(金华市交通规划设计院有限公司)
摘要:我国是世界上国土面积第三大的国家,地形复杂多样,高原、山地、丘陵、平原以及平地等可谓是各不相同。在进行公路建设过程中,由于受到地形因素的限制,不可避免的会出现一些高边坡的防护工程,在公路高边坡工程建设前后,如何结合公路实际情况做好公路高边坡病害防治工作是人们较为关心的一件事情。文章将从高边坡病害的形成机理入手,分析相应的防治措施,以求更好的促进公路建设。
关键词:公路;高边坡;防治措施;研究
一般情况下人们将高度大于30m的岩质边坡和高度大于20m的土质边坡称为高边坡。有关高边坡病害的分类方法很多,从病害形成时间以及与边坡工程的关系等方面对高边坡病害进行分类,高边坡病害一般可分为边坡工程开挖之前以及边坡工程活动进行过程中两种不同类型。
一、高边坡病害的形成机理
假设岩土体为弹塑性材料,则就坡体在开挖后的应力和位移调整结果过来说,其可能会出现以下几种不同程度的病害。
(1)当边坡岩体的强度较高而边坡开挖的高度较低或者是开挖面坡角比较小的时候,坡体内的应力和位移调整是有限的,坡体的变形局限在弹性范围之内。但坡体终究会出现不同程度的变化,因为开挖引起的坡体内点安全度减小的区域可将其称为开挖影响区或者是松弛区。
(2)当边坡岩土体的强度比较低或者是边坡开挖高度比较高,开挖面坡角比较大的时候,坡体内的应力和位移调整也将可能会比较大,边坡体的变形可能会超出弹性变形的范围,出现塑性破坏。但在该阶段塑性流动并不是十分的明显,仅仅只是坡体局部的应力达到材料的塑性屈服点,反映在坡体位移上就是坡体位移呈坡面大坡内小的变化规律,坡体位移并没有明显的不连续面。因为开挖引起的坡体内出现塑性变形的区域就是开挖松动区。
(3)当边坡岩土体的强度特别低或者是边坡开挖高度很大或者是开挖坡角比较大的时候,坡体内的应力和位移的调整幅度同样也很大,坡体内不仅出现了贯通的塑性流动区,同时,塑性流动将可能会持续性发展,这样很可能会导致坡体位移呈现明显的不连续面,也就是说坡体已经产生了整体滑移。因为开挖引起的坡体内产生整体滑移的区域为开挖滑动区。如果开挖引起的坡体内出现了松动区,则说明边坡处于较为危险的状态,持续的应力调整或外在因素的影响都可能会导致塑性变形的进一步加剧,进而导致边坡破坏,当边坡内出现了滑动区,也就说明原有边坡的稳定性丧失。
二、高边坡病害防治
1、做好前期调查研究工作,落实防治措施
公路高边坡病害防治是一项持续性工程,在进行边坡病害防治时,需要做的准备工作比较多。在公路投入运行之后,负责公路养护的单位可以委托具有勘察资质的施工方对公路的地质情况进行勘察,进而预测在未来公路可能会出现的一些病害,评估公路的稳定性等,并结合实际情况设计养护方案。同时,公路在运行过程中高边坡病害具有明显的不确定性与多样性,而且在不同时间及环境等因素的影响下,公路高边坡都可能会出现病害,病害的严重程度也存在有一定的差异。因此,在公路投入运行之后,负责公路养护的部门就应当学会结合公路高边坡的特性,制定合理的病害防治制度和措施,实现“专人专段”的策略,问责到人,在病害出现之后,及时的采取行之有效的措施。此外,还应当加强对公路养护部门工作人员的技能培训,不同类型的公路高边坡病害发生的原因,呈现的方式等都是不同的,如果公路养护工作人员对于边坡病害发生原因及表现方式不了解,那么他们也很难采取行之有效的措施对边坡病害进行防治。
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2、高边坡变形控制
对公路高边坡变形进行有效的控制,也是防止公路高边坡危害的一种重要方法。在开挖时引起的边坡影响区岩土体由松弛发展到松动再到滑动,其并非是一朝一夕能够实现的。由于组成坡体的岩土材料比较复杂,坡体变形一旦出现塑性变形之后,其一般属于不可逆的变形,坡体一旦出现松弛变形的症状,其变形牵引范围往往会随着外界影响因素的作用而不断的扩大。在实际的公路中,具体高边坡治理工作中需要从变形控制的角度入手,落实好相关的工作,做好病害防治工作,其具体措施如下所示。
(1)设计方案的选择
对于边坡变形最好的控制措施就是要做到对变形的主动控制,也就是在边坡变形的初期,通过人为的主动措施针对边坡部位施加平衡外力,主动的约束边坡体的进一步变形。工程措施的选择要尽量以预应力的锚固工程为主要手段。其次,工作人员还需要注意整体与局部的稳定问题,高边坡工程的边坡相对来说比较高,除了已经确认的可能导致边坡失去稳定性的结构面、软弱夹层等不利层和平衡面以外,还应当及时的注意沿着坡面出现应力集中的问题,尤其是除了坡脚以外的其他可能的应力集中点,在按照整体验算布设工程之后,边坡的薄弱点可能会随着外界条件的变化而出现相应的调整,因此设计工程应对此问题有较为充分的认识,防止出现冒顶、中部剪出等局部变形加剧而引起的坡体失稳问题的出现。再次,还需要防止出现人为的不利附加变形,预应力锚固工作作为高边坡主要的变形控制工程是其他施工中无可替代的,但是在实际的施工过程中,由于其主动的外加荷载存在,预加外力作用导致的附加变形是无可避免的,预锚力所引起的预锚附加应力场是否会造成岩体局部破坏,以及这种局部破坏是否会因此进一步发展成为整体破坏,这些问题实际上都是未知的,在施工过程中必须要对这些问题加强重视。在大多数情况下这种变形是有利的,但是如果不分坡体具体情况随意的使用这种方法,也可能会对附加变形带来较多不利的影响,在情况较为严重的时候其甚至可能会导致坡体出现新的变形失稳,因此而衍生新的问题。
(2)施工工序的设计
高边坡病害工程施工是变形控制的另一面。在施工时也有较多需要注意的问题,如要减少爆破,施工工作的开展,也要结合天气、地形的情况,具体问题具体分析,结合实际的设计目标要求,在施工时需要从以下几个方面入手,注意做好施工工序设计工作。首先分级稳定、坡脚锚固桩预加固。为了更好的保证边坡在施工过程中在的稳定性,配合机械化大拉槽带瓦,在边坡高度并不是十分的高,且具备有一定放坡条件时,就可以尝试采用分级稳定的设计方法,开展相关的施工设计工作。如为了方便自身的出行,需要将每级边坡按照该地层中的稳定边坡率进行放坡,并结合实际情况设置坡面防护措施,每级之间设一定宽度的平台。在施工至第一级平台标高,停止开挖,先做坡脚锚固桩加固,等到锚固桩竣工达到一定强度之后,再开挖桩前土体。
其次,还需做好分级开挖,分级锚固工作,在对边坡病害防治工作开展过程中,当边坡过高,而且无条件进行放坡的时候,则可以采用分级预应力锚索加固设计的方法进行设计。这样既能够有效的保证边坡施工的临时稳定,同时其也能确保边坡的整体稳定,坡脚可能采用桩或挡土墙进行固脚。在实际的施工工程中,以上两种情况都能够有效的对公路高边坡病害防治工作,但是在防治过程中需要具体问题,具体分析。
总之,公路高边坡病害将会对公路的运输能力产生一定的消极影响,甚至还能会缩短公路的使用寿命。因此,在公路运行过程中,必须要做好高边坡病害防治工作,降低高边坡病害对公路产生的影响,提高公路运输能力,使我国的交通运输事业朝着更好的方向发展。
参考文献
[1]彭学军,问建学,韩孝峰.高速公路高边坡病害防治思路及实例分析[J].公路.2017(06)
[2]陈秀晖.高速公路滑坡与高边坡病害的治理[J].门窗.2013(06)
[3]杨再均.高速公路滑坡与高边坡病害的治理措施[J].黑龙江交通科技.2016(08)
论文作者:张海潮
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月上
论文发表时间:2018/9/11
标签:病害论文; 公路论文; 塑性论文; 可能会论文; 应力论文; 锚固论文; 工程论文; 《新材料.新装饰》2018年3月上论文;