公路路基边坡防护相关问题分析论文_李玉龙1,刘冬冬2

公路路基边坡防护相关问题分析论文_李玉龙1,刘冬冬2

李玉龙1 刘冬冬2

1.身份证:4101081988****0096

2. 中国水利水电第十一工程局有限公司 河南省 450000

摘要:为了重点防护路基边坡,保障边坡路基的强度和稳定性,路基防护是重要的防护措施之一,根据其相互关系的不同,它的地形的变化,道路设计的标尺高度与天然地面的标尺高度也会有所不同,且由于用岩土体填挖路基并长期暴露于大自然中受到各种各样的自然因素的影响,打破了原地层的天然平衡状态,会导致高于天然地面的路堤即填方路基、低于天然地面的路堑即挖方路基和位于两者中间的半填半挖路基,不仅如此,还会较大的引起岩土体的变形、变动,破坏边坡的稳定性,导致岩土体的物理力学性质的变化,甚至使一系列的环境地质问题和生态环境问题的发生,如塌方、滑坡、泥石流、土壤侵蚀和植被破坏等。因此只有结合好当地的水文、地质及材料等情况,并做好路基排水工作,才能更好的保证好路基的稳定,防治各种路基病害,除此之外,对各类土、石边坡进行必要的防护也还必须采取有效的措施。

关键词:公路;路基边坡;防护类型;

一、分析现存路基边坡病因

当今时代,由于施工建造领域开工项目不断增多,在一线的工程施工环境锻炼过程中,我们国家的道路、桥梁施工技术和大体积高楼层房屋建造技术显著提升。现代社会,广大人民群众的生活水平越来越高,对于汽车这些代步工具出行的需求越来越大。与此同时,工业的发展带动制造业的蓬勃发展,日益壮大的货物运输行业也给当今社会道路桥梁硬化工程的施工活动提出了更高的要求。路基边坡的破坏部分主要表现在边坡坡面部分,在长时间大雨冲刷的情况下,泥沙俱下对于公路路基部分的破坏。坡脚部分由于处于公路边坡部分最为低平处,在公路路基边坡绿化防治效果不佳的情况下,往往因为泥水的冲击作用,引起边坡下滑,容易受到破坏。目前,边坡破坏和坍塌是大多数路基边坡质量的通病。

1.1路基边坡的破坏

边坡的破坏主要表现在坡面及坡脚的冲刷方面。由于大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷导致坡面冲刷,导致冲沟不断被破坏并最终导致损坏而造成路面坍塌,从而影响到道路周边的行车安全。不仅如此,在修建在河滩上滞洪区和沿河路堤的路堤,也许还会受到洪灾的威胁,这种威胁会导致路堤坡脚被直接冲垮,并使得边坡破坏。路基的高度和路基压实度还会影响到边坡的破坏与填料路基的性质。通常来说,粘性土边坡较砂性土路基边坡来说,不容易遭受冲刷而被破坏;而较低的路基边坡相对于较高的路基边坡来说也更不容易遭受到坡面流水冲刷;压实度差的边坡也比压实度较好的边坡更不耐冲刷。较缓的土质边坡上,例如亚粘性土边坡,黄土边坡,砂型土边坡等更容易发生冲刷破坏,如果不注重平常的养护或养护情况不做好,当日积月累并在大气日常降水和不断的风蚀作用下,许多水冲沟会沿坡面径流方向形成,并每年逐渐扩大。

同时,高速公路行驶的汽车溅起的雨雪水,也会冲刷。在加上冬季会发生降雪,降雪后的融化成水造成坡脚湿软,从而降低路基强度,导致上部土体失去支撑,从而最终导致破坏的发生。并且,汽车在高速公路行驶时会溅起的雨雪水,也会导致坡脚被冲刷。所以,应加强养护对土质路基来说最薄弱的边坡坡脚环节。

1.2路基边坡坍塌

一般分为流动型坍塌、滑动型和落石型这三种,这三类可以同时存在于一种情况中,也可以单独存在于一种情况中,在挖路基方段时,特别是在深挖石质地段时,由于在剪断岩层外力的作用下,层间软石沿着岩层发生顺层滑动,导致坍塌,从而造成滑动型坍塌。原来岩体的稳定性也会在施工爆破开挖时受到损坏,基岩上的堆积物,如岩屑层、岩堆等松散堆积物,也容易顺着岩层的层理面、节理面或断面层发生崩塌。较陡的岩石边坡易产生落石,在大小不一的裂面分割成软弱的短块岩石,并在节理、层里、断层影响下裂隙发育后形成的陡坡坍塌必然是落石型坍塌。在平常的养护过程中,由于渗水,反复冻融,会导致肉眼不可察觉的,也很难发现的裂隙张开的程度,经过日复一日的微小移动,裂缝渐渐扩大。又由于夏季,降雨充沛从而导致雨水渗入裂缝,在侧向静水压力的作用下。最后也会导致坍塌的发生。对行车安全构成巨大威胁的岩体一般发育在裂隙岩体、硬岩下卧软弱层,容易引起落石滑动的现象。此类形式的破坏,必须严加管制。应加强在日常养护中的巡视,提早发现险情并妥当处置。在砂、岩屑、页岩风化土等松散的沉积土中最易发生流动型坍塌,在大雨的不断冲刷下,会产生流动,造成坍塌。这种由于雨水造成的坍塌,在日常养护中提前发现很轻易的就多为流动型坍塌,发现险情后,应该及时处理,不要拖沓。

综上所述,我们不仅要在边坡防护设计中,做好坡面防护设计、排水防水设计、并对排水问题做好控制,还要根据地质条件,因地制宜、根据岩体的不同性质、岩层的发育状况,边坡高度,做好边坡坡面设计。

二、边坡防护常用措施

2.1坡面防护

为了保护路基边坡表面不受降水、日照、气温、风力等自然因素的破坏,提升坡面防护力。从而使边坡的稳固性提高。所以,我国要全面重视公路网中的干、支线公路的坡面防护。坡面防护分为植物防护和工程防护,应及时在路基土石方施工时或结束后进行路基边坡防护。为了预防雨水、气温、风沙等自然因素对坡面作用的边坡破坏。施工必须适时的采取一定的措施进行边坡稳定。

2.1.1植物防护

利用植被对覆盖边坡的功能采取铺草皮,种草和植灌木等形式,让植物根系来加固边坡的作用,从而保护路基边坡免受大雨和地表径流的冲刷。

为了保证成活率,应根据当地气候、土壤、降水量等多种因素,选择容易成活,方便护养的,预算少的植物类型。为减缓地表径流和水土冲刷,植物覆盖对其养护治理有极大的作用。应加强其养护治理。植被的根系根枝相连,纠缠盘结,能与土壤密切相连,能有效的稳定土壤,阻挡冲刷和坍塌,使地表层土壤稳定,形成不同深度牢固的稳定层。除此之外,植物防护还能美化环境的作用,能够使其有更好的视觉效果。对于不同土质的边坡都适用于铺草皮防护,草皮厚度大约在13公分左右。

规格大小视工程大小来确定,适宜选用长方形状或正方形状草皮。视情况而定,采用平铺、叠铺或方格等不同的方式。从坡地底下向上铺钉,用尖木桩固于边坡上。为了稳定边坡,要进行种草防护。坡面冲刷稍微的路基边坡上。草籽应均匀撒布在处理好的土壤上,同时做好浇水、施肥等护理。路段较陡或较高的地段,经过试验后,可以将草籽与含肥料的有机土壤一起洒在坡面上。而土边坡栽植适用灌木防护。按设计方案要求,种植时应注意季节的变化和气候水平。不同的地方种不同的植被,寒冷之地采用耐寒、耐旱,轻易成活的树种,炎热则相反。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按要求规范规定,在高速公路、一级公路边坡上全部严禁种植乔木树种。

2.1.2工程防护

不易于草木生长的岩石面上非常适用于做工程防护。为了减缓了水流速度,需要提高边坡表面粗糙度系数,一般为了在边坡上形成骨架框格、墙面、捶面和喷桨、坡面护墙、护坡等,可以采用框格防护用混凝土、浆砌片石等材料。框格可以设计成混凝土块六角形、拱形浆砌片石、浆切片石或麦穗形预制块作等形状,以达到美观的需求。在美化路容的同时,还可以对路基边坡起到防护作用。因为镶槽镶进在边坡工程中有较大的施工难度。当前,这项工程仅使用在重要景点周围和互通式立交桥范围。在施工前应注重,清除干净坡面上的杂物、杂土、表层风化石块及松动的岩体等。现在的高速公路很少使用抹面、捶面防护,因为其使用寿命短暂。在路基较低时将草籽合理掺入抹面防护,可以防护边坡,顺便能为绿化环境做出贡献。为了裂隙和节理的发育预防,在坡面不完整的岩石边坡,可适当尝试用喷射防护和喷射混凝土防护用来预防边坡易风化的情况。还可以防止边坡风化延续,阻止大气降水对坡面流水的侵蚀其,封闭边坡岩石裂隙,阻止裂隙中侧向水压,从而避免边坡坍塌的发生。在喷射混凝土前,用菱形金属网或高强度土工格栅将锚杆固定到边坡上,以防混凝土硬化收缩产生裂缝和剥落的现象发生。防止三类坍塌,最常用护面墙这种防护形式最为有效,这种防护形式,可以有效的防止边坡冲刷,因为其覆盖了各种软质岩层和较为破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,还可以使得边坡免受大气影响。不过除自重外,护面墙不承担墙后土压力,并且也不负担其他荷载。实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙是护面墙的三种形式实体护。适用于一般土质及破碎岩石的可以采用边坡护面墙;坡度缓于2:1.75边坡可以采用孔窗式护面墙,可捶面或干砌片石打造在孔窗内;下部岩石较完整并且需要防护上部边坡的可以采用拱式护面墙。不过用护面墙防护的挖方边坡不能陡于2:1.5。护面墙采用较多的形式大多用于我国山区高等级公路防护中,并且实体护面墙的形式居多。根据岩石风化程度的不同和边坡高度的不同,以及岩体的地质特性,可以采用半防护和全防护这两种形式。在大气降水过程中,降水从坡顶沿坡面向下流,当流至坡脚时,速度最大,冲刷也最严重,这时就需要采用半防护措施中的坡脚护面墙。所以,现今,最常用的路基边坡防护形式,就是在坡脚处设置护面墙,这也是最起码的防护措施。为了稳定边坡,在边坡上采用浆砌的方式铺砌片石、块石或混凝土预制块等材料,做护坡防护以防地表径流或坡面水流冲刷边坡。以便于冲刷程度较低时,软土地基上的土质路堤防护。用干砌片石护坡在无水流冲刷影响时可以采用。以便于地基不均匀沉降时会引起的路基变形的情况发生。总而言之,

我们要做到深入现场了解,针对工程土质、水文、气候等特点的不同,灵活设计不同的防护形式,做好公路建设,确保路基边坡稳定、安全。并且要加强施工治理,做好环境保护,这样,才能更好建设出—条安全之路、生态之路、人文之路。

3、不同土质的边坡设计

3.1 膨胀土地区

应遵循下列规定对膨胀土地区的边坡做出防护:

(1)采取半封闭的相对保湿防渗措施是在可能发生浅层破坏时采取的;

(2)应率先解决整体边坡的长期稳定,防止浅层破坏的措施,最后预防发生深层破坏的发生;

设计边坡还应当遵循:“缓坡率、宽平台、固坡脚”的原则。边坡坡率及平台宽度,膨胀土类别分为:弱膨胀土、中等膨胀土、强膨胀土三种类型,当弱膨胀土边坡高度小于6m时,边坡坡率为1:1.5,碎落台宽度为1.0m;边坡高度在6~10时,边坡坡率为1:1.5~1:2.0m,边坡平台宽度为1.5~2.0m,碎落台宽度为1.5~2.0m。中等膨胀土边坡高度小于6m时,边坡坡率为1:1.5~1:1.75m,碎落台宽度为1.0~2.0m;边坡高度在6~10时,边坡坡率为1:1.75~1:2.0m,边坡平台宽度为2.0m,碎落台宽度为2.0m。强膨胀土边坡高度小于6m时,边坡坡率为1:1.75~1:2.0m,碎落台宽度为2.0m;边坡高度在6~10时,边坡坡率为1:2.0~1:2.5m,边坡平台宽度≥2.0m,碎落台宽度≥2.0m。而当边坡坡率大于10m时应进行个别设计,必要时应与隧道方案进行比较。除此之外,还应该根据地下水发育情况,使用仰斜式排水孔、支撑渗沟和纵向渗沟排水及时引排地面水(包括坡面积水)和地下水,在边坡设置完善的排水系统。

三、结语:

由于我国当前的边坡防护设计施工随意且缺乏系统的研究,通过分析全国各地路基边坡防护的工程后,针对现状了解不同类型的边坡防护型式的特点及适应性,总结了一下几种典型的边坡防护型式,并得出以下研究结论:

路基边坡病害常见路基边坡常见病害和路基特殊病害,这是剖析了路基边坡的病害类型和原因,并研究了全国各地的不同的边坡类型后分析得出的结论。

考虑其材质使用的不同和构造特点不同,以及路基设计规范中边坡防护类型分类的局限性,针对性的对不同的边坡病害研究出了不同的防护类型,并研发了新的边坡防护类型分类法。根据材料和造型边坡防护类型分为:植物防护、圬工防护、骨架植物防护及抹面、捶面。

根据不同的边坡防护类型与气候条件,总结研究了各种、工程地质条件和水文地质条件的不同或相同的关系,得出了各类防护类型的适用性及构造条件。

在实地调研施工中出现的问题、建造后实际运营的使用效果和典型地形地质条件下的路基边坡防护类型后,总结出了有效的边坡防护措施,归纳出了适合我国大部分区域使用的边坡防护类型。

在总结我国不同类型边坡防护成功经验的基础上,提出了针对需要防护的不同的类型选择的原则和要求的同时,还借鉴了国外边坡防护的先进经验与技术。

参考文献:

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[5] 高民欢[等]编著,高等级公路边坡冲刷理论与植被防护技术[M]. 人民交通出版社,2005

论文作者:李玉龙1,刘冬冬2

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第21期

论文发表时间:2018/2/26

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