道路边坡的稳定分析及防护加固技术论文_刘永生

道路边坡的稳定分析及防护加固技术论文_刘永生

山西省公路构件厂 山西省 030000

摘要:道路滑坡灾害事故的产生不仅会造成重大的经济损失,对人民群众的生命安全也是一种潜在的威胁。如何选择适当的边坡保护形式以提高边坡稳定性,已成为道路建设急需解决的重要研究课题之一。本文针对边坡稳定性的影响因素和分析方法进行探讨,并对边坡防护体系谈一些看法。

关键词:道路边坡;稳定分析;防护加固

引言:路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个常见的研究课题。进入20世纪90年代以后,我国大量修建高等级公路,遇到大量的高填深挖路基,边坡稳定问题日渐突出。高等级公路路基边坡的综合治理不容忽视。

1、道路边坡稳定性影响因素

1.1潜在影响因素

(1)地形因素:现今地形的呈现多是由自然或人为因素所造成,在地形的表现上包括坡高、坡宽、坡度及坡向等。而这些因素将决定边坡建成后会受到环境的影响程度。坡度对边坡的影响最直接,坡度过大不利于植物生长且边坡组成成分如土壤及岩石就容易失去力学平衡,造成边坡失稳,最后可能引发严重土壤侵蚀或山崩等边坡破坏,因此一般坡度愈大,边坡稳定度愈低。

(2)地质材料因素:边坡主要由单一或多种地质材料所组成,材料特性的优劣,将直接影响边坡的稳定性,地质材料的组成成分包括矿物的种类、组织、胶结状况、成岩时间等,其外在的表现则为岩性、土壤种类、力学强度及抗风化能力。

(3)地质构造因素:地质构造是影响边坡稳定性最主要的因素之一。当岩体中存在不连续结构面如层面、节理、劈理、片理、剪裂带及断层等,会使岩体成为不连续或破碎的岩石,降低岩体强度或提高受风化的影响,而此不连续结构面的存在也容易发展成破坏滑动面,提高边坡的不稳定性。一般而言,不同的坡型其稳定性由好到坏为斜交坡、逆向坡与顺向坡。因此地质构造的方向性、分布密度、分布大小及性质的不同,将对边坡稳定产生相当的影响。

1.2环境因素

(1)降雨:水是造成边坡破坏的主要因素之一,由于降雨后易使地表材料软化降低强度,并增加孔隙水压,降低边坡稳定。有学者指出对自然边坡最不利的环境因素是持续性的暴雨,易造成坡面侵蚀与坍塌。同时雨水通过渗透作用会促使地下水位升高,导致边坡失稳。

(2)地下水:地下水对边坡造成的不利影响包括:水压作用于垂直裂缝,产生水平推力,使得岩坡或土坡被推向下方;浮力作用于潜在滑动面之上,使得有效正应力减小,降低该面的摩擦力;对页状矿物,尤其是黏土矿物,产生润滑作用,使的抗滑动的能力降低;改变物理及化学性质,使得岩质、土质变坏,降低强度,使得边坡失稳。

(3)风化及侵蚀作用:边坡岩石风化后,强度大幅降低,易使护坡作用降低,导致侵蚀量增加,然后新鲜的岩层再次暴露,进一步被风化与侵蚀。

(4)地震:地震产生的地表加速度会使边坡下滑力增加,抵抗力减小,同时地震释放的水平震波易使缺乏抵抗横向剪力作用的边坡发生破坏。

1.3人为因素

(1)山坡地不当开发:目前山坡地不当使用会造成地形和自然植被的改变,边坡坡度因挖、填而变陡,加上自然植被乱砍乱伐,导致边坡失去水土保持的功能,加速边坡崩塌事故的发生。

(2)不当加载:当边坡在坡阶或坡顶上有不当加载时,将导致下滑力增加,当超过自身及保护设施所能提供的抵抗力时,将容易形成边坡破坏。

(3)大量挖填方:在坡地开发中,常将边沟回填以利开发,而此填方区若未滚压密实,土体内部会较松散,因此易产生不均匀沉陷或变形。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当填方区上方有建筑物时,将造成龟裂、位移、歪斜或倾倒等灾害。

(4)坡脚不当开挖:坡脚开挖可能使岩体的抗剪强度降低,当受到其它因素触发,则有立即发生破坏的可能。

(5)边坡防护不当:一般坡地开发均需符合水土保持规范,按规定进行边坡生态防护,或增设排水系统和挡土设施等。当这些边坡防护施设不当或维护不良时,将会直接影响边坡的稳定性。

2、道路边坡加固措施

2.1坡面防护

路基边坡表面的防护,主要是防止地面水流的冲刷,而且将坡面封闭隔绝、可避免与大气直接接触,阻止岩土进一步风化。沿河路基的坡面防护,特别是浸水部分的坡面与坡脚防护,兼有加固的作用,可防止水流冲刷、冲击和掏空。常见的坡面防护措施可归纳为植物防护、封闭防护、砌石防护。

路基边坡植物防护包括植草、铺草皮和种树,适用于边坡较缓的土质或严重风化的岩质边坡。植物防护可防止扬尘风蚀,并美化环境;植被阻滞地面径流,防止冲刷,有利于水土保持。植物防护可有效预防边坡剥落、碎落、冲刷、坍落及表土滑溜等常见病害。由于其工程造价相对较低,且可优化环境,植物防护被广泛应用于坡面防护。

封闭防护是采用矿质材料,或采用其他材料。主要包括灌浆、勾缝、抹面、捶面、喷浆及喷射混凝土、防护面墙等。其中灌浆、勾缝、抹面、喷浆及喷射砼等防护多用于不同风化程度的岩质边坡。

砌石防护是冲刷防护的主要防护形式,可分为干砌和浆砌片石两种。砌石防护取材方便、施工简单,是公路填方边坡常用的防护措施,常用于沿河堤浸水部位坡面的防护,能有效的减少水流对路堤的冲刷,保持路堤的稳定。

2.2挡墙防护

(1)浆砌片石支挡结构的主要结构形式为重力式挡土墙。重力式挡土墙主要靠自身重量承受土侧压力,形式简单、取材方便、施工简单、适用于一般地区、浸水地区及地震地区等地区的边坡防护工程。它被广泛用于公路路堤边坡、路堑边坡的支挡防护。重力式挡土墙构造上要求埋深至少1m,有冲刷线应在冲刷线以下至少1m。重力式挡土墙应设有足够的排水设施,以疏干墙后土体,防止墙背积水形成静水压力。排水措施包括墙背回填土的上部分应相对不透水的土夯实封闭,防止地表水下渗;墙身设置泄水孔,排除墙后积水等。考虑重力式挡土墙的经济性,其经济墙高一般不大于8.0m。

(2)混凝土支挡结构的主要形式包括悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙。悬臂式挡土墙和扶臂式挡土墙适用于石料缺乏、地基承载力较低的地段使用,墙高一般在5~8m。它通过钢筋混凝土的共同作用,有效承受土体侧压力引起的剪应力和弯矩。

(3)土工合成材料支挡结构主要形式包括预应力锚索、锚索桩、土钉墙等。

预应力锚索可用于土质、岩质底层的边坡及地基加固,其锚固段应置于稳定底层中,它一般和抗滑桩结合组成锚索桩。预应力锚索施工时应注意:a、锚束放入钻孔之前,应检查孔道是否阻塞及是否清理干净,并检查锚索体的质量,确保锚束组装满足设计要求。安放锚束时,应防止锚束扭压、弯曲,注浆管宜随锚体一同放入钻孔,注浆管端部距管底宜为50mm~100mm,锚束放入角度应与钻孔角度保持一致,在入孔过程中,注意避免移动对中器、自由长度段无粘结护套或防腐体系出现损伤。b、锚杆正式张拉前,应取0.1~0.2轴向拉力设计值对锚杆预张拉1~2次,使杆体完全平直,各部位接触紧密。锚杆张拉前要求水泥浆体强度达到80%以上。c、注浆作业应连续紧凑,中途不得中断,使注浆工作在初始注入的浆液仍具塑性的时间内完成;在注浆过程中,边灌边提注浆管,保证注浆管管头插入浆液液面下50cm~80cm,严禁将导管拔出浆液面,以免出现断杆。此外注浆用水要求采用饮用水,不得使用污水。

结语:

要搞好道路建设和环境保护,确保道路边坡稳定、安全,要深入了解道路边坡失稳的影响因素(诸如土质、水文、气候等),正确地评价道路边坡稳定性,灵活采用不同的道路边坡防治措施,加强道路边坡设计和施工管理。

参考文献:

[1]田夏鸣.论公路建设中边坡支护技术的运用[J].中国外资,2012,(5):247.

[2]杨伙辉.浅谈高边坡支护的施工方法[J].城市建筑,2013,(14):93-94.

论文作者:刘永生

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/28

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