四川省川建勘察设计院 四川 成都 610093
摘要:随着我国交通事业的不断发展,公路建设需求也越来越高,这也给公路建设质量带来了很大挑战。在公路建设过程中良好的路基有利于安全、经济、舒适路面的形成,让公路行车安全得到保障。而公路路基具有较好稳定性,就需要对路基边坡加强防护和采取加固措施。本文就公路路基边坡防护与加固设计进行简要探讨,希望能够为我国公路建设发展带来一定帮助,促使公路工程的整体质量得到有效提升。
关键词:公路路基;边坡防护;加固
1 影响边坡稳定性的主要因素
1.1 地质构造因素的影响
区域构造特点、岩层产状和节理裂隙发育特点、断层和区域新构造运行特征以及边坡地段的皱褶形态等都属于地质构造因素。这种因素直接影响着边坡稳定性,尤其是在岩质边坡稳定性上,有着更加显著的影响。如果某个地区的区域构造过于复杂、具有较为严重的褶皱、新构造运动较为活跃,使该地区边坡具有较高稳定性就具有非常大的难度。
1.2 岩质边坡的岩体结构影响
从岩石的坚硬程度而言,不管是硬质岩还是软质岩,边坡的稳定性和岩石强度之间并没有直接的联系。岩质边坡的稳定性主要是受到岩体结构面的控制。对岩质边坡稳定性造成影响因素有很多,如结构面的发育程度(组数、平均间距)、主要结构面的结合程度、类型、倾向和倾角、连续性及表面性质等。
1.3 人为因素的影响
首先是荷载影响,坡顶荷载不但会让坡体下滑力增加,而且还促使坡顶张应力和坡底剪应力的集中程度显著增加,从而降低岩土体强度,降低边坡的稳定性。对边坡稳定性造成影响的坡顶荷载蕴含多种类型,如静载和活载,它们的大小和作用次数是造成影响的关键。其次,公路路基结构因素。无论是路基形式、路基填土或填石类型和性质,还是排水构筑物和支挡结构的设置,都会对边坡稳定性造成影响。
2 边坡稳定性的防护措施
2.1 坡面防护
坡面防护是保护路基边坡坡面免受雨水冲刷、风化剥落,减缓温差及湿度变化的影响,防止和延缓岩土表面的风化、破碎、剥蚀,保证路基边坡稳定,并改善路域环境、保护环境和防止水土流失的一种工程措施。
2.1.1 植物防护
一般采用种树、种草、铺草皮等方法,宜采用草灌结合,以提高植物防护坡面的抗冲刷能力和植物的耐久性。采用植物覆盖对边坡进行防护,既可以保护水土流失又可以调节土体的温湿状况,同时又美化环境、减缓司机因单调环境而造成的视觉疲劳。植物防护适宜于边坡比较平缓的土质坡面。在气候和土质条件适宜时,优先采用植物防护。
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种草防护,适宜于边坡坡率小于1:1,不浸水或短期浸水但地表径流速度小于0.6m/s的土质边坡。草的品种应选择生命力强,根系发达,根茎低矮,叶繁,春秋都能播种的多年生品种;铺草防护,其作用与种草防护相同,但在边坡高陡和坡面冲刷较严重的地方,铺草皮较种草防护效果更好,可采用平铺、水平叠置、垂直坡面或先用片石砌成方格等形状再铺设草皮;植树防护,植树防护多用于边坡坡度不大于1:1.5河岸或沙漠地区,可以用来降低河水流速保护水土流失或阻止风沙的侵袭。树木种类的选择要适应当地的自然环境与气候条件且根系发达生长迅速。
2.1.2 矿料防护
矿料防护主要用于无法种植植物的易于风化的岩石坡面,可用混凝土对坡面进行坡面防护,主要包括:抹面、喷浆、勾缝、灌浆。
(1)抹面防护:适用于表面完整但易于风化的岩石,使用材料主要采用三合土、四合土或石灰炉渣混合浆,操作前应先将坡面浮土、风化岩层清理干净后再进行抹面工作,但在实际施工中这种方法使用还不够广泛。如果在进行抹面防护的同时合理的加入一些草籽,不仅起到坡面防护的作用还可以美化环境,因此在以后的实际工作中可以推广应用。
(2)喷浆防护:适用于易于风化平整度较差、裂隙较多、节理发育度较低的岩石表面。喷浆防护水泥用量较大,多用于重点防护工程地段,水泥浆厚度一般为2cm。进行防护的主要目的是尽量封闭边坡岩体存在的裂隙,阻止地表水进入岩层,对防止边坡由于岩体风化作用造成岩体碎落和崩塌,起到积极的作用。目前该措施广泛运用于公路、铁路边坡工程的防护。对于坡面较陡易于风化的坡面在喷浆之前加设钢筋网,并通过锚杆将其锚固于边坡深层岩石内,保证了混凝土与岩石的整体性并防止混凝土因收缩而产生裂缝或整块剥落。
(3)勾缝和灌浆防护:勾缝与灌浆防护主要应用于硬质岩石边坡,是借助水泥砂浆的胶结力,使岩石面层形成一个整体,防止地表水的进入岩体造成风化等病害。
2.2 冲刷防护
冲刷防护是为了防止水流对路基边坡的冲刷,必须采取的一项防护措施。经常采用的措施:一是采用直接防护,对路基边坡进行加固;二是采取改变水流的间接防护。
(1)直接防护,主要针对河流堤岸及滨海路堤的防护措施,包括植物防护、抛石防护、石笼防护,必要时可以设置一驳岸。其中植物防护与坡面防护基本相同。抛石防护主要用于防护受水流冲刷的边坡和坡脚,适用于流速大于3m/s的季节和长期浸水工程,抛石类似于设置边坡护角称抛石垛,抛石垛的边坡坡度应大于浸水后的天然休止角;石笼防护易用于水流速大于5.0m/s。石笼防护是用铁丝编制框架,内填石料,置在坡脚处,防止急流和大浪破坏堤岸。
(2)间接防护:其主要是设置导治物改变水流的方向,消减水流对堤岸的侵蚀,常见的形式有丁坝、顺坝及格坝。丁坝的断面形式为梯形,主要作用是挑流,把水流引向远离河岸间接保护路基边坡;顺坝和格坝经常联合使用,基本不改变水流方向,但在消减水流对路基边坡侵蚀方面起着积极作用。
3 加固设计
工程中常用的加固设计是抗滑桩和抗滑挡土墙。抗滑桩主要是在边坡滑床土层中钻孔,然后在孔中放入钢筋笼,再将混凝土灌入而形成的混凝土灌注桩。混凝土中的水泥砂浆渗入到抗滑桩周围的土体中并与周围土体很好的胶结在一起形成一个整体,其作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力(锚固力)平衡滑动体的推力,增加边坡的稳定性,适用于浅层和中厚层的滑坡。抗滑挡土墙是一般中小型边坡加固中最常见的工程措施,一般建在边坡前缘,阻挡边坡滑动。挡土墙的设计应根据滑坡的实际推力大小进行设计,确保滑坡体不与挡土墙一起滑动。抗滑挡土墙最常用的是重力式挡土墙,但普通的挡土墙不适于滑动面较深的岩质边坡加固,因此在工程上针对此类工程常用预应力锚杆、锚索抗滑挡土墙进行边坡加固,锚杆深入稳定基岩中增加了岩体的整体性,因此其适用范围更广。
结束语
综上所述,路基边坡防护和加固措施的主要作用是保证路基具有足够的强度和稳定性,通过坡面防护、冲刷防护和加固设计方法,能够让路基边坡的稳定性和牢固性得到有效保障,让整个公路工程的质量得到提升。因此,在公路建设过程中,只有对路基进行合理设计和施工,保证路基的强度和稳定性,才能提升公路质量,保障路面行车的安全,让更加舒适、安全、可靠的生态公路、人文公路得以实现。
参考文献
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论文作者:王小亮,朱君
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/14
标签:防护论文; 路基论文; 稳定性论文; 挡土墙论文; 公路论文; 岩石论文; 措施论文; 《防护工程》2017年第13期论文;