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摘要:路基和边坡等工程的安全和稳定对道路安全和行车安全具有十分重要的影响,路基支挡和边坡加固是道路施建工程的重要环节。如果路基支挡或者边坡出现问题,则会对公路的承载能力和使用寿命产生影响,并且严重影响交通运输的承载能力。本文首先分析了影响边坡稳定性的因素,然后细致讨论了公路路基边坡加固的防护方法。希望本文能够为公路建设相关的技术人员提供参考。
关键词:路基支挡;路基边坡;加固防护工程
引言:路基主要是根据公路线路的具体位置以及相应的技术要求所建设的路面基础性带状构造物。路基支挡雨边坡加固是公路工程中常见的建设项目,随着近年来,我国高速公路建设网的不断延伸和扩大,山区高速公路建设数量明显增加。在这些复杂地形地貌环境下,高大边坡是常见的施工难点,为了提高路基及边坡的稳定性,必须做好路基支挡和边坡加固防护建设,并做好施工工序的质量控制,提高高速公路的整体稳定性,为行车提供一个安全的环境。
一、影响边坡稳定的因素
由于高速公路特殊的地理位置,其稳定性受到很多因素的影响,但是主要有两大类:一是自然环境;二是人为因素。第一,人为因素。在高速公路的建设中,由于施工人员的专业技能或者是综合素质低下等原因,使得高速公路的建设存在着一定的不完善现象。对于建设材料的选择没有按照相关的规定进行;对于道路建设工作的性质认识程度不高;受到经济利益的趋势,在建设的过程中偷工减料,盲目地追求速度,忽视了质量。在前期的设计中,缺乏专业的设计人才,有些技术上的工作没有按照要求完成。同时,对于后期的养护工作做得不到位,使得高速公路在使用中出现一系列的质量问题。第二,自然因素。高速公路和普通的道路相比,其车辆的形式数量较多,其承载能力有限。而且,高速公路要经过风吹日晒,一些建设原材料在受到高温或是低温的情况下就会产生一定物理或是化学反应,使得高速公路的质量受到一定的影响。同时,公路的地形也很复杂,地质也有很大的差异。自然环境对高速公路的影响程度较大,又是无法避免的。有这样,才能在一定程度上保证高速公路的稳定性。
鉴于影响路基边坡稳定性的因素很多,需要对公路路基支挡及边坡防护,在具体工作中必须考虑以下问题。第一,边坡稳定。保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差与温度变化的影响,防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程,从而保护路基的整体稳定性。第二,环境保护。使工程对环境的扰乱程度减少到最小,并谋求人工构造物与自然环境相协调。第三,综合效应。综合防光,防眩,防烟,诱导司机视线,改善景观等目的进行边坡防护,充分发挥防护工程的综合效益。第四,综合治理。在岩土结构稳定,满足安全要求的前提下,以选择刚性结构与柔性结构相结合,多层防护与生态植被防护相结合的方法进行边坡治理为优的原则。总之,在具体工作中要针对各种影响边坡稳定性的因素进行处理。
二、公路路基边坡加固防护工程设计与施工
公路路基支挡和边坡加固防护工程的设计主要是根据具体的加固方式而进行区分,当前主要有坡面防护以及冲刷防护两种。
1、坡面防护
(1)自然防护
自然防护是边坡防护当中最为经济和环保的一种方式,主要是借助种植植物、树木、铺草皮等方式,借助种植一些生长较快的植物,通过发达的根系优势,对边坡的土体实现加固的作用,同时还可以借助植物根系对边坡的土体给予适当的保温。自然防护不仅能够发挥水土保持的作用,还能够缓解驾驶人员的视觉疲劳。植物防护一般常见的坡度均小于1∶1,短期浸水或不浸水但是地表径流速低于0.6m/s的土质边坡。铺草的防护措施一般应用在边坡高陡以及坡面冲刷难度较大的公路边坡中,铺草皮相对于种植草皮而言防护效果更好,同时还可以应用水平叠置、平铺、垂直坡面的方式进行铺设,同时也可以将其先用片石堆砌成为方格然后按照形状再铺设草皮。植物防护大多数坡度不能超过1∶1.5,沙漠以及河岸等地区,能够借助自然防护的方式实现降低水流速度、水土流失以风沙等因素的影响。
(2)工程防护
工程防护主要是应用在一些无法种植植物的岩石性表面边坡当中,其主要是借助水泥、石灰、砂石等材料对边坡进行封堵或封闭,施工工艺主要以喷浆、抹面、勾缝以及灌浆等为主。相对而言,抹面主要是应用在表面较为完整同时通风条件理想的一些岩土坡面当中,通过融合应用三合土、四合土以及石灰炉渣等材料,再适当添加草籽,形成天然的防护层,极大的提高了防护效果。喷浆也是一种较为理想的风化条件,这种施工工艺可以适用于裂缝及平整性较差的岩土表面。但由于喷浆施工中水泥用量较大,则提高了其投入成本,所以这种方法一般常见于比较重要的防护区域。一般水泥的设计厚度控制在2cm左右。其主要的目的是封闭边坡岩体的缝隙,预防水体从岩土层缝隙当中渗漏,从而影响边坡的稳定性。勾缝和灌浆则主要是应用在一些岩石边坡当中,因为岩石边坡本身的强度较高,其通过水泥砂浆的胶结能力,促使岩石面层转变为一个整体,从而预防水体渗漏达到相应的加固需求。
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2、冲刷防护
(1)直接防护
直接防护是针对路堤和河岸进行直接加固处理,提高路堤、河岸的抗冲击能力,从整体上提高其防护效果。这种防护方法较为直接,是现阶段常用的一种防护措施,具有较好的防护效果。对于一些特殊地段的处理,我们可以采取砌石结构,当流速不大于2m/s的河岸以及存在严重脱落软质沿途边坡的工程当中,可以应用干砌片石护坡;对于流量较大的河岸,可以采用浆砌片石护坡。
(2)间接防护
间接防护主要是采用阻流或倒流的方式进行加固,从而改善水流的性质,促使水流偏离原本的防护路段,彻底改变和缓解水流对局部堤岸的影响。倒流的施工方式中,其倒流结构需要按照河流的具体情况进行设计,其主要划分为顺坝、格坝、丁坝等,顺坝一般是和堤岸相平衡,主要作用是引导水流,从而调整水流的曲度,进而杜绝水体进入到边坡时形成的负面影响。丁坝主要是垂直或斜放于堤岸;格坝也就是顺坝与丁坝的结合,在平面的基础上呈现为网格状,从而预防高水位的水流溢出,预防淤积的情况出现。
三、公路路基边坡加固防护方法
1.喷锚网支护法
喷锚网支护法的具体施工流程为:①搭建脚手架;②清理和修正边坡;③安装泄水孔;④首次喷射混凝土;⑤锚杆钻孔注浆以及安装锚杆;⑥制作并安装钢筋网;⑦挂网;⑧第二次喷射混凝土;⑨养护;⑩拆除脚手架。
2.预应力锚索加固
预应力锚索加固的施工流程为:①边坡坡面整理;②测量钻孔位置;③钻孔并清理钻孔;④制作并安装锚索;⑤关注水泥浆;⑥制作框架梁;⑦养护;⑧张拉并固定锚索;⑨封锚。预应力锚索加固相对于喷锚网的支护方式而言更加简单,在一些锚索框架以及路基注浆结合的基础上,可以促使滑坡的位移量以及路基的沉降量控制到零。
在施工过程中,当前的岩石边坡如果存在不平整以及琐碎松散的情况,则必须对松散的石子、岩渣等进行针对性的清理,在制作预应力锚索过程中,需要预先安装模板,确保钢筋制作的安全性和有效性。在采用预应力锚索加固的过程中,需要严格控制预应力锚索每一个锚索的拉力,一般情况下拉力控制在550kN左右,锚索下倾以及水平夹角控制在30°,锚固段长度不超过30m。按照国内外关于岩土地质边坡的加固经验,结合实际的施工路段地质条件,从而选择合适的预应力锚索进行加固。例如,在某公路路段施工中,依据工程地质手册的标准,结合岩性、结构表面特性以及施工要求,在边坡坡度弱风带选择1∶0.75的坡度比,微风化带选择为1∶0.5的坡度比,每隔8m高度设计一道马道。通过分析之后最终采用半径为75的预应力锚索进行加固。为了实现锚索的加固优化设计,应用高边坡稳定分析以及锚杆加固的计算机软件对预应力锚索的加固效果进行分析,并借助模型预测公路边坡施工效果。为了预防锚索预应力损失以及坡面发生风化,可以应用浆砌块石对坡面进行防护,从而提升坡面的排水能力,预防地表水渗漏。在预应力锚索加固法中,要注意以下几个问题。第一,要仔细清理钻孔,如果钻孔中有残留,则会影响钻孔效率,进而产生偏差以影响边坡的稳定性。第二,要重视水泥浆的质量。水泥浆是路基浇筑的粘合剂,水泥浆质量是否达标直接影响公路质量。第三,要重视框架梁的制作标准。框架梁对防护性能有影响,优质的框架梁能为边坡加固提供保障。第四,要对预应力锚索的工作原理有细致了解。在公路建设中,所使用的设备会受到环境的影响,了解预应力锚索的相关知识,可以及时发现设备异常,并迅速校对和调整。
结语:综上所述,路基是公路建设的基础,要重视边坡加固防护技术的研究。在边坡加固防护工程施工过程中,要采用喷锚网支护法来增强边坡的稳定性,要通过预应力锚索来进行加固。路基支挡和边坡加固对公路施工非常重要,所以必须引起相关技术人员高度重视。一带一路经济战略下,我国的公路运输负载量会增加,这就需要所建的公路具有良好的质量。因此,道路施建工作者要分析施工经验,结合相关知识不断提升边坡加固技术。
参考文献:
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在施工过程中,应当继续封闭并进行加固,在喷射混凝土时间方面,可以在边坡开挖后的几小时后进行施工。首次喷射混凝土可以在开挖之后立刻喷射一层厚度约5cm的混凝土,从而实现对坡面的保护。在实际的施工过程中这一工序普遍不会被重视,尤其是全程开挖的过程中,因为喷浆工艺很难在开挖作业完成后短时间进行,所以首次喷射混凝土普遍在时间方面存在滞后性。注浆的过程中注浆管应当插入至少10cm处,逐渐拔出,注浆需要确保砂浆的饱满性,不能存在里空外满的情况。铁丝网的长边需要相互搭接,并固定在一个锚杆之上,铁丝网还需要挂在锚杆的弯头位置,坡面距离控制在2cm左右。在钻孔、下锚以及注浆的施工过程中,一般都是在整个坡面钻孔完成之后再进行下锚,然后再进行注浆,这对于一些软质边坡而言是行之有效的,但是对于一些高陡边坡而言,每一个工序都需要分段进行,也就是按照公路的具体情况将边坡划分为多个段,然后在每一个段的三道工序完成之后再进行下一段的三道工序,只有这样才能够确保坡面封闭的有效性,实现坡体的加固,保障开挖坡体的稳定性和有效性。在喷锚网支护法中,需要注意以下几个方面,第一,在搭建手脚架时要检查手脚架的质量以及搭建是否牢固。如果手脚架搭建不稳定,在测量相关边坡数据时会产生较大误差,进而影响边坡的稳定性。第二,清理和修正边坡时,要做到清理严格,修正精确。边坡的清理工作非常重要,如果清理之后的地面上还有很多石块,那么会影响后续铺路质量。修正边坡的精确度也影响路基的承载能力,修正误差大,自然道路的稳定性会受到影响。第三,要做好养护工作。我国道桥建设拥有悠久的历史,对公路边坡处理积累了丰富的经验,路基加固防护工作收效良好。然而,路基常常因为养护工作不当而影响了边坡的稳定性。公路建设中运用了大量的混凝土,混凝土养护效果对公路质量有决定性作用。总之,要对喷锚网支护法相关的施工流程进行研究,对施工细节进行关注。
论文作者:通学良
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签:防护论文; 路基论文; 预应力论文; 稳定性论文; 公路论文; 钻孔论文; 高速公路论文; 《基层建设》2018年第5期论文;