邊坡坍塌現(xiàn)象也會(huì)受到人為因素所影響，主要表現(xiàn)為工程質(zhì)量不合格、工程防護(hù)不到位等。實(shí)際的公路工程建設(shè)期內(nèi)，當(dāng)公路工程現(xiàn)場(chǎng)中設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等工序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，外加氣候變化，邊坡容易存在坍塌或滑坡現(xiàn)象，另外若未及時(shí)采用合理有效的防護(hù)措施時(shí)，高邊坡會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間的暴露在外界環(huán)境中，當(dāng)存在水土流失或雨水、大風(fēng)侵蝕時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)高邊坡坍塌現(xiàn)象。

2.2 綜合處治設(shè)計(jì)方式

（1）植被防護(hù)。采用植被的根系作用效果可有效對(duì)土壤進(jìn)行固結(jié)，改善高邊坡區(qū)域的地質(zhì)特性，減少水土流失現(xiàn)象，以提高邊坡整體穩(wěn)定性。植被防護(hù)方式主要設(shè)計(jì)原理為選擇根系發(fā)達(dá)且耐活性強(qiáng)的植物在高邊坡上進(jìn)行種植，并在后期加強(qiáng)植被維護(hù)養(yǎng)殖，以提高植被的成活率。針對(duì)路基邊坡坡度較大現(xiàn)象時(shí)，可先采用水平疊置的方式鋪設(shè)一層草皮，再進(jìn)行植被種植。也可以在高邊坡區(qū)域直接種植樹(shù)木，在起到基本邊坡防護(hù)的同時(shí)增大綠化作用，樹(shù)木的選材應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，并對(duì)樹(shù)木間距進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

（2）灰漿防護(hù)。選用水泥、礦質(zhì)材料按照一定比例均勻混合成防護(hù)材料，再結(jié)合相應(yīng)設(shè)備對(duì)高邊坡進(jìn)行固面、填縫處理，改善高邊坡的侵蝕影響。采用灰漿進(jìn)行防護(hù)時(shí)，當(dāng)高邊坡表面較完整時(shí)，可直接進(jìn)行抹面防護(hù)，當(dāng)高邊坡其巖質(zhì)易風(fēng)化、侵蝕，可采用噴漿、填縫等方式進(jìn)行防護(hù)處理。

（3）支擋防護(hù)。支擋防護(hù)其原理是在路基邊坡處加設(shè)一道抗滑擋土墻或抗滑樁，在路基邊坡上選擇合適位置進(jìn)行鉆孔、加筋、灌縫等一系列操作，以形成混凝土灌注樁，與路基邊坡構(gòu)成完整個(gè)體，構(gòu)成一套完整的高邊坡防護(hù)體系，以抵御高邊坡的坍塌、滑坡等病害的張力，確保邊坡坡面不易產(chǎn)生較大面積的滑動(dòng)。

3 高邊坡坍塌綜合處治設(shè)計(jì)

3.1 坍塌原因分析

（1）地質(zhì)原因。由于該公路邊坡巖層的傾向垂直與線路方向，屬于順向邊坡，其巖層的力學(xué)性能較差，同時(shí)其巖體結(jié)構(gòu)容易碎裂，穩(wěn)定性較差。高邊坡坍塌的主要原因?yàn)閹r體受切割作用會(huì)沿層面逐漸下滑，其坍塌斷面如圖1所示，通過(guò)分析得到該高邊坡坍塌產(chǎn)生的原因?yàn)檫吰陆Y(jié)構(gòu)面與坡向間形成不利空間關(guān)系。

（2）水文及氣候原因。該高邊坡頂線形狀主要呈M型結(jié)構(gòu)，降雨天氣時(shí)凹槽處容易積水，會(huì)嚴(yán)重影響邊坡整體穩(wěn)定性，同時(shí)在降雨和日照天氣的交替作用下邊坡巖石結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)和抗剪強(qiáng)度均會(huì)出現(xiàn)不同程度的降低。

（3）施工原因。高邊坡的土石開(kāi)挖量較大，開(kāi)挖時(shí)會(huì)不斷振動(dòng)邊坡巖體，另外臨空面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，使得裂縫縫隙擴(kuò)大，加上邊坡長(zhǎng)時(shí)間的暴露，會(huì)極大降低邊坡的穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致邊坡坍塌的產(chǎn)生。

3.2 高邊坡坍塌處治措施設(shè)計(jì)

（1）邊坡防護(hù)。在進(jìn)行高邊坡坍塌處治前，施工技術(shù)人員應(yīng)對(duì)邊坡病害具體情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，針對(duì)病害嚴(yán)重區(qū)域的護(hù)面墻及時(shí)進(jìn)行拆除，再將邊坡土體整體沿后進(jìn)行清理，必要時(shí)應(yīng)在擋墻頂面處加設(shè)一道大型的碎落承臺(tái)，按照現(xiàn)有的邊坡坡率將擋墻后部的土體邊坡進(jìn)行放坡處理，放至路塹頂部位置，并在邊坡上設(shè)置寬度為1.0 m的邊坡平臺(tái)，邊坡平臺(tái)上設(shè)置必要的矩形平臺(tái)截水溝針對(duì)坡面積水進(jìn)行清除。通過(guò)勘察得到該高邊坡上的土體具有一定自立性，存在滑坡、坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)其采取掛網(wǎng)噴播植草防護(hù)措施。另外邊坡表面上含有一定量的小碎落，需在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中進(jìn)行清理。清理完畢后應(yīng)確保前后坡面可自然過(guò)渡，其過(guò)渡段不得低于5.0 m。

（2）在坡腳設(shè)置重力式擋土墻。針對(duì)坡腳碎落承臺(tái)區(qū)域設(shè)置高度為4.0 m的擋土墻結(jié)構(gòu)，以便于坡腳土體的固結(jié)處理，所設(shè)計(jì)的擋土墻采用7.5#漿砌片石和10#水泥砂漿進(jìn)行砌筑抹面施工處理，采用跳槽開(kāi)挖方式進(jìn)行擋土墻施工，降低開(kāi)挖面積過(guò)多而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。擋土墻的墻身處設(shè)置定量的泄水孔，并在孔內(nèi)埋設(shè)Φ7.5PVC型號(hào)的排水管，并確保排水管露出墻身10 cm的距離，墻身內(nèi)的排水管應(yīng)可伸進(jìn)砂礫濾水層內(nèi)，同時(shí)應(yīng)在排水管下部加鋪一層防水土工布以確保水分可順利排進(jìn)，并采用熱瀝青將土工布與墻體進(jìn)行緊貼處理。在擋土墻、排水溝、碎落平臺(tái)間按16 m的間隔設(shè)置寬2 cm的伸縮縫，并在伸縮縫內(nèi)采用麻絮進(jìn)行填充。

（3）在擋土墻頂部設(shè)置碎落臺(tái)。在擋土墻頂部加設(shè)寬度為8.0 m的碎落臺(tái)，避免邊坡碎落影響公路正常運(yùn)營(yíng)。碎落臺(tái)采用7.5#漿砌片石和10#水泥砂漿進(jìn)行砌筑抹面施工處理，將砌體伸進(jìn)邊坡土體30 cm以內(nèi)，便于邊坡積水排出，擋土墻和碎落臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

（4）防、排水設(shè)計(jì)。為預(yù)防邊坡頂面積水侵蝕邊坡結(jié)構(gòu)，施工單位應(yīng)在邊坡頂部和隔離柵之間設(shè)計(jì)一道攔水土埂，采用人工砌筑方式進(jìn)行土埂施工，土埂的頂寬和高度均設(shè)計(jì)為0.5 m。采用C25混凝土進(jìn)行邊坡平臺(tái)排水溝現(xiàn)澆砌筑，值得注意的是平臺(tái)排水溝和土方清除同步展開(kāi)，以便混凝土的運(yùn)輸。在碎落臺(tái)外側(cè)加設(shè)排水溝，以將碎落臺(tái)和排水溝內(nèi)的積水流及時(shí)排出，同時(shí)應(yīng)在排水溝外側(cè)設(shè)置高1.0 m、寬0.5 m的矮墻，其頂部選用10#水泥砂漿進(jìn)行抹面砌筑。在擋土墻兩側(cè)設(shè)置人行踏步，選用M7.5漿砌片石進(jìn)行修筑，以便后續(xù)邊坡養(yǎng)護(hù)，同時(shí)可順利將邊坡平臺(tái)和碎落臺(tái)內(nèi)的積水排進(jìn)邊溝內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)高邊坡應(yīng)采取有效的處治方式，以免產(chǎn)生高邊坡坍塌，達(dá)到提高路基邊坡整體安全性、穩(wěn)定性和整體強(qiáng)度。本文圍繞高邊坡坍塌的綜合處治設(shè)計(jì)方式進(jìn)行展開(kāi)，首先通過(guò)對(duì)高邊坡坍塌產(chǎn)生的主要原因以及處治方式進(jìn)行闡述，重點(diǎn)對(duì)高邊坡坍塌處治方式設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，針對(duì)高邊坡坍塌問(wèn)題應(yīng)嚴(yán)格遵循當(dāng)?shù)貧夂?、地?shì)、水文等條件進(jìn)行處治方式設(shè)計(jì)，在改善邊坡病害的同時(shí)節(jié)約施工成本，并可有效提高高邊坡的整體穩(wěn)定性和安全性，具有一定的實(shí)用性和可行性。

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