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摘要:由于邊坡病害的多樣性、病因的復雜性以及地質鉆探的局限性,邊坡加固工程設計就變得十分重要。明確動態設計的原則、方法及施工注意事項,才能更好的指導設計工作,進而保證治理工程能最合理符合病害工點的客觀實際。本文結合工作實際經驗來談談路塹邊坡的防護與加固設計。
關鍵詞:邊坡;防護;設計
Abstract: due to the diversity of the disease, cause the slope of the complexity of the geological drilling and the limitation of the slope reinforcement engineering design becomes very important. Clearly a dynamic design principles, methods, and construction points for attention, can better guidance design work, and ensure the treatment project can accord with the most reasonable worksite diseases of the objective reality. Combining with the practical work experience to talk about cutting slope protection and reinforcement design.
Keywords: slope; Protective; design
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
路塹邊坡的施工是一個破壞山體原有力學平衡又用支擋加固工程重新建立力學平衡的過程,而所設工程措施往往都是在邊坡開挖后才能實施。在邊坡加固和防護措施未實施之前,邊坡土體會產生應力松弛,強度衰減,從而影響邊坡穩定。因此,設計上針對不同地質條件的邊坡,采用相應的工程措施,對邊坡土體及時加固,防止土體應力松弛和強度衰減,保證邊坡施工期間和竣工后的穩定。
1、設計原則
邊坡設計應遵循“安全綠色、水土保持、恢復自然、環保之路”的指導方針。對公路邊坡進行防護,必須考慮以下問題:①邊坡穩定:保護路塹邊坡表面免受雨水沖刷,減緩溫差與溫度變化的影響,防止和延緩軟巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變過程,從而保護路塹的整體穩定性。②環境保護:使工程對環境的擾亂程度減少到最小,并謀求人工構造物與自然環境相協調。③綜合效應:綜合防光,防眩,防煙,誘導司機視線,改善景觀等目的進行邊坡綠化防護,充分發揮防護工程的綜合效益。
為了解決邊坡穩定、環境保護、綜合效應的治理效果,邊坡設計應遵循如下設計原則:
(1)綜合防治,一次性治理到位;
(2)綜合運用多種手段進行治理方案選擇,如工程地質類比法、極限平衡法和數值分析法等深入分析邊坡的穩定性,使邊坡治理方案具有針對性;
(3)系統的分析放坡和加固措施的合理性,爭取做到挖填平衡,減少浪費;
(4)施工便捷合理,方便維護,工期適當,造價可控;
(5)邊坡加固與邊坡治水有機結合;
(6)提倡“環境巖土”的概念,大力推廣生態護坡,促進環境的可持續發展;
(7)積極推進新技術、新工藝和新材料的運用,及時總結經驗教訓;
(8)貫徹“信息化設計、信息化施工”的原則,確保邊坡治理工程的順利進行。
2、設計思路
首先根據由簡單到復雜的邊坡設計規律選定合適的路塹邊坡防護設計方案,一般程序如下:
(1)放緩邊坡:放緩邊坡是邊坡處治的常用措施之一,通常為首選措施。它的優點是施工簡便、經濟、安全可靠。邊坡失穩破壞通常是由于邊坡過高、坡度太陡所致。通過削坡,削掉一部分邊坡不穩定巖土體,使邊坡坡度放緩,穩定性提高。
(2)坡體加固:包括中淺層加固和深層加固。中淺層加固可以采用錨桿加固、土釘加固;深層加固可以采用注漿加固、預應力錨索加固。
(3)表層防護:對于邊坡整體穩定性較好,可以滿足規范要求,但是可能存在表層風化剝落和局部崩塌掉塊的情況,需對其進行表層防護。邊坡表層防護包括植物防護和工程防護。
a.植物防護:植物防護是在坡面上栽種樹木、植被、草皮等植物,通過植物根系發育,起到固土,防止水土流失的一種防護措施。
b.工程防護:①砌體封閉防護:當邊坡坡度較陡、坡面土體松散、自穩性差時,可采用圬工砌體封閉防護措施。砌體封閉防護包括漿砌片石、漿砌塊石、漿砌條石、漿砌預制塊、漿砌混凝土空心磚等。②噴射素混凝土防護:對于穩定性較好的巖質邊坡,可在其表面噴射一層素混凝土,防止巖石繼續風化、剝落,達到穩定邊坡的目的。這是一種表層防護處治措施。③掛網錨噴防護:對于軟質巖石邊坡或石質堅硬但穩定性較差的巖質邊坡,可采用掛網錨噴防護。掛網錨噴是在邊坡坡面上鋪設鋼筋網或土工塑料網等,向坡體內打入錨桿(或錨釘)將網鉤牢,向網上噴射一定厚度的素混凝土,對邊坡進行封閉防護。
(4)邊坡截排水:①截水溝:為防止邊坡以外的水流進入坡體,對坡面進行沖刷,影響邊坡穩定性,在邊坡外緣設置截水溝,以攔截坡外水流。②坡內排水溝:除在邊坡外緣設置截水溝外,在邊坡坡體內應設置必要的排水溝,使大氣降雨能盡快排出坡體,避免對邊坡穩定產生不利影響。
3、邊坡設計
路塹邊坡設計首先要通過計算判定擬建邊坡的穩定性能否滿足規范要求,對于不能滿足規范要求的路塹邊坡在采取加固措施后重新驗算其穩定性。經過多次驗算,取得滿足規范要求的較優方案。然后根據計算結果對路塹邊坡防護進行具體設計。
作為永久性邊坡,如果長期裸露經受風吹日曬雨淋,勢必會存在表層風化剝落和局部崩塌掉塊的情況,局部表層可能存在的高液限土,容易在長時間降雨條件下發生淺表層滑動,以上這些都威脅坡下道路和過往車輛的安全,因此需對邊坡坡面進行表層防護。
4、邊坡治水
邊坡治水主要是指對地表水和地下水引排處理。對于坡體地下水引排,以仰斜平孔排水引排為主,結合護面墻結構泄水孔處理;根據需要還可采用邊坡滲溝、支撐盲溝及重點部位引排等坡體地下水引排工程措施。對地表水引排,一般在路塹邊坡塹頂均設有截排水天溝,坡面結合檢查梯設急流槽,以及平臺側溝、路塹邊溝等組成綜合地表排水系統。
5、邊坡中破碎巖體的處理
由于爆破或構造等原因導致部分邊坡的坡面存在有破碎巖體,如果破碎巖體滑落會對坡下的建筑物和人身造成巨大的威脅,必須采取有效措施來治理破碎巖體。主要措施如下:
(1)如果破碎巖體不大,可以將其清除,然后用砂漿或混凝土填充密實。
(2)對于不易清除的孤石,可以設置攔石網或擋石墻,也可以采用錨索、錨桿在破碎巖體中穿過錨固,然后進行噴錨支護的方法治理。
(3)對于不能直接對破碎巖體加固的情況,可以在破碎巖體可能滑落的下方設置攔石墻、落石槽和攔護網等遮擋、攔截構筑物,以保證坡體下建筑物和人身的安全。
6、邊坡施工
邊坡施工順序必須嚴格遵照以下原則實施:一是從上至下的開挖原則,二是逐級開挖、逐級防護和加固的同步原則,三是“封、排、截”三結合的排水防水原則。在邊坡開挖前,應在邊坡坡頂外按設計規劃好的截排水系統設置截排水溝,在邊坡開挖過程中,應及時設置坡面泄水孔,以排泄邊坡發育并可見有水滲出的邊坡,應設置深層的泄水管,以排出深層的滲透水,為防止表面水滲入到土層內,每一級邊坡應及時防護。四是動態和預警原則,沿線巖土體的分布和性質變化較大,在施工中應采用信息化施工的原則,當現場與實際采用的地質資料有出入或存在斷層軟弱夾層和結構面、傾角不利的巖土分界面時,需要及時通報設計單位。
7、施工安全
為了確保邊坡支擋工程的順利進行,做到安全施工、文明施工,要求在工程施工過程中采取如下的施工安全措施:
(1)邊坡擋墻施工前應根據本工程支擋結構設計和截排水要求,制定詳細的施工開挖方案。
(2)邊坡頂部周邊嚴禁超堆荷載,坡頂周邊5m外堆載不得超過15kPa。在坡腳和頂外一定范圍內不得修建工棚等建筑物。
(3)密切關注天氣變化,下雨前對開挖好的邊坡用油毛氈或彩條布遮擋,以防雨水沖刷邊坡或滲入到坡體裂隙中。下雨后應進行監測,待觀測數據反映無異常時才可施工,施工過程中要加強觀測,密切注意邊坡的變形。
(4)支擋結構施工前要清除坡面浮土,填充夯實坑凹,使坡面大致平整。邊坡坡率、高度等要嚴格按照設計圖紙施工。
(5)在開挖最下一級邊坡及開挖護面墻基礎時,要特別注意觀測邊坡的局部和整體變形。
(6)在邊坡施工過程中,由專人作檢查、觀測,發生異常情況時,應立即停止施工,并應立即查清原因和采取措施,方能繼續施工。
8、結束語
路塹邊坡的設計與施工始終是一個非常困難的問題。路塹邊坡的防護和治理,一方面既要盡量摸清邊坡的地質情況,針對不同邊坡的特定工程地質條件設置合適的支擋防護結構;另一方面還要采用與之相適應的施工工藝和方法,使設計思想得以正確實施,才能取得較好的處治效果。