高速公路路基边坡的滑塌防护设计论文_徐光耀,陈娟,刘奋军,杨永辉

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摘要:随着我国公路建设的全面推进,部分公路的建设需要在复杂地质和地形环境中找到解决方案,而高边坡的挖方路基成为方法之一,但同时带来了路基高边坡的稳定问题,对道路的运营安全造成巨大隐患。我国每年都有多处公路发生滑塌破坏的现象,汶川地震中道路边坡的滑塌更是常见,边坡的滑塌对道路运输形成阻断,不仅严重影响驾驶安全,同时也造成巨大的延误。因次,在道路的设计阶段,就应该针对可能的路基边坡稳定性问题做详细设计,在施工建设阶段尽可能降低边坡的滑塌隐患,保障道路的稳定与安全。

关键词:高速公路;路基边坡;滑塌防护

1高速公路路基边坡遭受破坏的因素

1.1 路基边坡坍塌

路基边坡最普遍的问题之一就是路边的边坡发生坍塌现象,主要有落石型、滑动型与流动型坍塌这三类边坡可以坍塌。也许会同时出现这三类问题,也许会单独出现。①滑动坍塌。不管是当实施路基挖方时,还是在进行深挖石质地段时,这时候因为岩层外力会产生作用力,都会造成剪断边坡的问题,假如沿层中间含有一定的软石,就特别容易产生顺层滑动情况,最后发生坍塌。②落石坍塌。假如边坡非常陡峭,容易发生不一样的裂面。这些裂缝的扩展程度是无法用肉眼查看到的。就算是在平时养护的经过中,这些裂缝也很难发现得到。③流动型坍塌。由于气候、温差、风化、节理发育等因素,会造成页岩变得松散的情形,如果这个时候产生风雨等气候现象,路面的土、砂、黏土、粉土等松散堆积物就会被雨水裹挟,缓慢流动,逐渐产生坍塌的隐患。

1.2 路基边坡破坏

出现这种现象的原因:水泥强度过低,如果水泥强度和混凝土强度比例超过 2.3,容易使融合性降低,如果比例小于1,混凝土调和物会变得发稠、结块,造成无法使用的现象。砂石配比率不合格,容易产生缝隙,影响混凝土的密度。水灰比例超标,容易造成砂石缺少黏性,造成开裂现象。

2路基边坡的滑塌防护设计

2.1 防护设计原则

计需要在保证边坡失效概率很低的情况下,经济地选择相关防护设计措施,保证边坡的安全稳定。因此,边坡的防护设计应遵循以下基本原则。(1)应该以“就地取材、以防为主、方便施工”的原则制定防护方案。防护方案充分利用建造区域的材料和措施,以避免产生边坡滑塌为主要设计导向,同时方便施工,减少建造成本。(2)深度调研,制定科学防护方案。防护方案的确定应该以实际地形、地质条件为基础,同时需要掌握建造区域的环境特性,科学选择材料、工艺和建造工法,不可随意减少必要的防护措施,也没必要进行非常保守的设计。(3)内因和外因同时治理。引发边坡失稳的内在因素包括:岩土特性差、地质构造复杂、处于断裂带、地下水发达等,需要进行必要的岩土加固、地下水排放等。

2.2防护设计措施和要点

2.2.1 表层防护

表层防护也称破面防护,由于道路边坡的表层经常受到降水和环境荷载等作用,因此其表层很容易受到破坏,而一旦表层破坏,就会影响到边坡的内在构造和稳定,因此,需要通过在破面设置相关设施固定路基边坡,达到稳定性要求。常见的表层防护可以分为植物防护和工程防护两种。(1)植物防护是采用种草、铺设草皮或者种植树木的方式对边坡进行覆盖,利用植物的根系达到稳定加固边坡的效果,一般是针对土质边坡进行。(2)对于不容易生长草木的岩石面边坡,则可以采用框架梁、喷浆、护槽等混凝土或者浆砌块石加固方式,在边坡上形成破面固定骨架,以提高边坡的表面粗糙系数,减缓水流,稳定边坡。

2.2.2 深层加固防护

对于边坡稳定性问题非常突出的,例如高边坡问题,则不仅需要进行表层防护加固,还需要对边坡进行深层加固防护,提高其稳定性。常见的深层加固防护有土钉加固、锚杆加固、注浆加固、锚索加固和管桩加固等。

3工程案例解析

3.1 工程背景

广东省龙川至怀集公路工程TJ2标段K10段线路以深挖方的形式通过,开挖方量大,形成了长115m,最大坡高40.4m,平均坡高10m的高路堑边坡,坡体开挖后地应力调整较大,形成了较大的松弛区,此外坡体存在基岩裂隙水,风化程度高,地下水较易在层面上积聚,因此,此类边坡较易产生沿层面的滑移破坏。

3.2 边坡稳定设计思路

根据对该区域岩土状况和地质条件的调查,本区局部地形较陡,边坡主要由粉黏土、强及中风化花岗岩构成,易诱发局部崩塌等不良地质现象,长期暴露易受冲刷,影响整体稳定。因此,设计采用锚杆、锚索强加固方式处理,同时配合表层正方形框架梁加固。根据调查,区域内的边坡地下水较为发达,设计中需要采用有效的排水措施,疏排边坡地下水,增加边坡的稳定性。预应力锚索的加固机理就是让软弱的边坡通过预应力锚索固定到稳定的岩层中,从而使得其变形受到约束,整体保持稳定平衡,如图1所示。可以采用有限条分法确定其锚固效率:

根据预应力锚索的设计计算公式可以看出:为了充分发挥锚索的锚固效果,锚索的安放位置、间距、数量、倾角等,都应该根据可能滑动面进行设置。

3.3 防护设计措施

根据设计检算,采用锚索框架,锚索设三排,长20m;锚索采用普通拉力型预应力锚索,锚索体直径为150mm,注M30水泥砂浆;锚索主筋采用Ф15.24mm强度为1860MPa的6束高强、低松弛预应力钢绞线,设计吨位为600kN。锚索框梁截面尺寸为0.5m×0.5m,嵌入深度为0.40m,正方形,C30混凝土灌注,配合高边坡的整体防护,就能达到整体稳定效果。

结束语

经济建设持续的发展,高速公路愈来愈多,给人们的出行带来了很大便利,但因为道路边坡失稳影响行车安全,甚至掩埋道路,中断交通,导致无法估量的经济损失事件常有出现。对于公路路基的边坡,需要使用切实的方法实施解决,主动运用先进的设备与技术,把边坡稳定性的分析工作做好,要加大对边坡预防治理工作的力度,这一点在高速公路的施工养护中是非常重要的。有关工作人员要增强对公路路基边坡的巡查力度,一旦发现问题要及时地把防护工作做好。

参考文献:

[1]尤莹莹.简析高速公路路基边坡的防护措施[J].江西建材,2014,05:179.

[2]郑培颜.高速公路路基高边坡生态防护[J].中国科技信息,2014,14:78-79.

论文作者:徐光耀,陈娟,刘奋军,杨永辉

论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/6

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