浅析公路岩质高边坡的破坏类型及加固措施
摘要:边坡工程作为公路建设的一部分,需根据工程的具体情况综合考虑,因地制宜地选择安全可靠、经济合理、外形美观的工程措施,并安排适宜的治理时机,确保公路的行车安全和运营效益。
关键词:公路高边坡；破坏类型；加固措施
随着我国公路建设的飞速发展，公路边坡防护系统研究日渐引起公路部门的重视。边坡综合防护设计是公路设计的重要内容之一，需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形、土质、材料来源等情况综合考虑，合理布局，因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的工程措施，确保公路的稳定和高速行车安全，同时达到与周围环境的协调，保持生态环境的相对平衡，美化公路的效果。
1边坡稳定的因素及措施
1．1影响边坡稳定的因素很多，总的归纳起来可分为两大类：即自然因素和人为因素。
1）自然因素:公路是特殊的带状构造物，每条公路都要穿越很多地区，由于受地质构造和地形条件等因素的影响，每一个小区域都有不同的地质和气候条件。
2）人为因素:一条公路的建设和使用管理，都是由人去实现的，根据建设程序和内容，并结合已建公路的情况看，影响边坡稳定的人为因素可归集为三个方面：即设计因素，施工因素和养护管理因素。
1．2稳定边坡的措施。
坡比与台高:首先值得注意的是：公路边坡不能太陡，但也不是越缓越好，对于填方边坡采和1：1.5=1:2基本适合，而挖方边坡特别是高边坡却值得认真研究。土质或强化石尽边坡。第一台高6M，坡比取1：0.75～1：1以后各台高不大于8M，坡比取1：1～1：2.25石质边坡。第一台高8M，坡比1：0.5～1：0.75，以后各台高不大于12M。边坡的防护与加固:
1）加固措施。
防护是在边坡自身稳定的基础上进行的，首先应当考虑边坡的加固，加固的方法很多，较有效的方法有：抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱等。这里值得一提的是：“边防排水”也应作为间接加固边坡的一种方法给予重视，边坡坍塌几乎都是在雨季出现，所以，其作用是显而易见的。对防排水系统的设置为坡顶截水沟按常规方式设置，而坡面碎落台水沟不必每台都设置，在第一台上设备一道水泥混凝土截水沟即可。以上各台浇筑坡度1.5%，厚度20CM的水泥混凝土封闭，在边缘设置拦水带，每25M左右设一道排水沟，将水排入第一台截水沟就能达到理想的排水效果，此外所设竖向排水沟还可以起到对边坡加肋的作用，取消高边坡碎落台上的截水沟可以避免由于施工质量不佳而造成的渗漏水现象。另一非常值得重视的问题是，在土质或强风化岩石上边坡的坡角也就是路基侧沟边缘，应设置抗滑墙或抗滑桩，以避免牵引式滑坍的产生。
2）防护措施。
以往的边坡的防护主要考虑防冲刷，防风化即可，现在的边坡防护还要考虑美观利用环保问题。为减少水对边坡的危害，就加上防渗水问题，根据以上几方面的要求，对边坡防护问题提出如下建议：
①下边坡。下边坡采用菱形网格加植草防护并加密排水沟。②上边坡。上边坡第一台，根据不同地质情况采用护面墙，浆砌片石护坡，窗孔肋式护坡，六角空心砖护坡等防护形式。以上根据不同地质情况，采用菱菜风格，窗孔肋式护坡，喷射混凝土等防护形式。上述防护形式除护面墙，浆砌片石护坡和喷射混凝土外，其他都可以在其上加
植草防护，以恢复自然环境和美化公路，另外，稳定性较好的岩石边坡不必再进行污工防护，只需在一些低凹处放置一点耕植土，种植耐旱性较好的抓藤植物起到美化作用。
2高边坡的破坏类型
2.1滑坡
1)形成原因:由于公路路堑古老滑坡前挖方,挖掉部分抗滑体,仅做坡脚挡墙,不能满足稳定要求;滑坡后部汇水面积大,两道地表排水沟已破损;公路切坡切断了顺倾岩层;原公路切坡,挖掉部分抗滑体,致使坡体失去支撑而滑动;滑坡后部汇水面积大,地表排水沟已严重损坏;原公路切坡,挖掉部分抗滑体,使坡体失去支撑滑动,治理工程没有保证滑坡的稳定;治理后的山坡上有蓄水池,漏水;地下水发育。
2)主要危害:将直接威胁公路行人、行车安全;现阶段影响公路养护。表层蠕滑如果牵引后部山体滑动,严重时可中断交通。
2.2崩塌
1)形成原因:岩石边坡高、陡;组成边坡的岩石结构面(如节理、裂隙、层面、断层面不整合面等)发育,且有倾向临空的不利结构;有爆破等振动力源或裂隙水影响。
2)主要危害:飞快的坠落、崩落或滚石,可破坏公路边沟、路面,影响行人、行车安全,大的崩塌可能堵塞交通。
2.3危岩、落石
1)形成原因:岩石边坡高、陡;组成边坡的岩石结构面(如节理、裂隙、层面、断层面不整合面等)发育,且有倾向临空的不利结构面;有爆破等振动力源。
2)主要危害:飞快的坠落、崩落或滚落,可破坏公路边沟、路面,给行车安全带来严重威胁,大块的落石可能堵塞交通。
2.4坡面冲刷
1)形成原因:坡面较缓,受水面积大;局地降雨量大,是形成冲刷的必要条件;坡体土质疏松,在径流作用下,松软物质易被带走;坡面无防护。
2)主要危害:冲沟、冲槽布满坡面,或平行排列,或呈鸡爪状。如果坡体具有垂直裂隙,还可能形成落水洞,进而造成坍塌。
2.5坡面剥落
1)形成原因:坡面较陡,为坡面物质提供动力条件;风化严重,使坡面岩体肢解成鳞片状碎块、细粒,是形成剥落的必要条件;坡面裸露,无防护工程坡体,岩石质地松软,易风化。
2)主要危害:在坡脚形成坡积体,严重时堵塞公路边沟,在降雨强度大或暴雨时边沟水漫上路面,将影响行车安全。
2.6坡面溜坍
1)形成原因:坡体具有“二元结构”,上部由全风化残积土构成,质地松软,下部由较坚硬的岩石组成;软弱岩土下部坡面较缓;本地区降雨量大,有条件软化二元结构界面。
2)主要危害:浸染下部岩石,封闭地下水出路;在坡脚形成坡积体,严重时将堵塞公路,养护工作量大,并将影响行车安全。
2.7坍塌
1)形成原因:地形条件,具有良好的临空条件,给坍塌发生提供活动空间;坡体受水后强度降低;坡体物质条件通常由质地松软的土体组成;水的作用。
2)主要危害:坍塌体堆积于坡脚,后部形成新的临空条件,可能牵引后部坡体的继续坍塌或整体滑动(滑坡),直接威胁行车安全。
3高边坡加固措施
3.1支挡工程
1)抗滑桩。抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物,它穿过滑体在滑床的一定深度处锚固,抵抗滑坡推力的作用。它埋入滑面以下的部分称为锚固段,埋置于滑面以上的部分称为受力段。桩的最小宽度一般不宜小于1.5m,截面尺寸为2m×2.5m,2.5m×3.5m,2m×3m,3m×4m等,尤以2m×3m者最为多见。抗滑桩的基本应用条件是:滑坡具有明显的滑动面;滑面以下为较完整稳固的基岩或土层,能够提供足够的锚固力。
2)预应力锚索。通过预应力锚索对边坡岩体中不稳定岩体施加预应力,一方面增加不稳定边坡岩体本身的抗滑力,另一方面,对可能滑动面上的正应力增加,而使摩阻力增大,以达到边坡岩体稳定的目的。预应力锚索对处理单斜构造岩石边坡有较好的效果,但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制应力。其最大特点是锚桩在抗滑桩上的锚点下移,使抗滑桩悬臂所产生反向弯矩减小。然而这种方法一定要结合工程实际情况,选准各项参数,进行动态设计,否则会产生难以估量的影响。它适用于下滑力大于500kN/m的边坡。
3.2防护工程
1)工程防护。
①圬工骨架植草防护。圬工骨架植草防护按骨架材料可分为浆砌块石骨架植草防护和预制混凝土块骨架植草防护,按骨架形状和受力方式又可分为人字形、拱形和方形骨架等。框格内宜采用植物防护或其他辅助防护措施。框格的大小应视边坡的坡度、土质确定,并应考虑与景观的协调。
②喷浆或喷射混凝土防护。适用于岩性较差、强度较低、易风化或坚硬岩层风化破碎、节理发育、其表层风化剥落的边坡;或当边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落,以及局部小型坍塌、落石时,可采用局部加固处理后,进行大面积喷浆处理,也适用于上部岩层风化破碎下部岩层坚硬完整的高大边坡。不能承受侧向压力,边坡必须是稳定的。
③喷锚防护。适用于岩层风化破碎严重、节理发育,在破碎岩层较厚的情况下,喷锚防护具有较高的强度,较好的抗裂性能,能使坡面一定深度内的破碎岩层得以加强,并能承受少量的破碎体所产生的侧向压力。
2)植物防护。
①种草。适用于边坡稳定、坡面冲刷轻微的路堤或边坡,一般要求边坡坡度不陡于1∶1,边坡地表水径流速度不超过0.6m/s,长期浸水边坡不适用。根据施工方法不同,分为种子撒播法和喷播法。
②铺草皮。适用于各种土质边坡,特别是坡面冲刷比较严重、边
坡较陡,坡面迁流速度达0.6m/s的。
③植树护坡。植树应在1∶1.5或更缓的边坡上,或在边坡以外河岸及漫滩处。
3.3排水系统设计
排水是该区防治边坡病害的一种主要措施。它可分为地表排水和地下排水。边坡体以外的地表水,应予拦截引离,边坡体的地表水要注意防渗,并尽快汇集引出。地下水的排出工程措施,有渗沟及平孔等。路堑边坡排水采用排水沟、截水沟、平台排水沟、急流槽等设施,概率流量计算采用15年重现期内任意30min的最大暴雨强度,各类路基排水沟的内沟顶高出设计水位20cm以上。
4结束语
综上所述公路岩质高边坡的破坏类型和主要原因,对破坏原因及由此带来的危害进行了较为详细的分析,并结合国内外的施工经验和方法进行总结,探讨了公路岩质高边坡破坏的主要加固方法与技术措施,以确保公路行车安全和运营效益。
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