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摘要:近年来,在经济建设和人民生活的需求下,市政道路建设事业得到了突飞猛进的发展,对边坡防护的要求也越来越高。市政道路的建设中,由于水文地质、气候、人为等因素等影响,不少市政道路边坡由于边坡防护问题产生变形、破坏等病害,严重影响了道路交通运输的正常进行。基于边坡的不稳定性及危害性,所以必须做好市政道路的边坡防护设计。
关键词:市政道路;边坡防护设计;实例分析
1.影响市政道路边坡稳定性的主要因素
1.1水文地质因素
市政道路边坡工程的地质条件,直接影响了边坡的稳定性计算和边坡失稳的方式。此外,如地下水的储存路径、补给方式、径流分布、排泄机制等,也会直接影响边坡稳定性。
1.2气候因素
气候因素对边坡稳定性影响也极大,其中影响最大的是大气降水,在暴雨或长期降雨后,边坡失稳现象增多,边坡稳定性随大气降雨量的增大其安全系数会逐渐降低。此外,边坡岩土体风化作用也会影响边坡稳定性,岩土体风化作用后极容易产生裂隙,降低原状土抗剪强度,影响边坡透水性,从而改变地下水规律,改变边坡表状和坡度,影响边坡稳定性。
1.3人为因素
城市道路受人类工程活动的影响最为显著,如削坡、坡顶加载、地下开挖等,都会影响边坡稳定性。不当的削坡会使边坡结构面变薄或者切空,影响坡体抗滑力,降低边坡稳定性,使边坡出现结构面控制型失稳现象。地下开挖工程的位置、开挖规模等,也会影响边坡的应力和剪力,造成边坡失稳现象。
2.市政道路边坡防护的设计思路
2.1放缓边坡
放缓边坡(坡率法)是边坡处治的常用措施之一,通常为首选措施。它的优点是施工简便、经济、安全可靠。边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。坡率法适用于边坡高度较小(一般小于20m)的边坡,对于高边坡,坡率法会导致边坡开挖土方及刷坡范围较大,对山体及生态环境破坏较大,设计过程中应根据实际情况对坡率法和坡体加固法对比分析选用。
2.2坡体加固
坡体加固包括中浅层加固和深层加固。中浅层加固一般可以采用锚杆格构梁加固、土钉墙加固,加固深度一般不超过15m;深层加固一般可以采用预应力锚索格构梁加固、注浆加固。锚杆格构梁、锚索格构梁加固边坡可以在格构梁内植草绿化,加固后效果较美观,是目前较常用的边坡加固方式。
2.3表层防护
对于边坡整体稳定性较好,边坡安全系数可以满足规范要求,但是可能存在表层风化剥落和局部崩塌掉块的情况,需对其进行表层防护。边坡表层防护一般包括植物防护和砌体封闭防护。
2.4边坡截排水系统
为防止边坡以外的水流进入坡体,对坡面进行冲刷,影响边坡稳定性,在边坡外缘设置截水沟,截水沟一般设置距离边坡外缘5m处以拦截坡外水流。除在边坡外缘设置截水沟外,在边坡刷坡范围内应设置必要的平台排水沟、跌水沟及坡脚排水沟形成排水系统。
3.某市政道路边坡防护设计实例分析
3.1工程概况
某城市市政道路规划路线沿线局部穿越现状山体,道路拟建边坡位于F匝道F0+130~F0+460处,边坡坡高8~70m,坡长约330m,坡上植被发育良好,多为树林。该边坡为永久性边坡,边坡安全性等级为一级。
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3.2边坡工程地质概况
边坡上部约20~30m范围主要为砂质粘性土及全、强风化燕山期花岗岩,边坡下部为中~微风化燕山期花岗岩。
3.2边坡支护原则及措施
对于路堑边坡,按一定坡率开挖后边坡自身处于稳定状态,但是坡面在外界因素的作用下,如剥落、风化、雨水冲刷等会使坡面产生变形,其破坏深度一般为坡体表面1~2m,同时,由于局部坡体可能存在节理裂隙,开挖后将可能产生卸荷裂隙,受地下水影响易软化形成软弱结构面,有可能使边坡发生变形破坏、较深层位移等情况,需采取一定的边坡支护措施。
本工程边坡坡级分级高度按10m一级,分级平台宽度为2m,总共分为7级,最后一级不大于12m情况下,采用一坡到顶;坡顶设置一条截水沟,每级平台上设置一条平台截水沟,坡脚设置一条排水沟,本工程根据地层岩性特点及计算结果,采取如下支护措施:
3.2.1坡体第一级、第二级主要为微风化花岗岩,第一级、第二级边坡坡率采用1:0.2,光面爆破后采用喷锚防护,采用短锚杆+随机锚杆+挂钢筋网喷射C20混凝土防护。
3.2.2坡体第三级、第四级主要为中风化花岗岩,第三级、第四级边坡坡率采用1:0.3,光面爆破后采用喷锚防护,采用短锚杆+随机锚杆+挂钢筋网喷射C20混凝土防护。
3.2.3坡体第五级主要为强风化花岗岩,第五级边坡坡率采用1:0.75,根据设计计算采用锚杆(索)框架梁+框架梁内喷混植生进行防护。
3.2.3坡体第六级、第七级主要为砂质粘性土及全风化花岗岩,第六级、第七级边坡坡率采用1:1,根据设计计算采用锚杆(索)框架梁+框架梁内喷混植生进行防护。
3.3锚杆框架梁及钢筋混凝土骨架施工
施工时先将坡面修理平整,再进行框架锚杆作业。框架锚杆作业先施工锚杆,再施工框架格梁。锚杆施工后,先施工框架竖梁,并于接点处预留横梁钢筋,竖梁形成后,再开挖横梁槽,施工横梁。框架格梁为现浇C30混凝土,横梁每12~15m设一道伸缩缝,缝宽2cm,以沥青麻絮填塞。框架竖梁延伸至坡顶及坡脚平台,横梁延伸至挖方区边界。
3.4边坡排水设计
3.4.1坡体表面排水设计
①在路堑堑顶设置截水沟,拦截地表径流,避免坡外的水沿边坡流下,对边坡坡面形成冲刷。坡顶截水沟距坡口一般为5m。沟底纵坡最小0.3%。截水沟为梯形。
②在坡段平台上设置平台截水沟,以减少坡面的冲刷。沟底纵坡不小于0.3%。
③在坡脚设置排水沟,避免边坡水冲刷路基。路肩排水沟为矩形。
3.4.2坡体深层排水设计
在边坡上部砂质粘性土及全风化花岗岩坡体内设置深层仰斜排水孔。排水孔采用φ130mm钻孔,内置直径 100 mm PVC 管,外倾坡度为10%,水平、竖直方向间距为 3 m,采用梅花形布置,排水管管壁上均匀钻φ5mm的孔,外包无纺土工布两层。
3.5高边坡施工注意事项
高边坡应采用动态设计,信息化施工理念。边坡施工过程中应加强对岩体结构特征的调查和分析,若发现对边坡稳定性不利的原生结构面、软弱夹层、节理裂隙等,应即时通知各方,并根据情况调整设计。
结束语
综上所述,市政道路边坡防护是城市道路工程发展的重要组成部分,采用合理的边坡防护技术,可以达到节省工程费用、美化环境和保护生态环境的效果。因此,在工程实践中应根据不同的工程地质条件进行合理的边坡设计,最大程度地减小边坡失稳的可能性。
参考文献
[1]郑颖人.边坡与滑坡工程治理(第二版).人民交通出版社.2010.
[2]方德智.市政道路高填方边坡挡土墙设计[J].江西建材.2014.
[3]龙佰维,吴家鹏.浅析市政道路边坡设计及防护[J].城市建设理论研究.2013.
论文作者:刘彬彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/1
标签:防护论文; 水沟论文; 稳定性论文; 市政道路论文; 框架论文; 锚杆论文; 花岗岩论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;