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随着我国国民经济建设和公路交通事业的快速发展,公路等级越来越高,其通车里程越来越长。随之出现的是公路施工中的高大边坡的数量增多、规模扩大。但往往由于自然因素和人为因素的作用,路基边坡的崩塌、滑坡和剥落等损坏现象时有发生。因此,高等级公路路基边坡的施工及养护质量——防治与加固越来越多地引起公路施工、养护单位和管理部门的重视。 公路路基边坡的质量和状态能否持久而稳定、能否经得住各种因素的影响而不损坏,通常用边坡稳定性来评价。边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素,而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性负有重大影响,路基边坡稳定性(或状态改变及损坏)是上述因素综合作用的反映,边坡稳定性和各种因素构成一个相互联系、相互影响的整体、其中任何一个因素的改变往往会诱导其它因素改变,进而引起边坡原有稳定状态发生改变。
1路基边坡损坏形式及特点
路基边坡在自然条件下的损坏,有多种形式和各自的特点。
1.1滑坡
部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动,一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定等三个阶段。
因下伏岩层压缩,边坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐(锚)位移,称为坐(错)落。组成边坡的岩(土)体常不发展为连续的滑动面,而顺着边坡方向发生塑性变形,则称为倾倒。
1.2崩塌
整体岩(土)块脱离母体、突然从较陡的边坡上崩落下来,并顺着边坡猛烈翻转、跳跃,最后堆积在坡底.称为崩塌。悬崖陡坡上的个别岩块突然下落,称为坠落的岩块或危石。,
1.3剥落
边坡表层岩(土)体长期遭受风化,在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底,即为剥落。
2、影响路基边坡稳定性的主要因素
影响路基边坡稳定性的因素包括地质条件、水文条件、新构造运动、地形地貌、自然气候和人类的工程活动等。
2.1地质条件
2.1.1岩(土)体的地质性质
岩(土)体的力学性质决定了边坡定性的丧失方式.如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主.而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。岩(土)体的工程地质性能越好,边坡稳定性越高。
2.1.2地质构造
因地质构造关系到岩(土)体结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度和充填物成分、以及结构面的产出状态对边坡稳定性的影响,因此在分析岩(土)体结构面对边坡稳定性的影响时,要充分注意岩(土)体结构面的产出状态与边坡面的相互关系,亦即结构面与边坡面的组合不同,边坡稳定性分为反倾稳定、顺倾稳定等不同形式。
2.2水文条件
“十个边坡九个水”形象地说明了边坡稳定性与地下水的活动关系。由于岩(土)体的力学性质受水的影响很大.地下水富集程度的提高不仅增大边体下滑力,而且降低软弱夹层和结构面的抗剪强度.导致滑动面的抗滑力减小。因此,治理边坡也往往是由于改善了水文(地质)条件而获得成功。论文参考网。
2.3新构造运动
新构造运动(地震)最容易引起边坡形态、产出状态及水文(地质)条件发生改变而导致边坡失稳,其原因是地震产生的水平地震附加力促使边坡的下滑力增大、滑动面的抗滑力减小。论文参考网。
2.4地形地貌
边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响较为明显,即不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,并引起坡顶出现裂缝;在坡底产生剪切应力而促成剪切破坏带,这些作用均极大地降低边坡的稳定性。此外,边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构控制型失稳。
2.5自然气候
大气降雨是地下水的主要补给源.气候类型不同时大气降雨量也不同。因此在不同的地区.由于大气降雨量不同.即使其它条件相同,边坡稳定性也不相同。例如,暴雨或长期降雨以及融雪一方面降低岩(土)体的强度、增大孔隙水的压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低,另一方面增大边坡下滑力,两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。
风化作用使岩(土)体的抗剪强度减弱.裂缝增加、扩大,影响边坡的形状和坡度。此外,沿裂缝风化时可以使岩(土)体脱落或沿边坡崩塌、堆积和滑移等。
2.6人类的工程活动
随着人类工程活动的次数频繁和规模扩大,对公路边坡稳定性的影响越来越显著,特别是不当的人类工程活动引起的边坡失稳事故经常发生。对边坡稳定性产生明显影响的人类工程活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等。
3、路基边坡的防护与加固
3.1边坡防护与加固的基本要求
1)根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况.因地制宜、就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证公路路基的稳定,并不要随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。
2)在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩(土)石边坡以及黄土类边坡,均宜在土石方施工后及时防护。
3)对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段.在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等,以抵抗水流的冲刷和淘刷。,
4)坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力.故要求防护的边坡有足够的稳定性。
5)对高而陡的防护构造物, 设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。
3.2坡面防护
3.2.1 种草及铺草皮
种草和铺草皮防护适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微.且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡,用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。铺草皮的方法常用的有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四种形式。
选用草籽应注意当地的土壤和气候条件,通常以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的多年生草种为宜,最好采用几种草籽混合种植,使之生成良好
的覆盖层。
3.2.2植树
在路基边坡上合理地植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用,使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡,有利于及早成林,起到良好的防护作用。
植树的形式可以是带状或条形,也可以栽成连续式。植树防护除选用适合当地土壤和气候的树种外,还应注意保持树间合适的距离。
3.2.3抹面与捶面
易于风化的岩石(页岩、泥岩、泥灰岩和千枚岩等)软质岩层的路堑边坡防护,可用混合材料抹面。对易于冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。
抹面或捶面的边坡坡度不受限制,但不能承受荷载和土压力,故要求边坡必须是稳定的、坡面应该平整干煤。抹面用混合料有石灰炉渣混合灰浆、石灰炉渣三合土或四合土.以及水泥石灰砂浆等。捶面用混合料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合土或四合土等。
为了防止抹面表面开裂、增强抗冲蚀能力,可在表面涂以软化点稍高于当地气温的沥青保护层。抹面和捶面防护工程应经常检查,发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。
3.3冲刷防护
公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块和土工织物等。
3.3.1护面墙防护
为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡,免受大气因素影响而修建的墙,称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石,以防止继续风化。
护面墙有实体式、孔窗式、拱式和助式等。实体式护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡:孔窗式护面墙用于坡度小于1:0.75的边坡,孔窗内可采用捶面(坡面干燥时)或干砌片石;拱式护面墙用于边坡下部岩石较完整而需要防护上部边坡或通过局部软弱地段;边坡岩层较完整且坡度较陡时可采用肋式护面墙。
护面墙除自重外,不承受其它荷载和墙后的压力。因此,护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。
3.3.2干砌片石防护
较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍,或有严重剥落的较质岩层边坡,周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。
单层干砌片石护坡的厚度一般为0.15m.双层铺砌护坡的上层为0.25~0.35m、下层为0.15-0.25m。铺砌层的底面应设垫层.其材料通常用碎、砾石或砂砾混合物等。
3.3.3浆砌片石防护
路基边坡小于1:1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时,可采用浆砌片石护坡。若与浸水挡墙综合使用,以防护不同岩石和不同位置的边坡,可收到较好的效果。
浆砌片石护坡的厚度一般为0.2~0.5m,用于冲刷防护时根据水流速度大小或波浪大小确定,最小、厚度一般不小于0.35m。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工,以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。
3.3.4水泥混凝土预制块防护
在选择设计路基边坡冲刷防护类型时.有些地区缺乏片石、块石材料,此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击(其容许水流速度在4~8m/S以上、容许波浪高度可在2m以上),还能抵抗较强的冰压力。
水泥混凝土预制块可制成边长不小于1m、厚度大于6cm的方块,并配置一定的钢筋。为了减小水流或波浪对预制块的冲击与上浮力,在预制板块时可留出整排的孔眼。
3.3.5土工织物防护
土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料.广泛应用于公路工程中的排水、过滤、分隔、加固和防护等。论文参考网。就防护而言,土工织物能减轻或分散传递到被保护材料上的应力和应变,或用于表面防护—设置在岩土上的土工织物,防止土体表面受到诸如气候、轻交通荷载等作用的损害,或用于界面防护一 设置在两层材料之间的土工织物,防止其中一种材料受到另一种材料的集中应力作用或承受更大应变而带来的损害。
用土工织物加固公路路基边坡时,应修建在承载能力较高的路基边坡上:首先在清理好的原地面上摊铺织物,靠着临时挡土横板倾倒填筑材料.并振动压实到层厚的一半。在此阶段,前面上半层铺放铺筑材料并把后面织物折叠过来.然后填完整层材料并压实。最后将临时活动模板安放在修筑层之上的前末端.开始修筑另一层。
使用土工织物加固公路路基边坡,施工方便、少占土地、节约投资.是一种具有发展前途的公路路基边坡技术。
参考文献
[1]程良奎.岩土加固实用技术地震出版社,1994.
[2]林宗元.岩土工程治理手册.辽宁科学技术出版社,1993.
[3]罗缵锦.路基边坡风化与防护.中南公路工程,1997,(4).
中图分类号:U213.1 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
在公路工程施工中,路基是一个十分重要的方面,其对公路工程的质量具有十分重要的影响。通过加强对公路路基边坡防护的研究,可以有效的提高公路路基的施工质量,确保公路路基的安全性和可靠性。在对公路路基边坡防护的研究过程中,一定要考虑到影响边坡失稳的因素,从而对症下药,解决边坡的治理问题。因此,笔者根据自己的施工经验和研究,从公路路基边坡失稳的因素出发,研究边坡防护的原则以及具体的措施,希望对相关的领域的研究提供借鉴。
二、公路路基边坡失稳的因素分析
1、公路建设的土石方工程阶段是破坏原地貌植被、弃土、弃石的集中时期,工程用土范围内原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或丧失,并为水土流失发生、发展提供了大量易冲蚀的松散堆积物。路基边坡开挖、填筑使原有地表植被被破坏.形成大面积坡面.表土层抗蚀能力减弱.水土流失加剧.从而导致边坡失稳的机率增大。
2、设计中对滑坡路段岩士性质认识不足,设计边坡率过陡。施工中未根据实际情况采取相应措施,堑坡仍按原设计坡率开挖,边坡过高过陡,难以保证自身稳定。边坡开挖后,未及时进行防护,长时间暴露在大气中,致使风化、冲刷严重。
三、公路路基边坡防护原则分析
1.在公路路基边坡防护过程中 ,要坚持从工程地段的地质地貌条件出发,加强对滑坡做出科学合理的定性评价,在此过中,再辅之以定量评价。
2.要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡防护过程中,要从本地的地形地貌地质条件族从科学的分析,并对各种地质地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以让工程治理更为稳定,且一定程度上减低了工程的成本。
3.在进行边坡防护过程中,要确保工程的安全性,实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件,地下水位等多方面的条件下,做出科学合理的设计,并严格计算整个工程的安全系数。
四、公路路基边坡防护技术分析
1、锚固洞
在加固高边坡时,锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法,在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式,从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外,锚固洞自身具备一定的倾斜度,从而有效的避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。
2、混凝土挡墙
在高边坡加固中,混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式,这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题,进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通
常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土挡墙的设计时,应该充分考虑滑面的形状以及位置,从而选择适合的挡墙基础砌筑深度,此外,挡墙后面应该设计必要的泄水孔,从而有效的减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。
3、植物防护措施
植物防护以成活的植物作为路基防护的材料,通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用,在拟保护的路基部位,形成有生命的保护层;是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式,利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素,选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。
4、地下排水
(一)渗沟: 渗沟对排水路基边坡下渗水、裂隙水具有显著效果,也可降低路基两侧的地下水位。
(二)支撑式渗沟: 支撑式渗沟主要设计在路基边坡体裂隙水发育明显,且出现多个渗出点,往以带状、面状发育的坡面,由于其水富丰、分布分散,通过设置“Y”型支撑式渗沟,可有效收集边坡一定范围的渗水,并及时排出,对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用,从而保证边坡稳定。
(三)倾斜式排水管: 在多雨地区,往往边坡水在一定的深度内大范围分布,若不及时排水,长期储存在路基边坡体内,影响边坡体的岩、土强度,不利于边坡稳定,该情况下,可通过设置深层的带孔排水管,必要式可采用上下交错布设,可有克服支撑渗沟深度不足的缺点,将深层水排水。
(四)大孔径排水管( 沟) : 该种情况多用于泉眼式渗水,在多雨地区,部分泉眼雨季水量较大,采用倾斜式排水孔很难及时排除水流,往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管( 沟) 具有较为明显效果。
五、结束语
综上所述,加强对边坡稳定性的定量定性分析,加强边坡的预防治理工作,已经是整个公路建设施工,养护中的重要环节,在整个交通网络建设中得到了更多的关注。对于公路路基的边坡,一定要采取有效的处理措施,不断采用先进技术和机械设备,预防边坡的出现,提高边坡的防护水平,保证整个公路建设的质量,促进我国公路建设的健康快速发展。
参考文献:
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[3] 雷蕾,谢新生.竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究[J]. 陕西水利. 2011(06)
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
九重山国家森林公园位于重庆市城口县,地处大巴山腹地,公园内最高海拔2471米,最低海拔705米,相对高差1766米,森林覆盖率达85%,风景资源质量评定为一级,其资源价值和旅游价值高,难以人工再造,应加强保护,制定保全、保存和发展的具体措施。由于公园的特殊地理、地质条件,景区旅游公路的建设必然少不了开山劈石,公路边坡具有高度高,坡度陡,挖方量大等特点,采用单一冷色调的的工程防护体系,将难以满足景区的观赏性、水土保持、植被恢复等要求,所以,景区公路边坡防护需大量采用植物综合防护技术,其美观、环保、低造价、水土保持功效强等特点是景区的旅游价值的重要组成部分。
1.景区公路边坡植物生长环境分析
1.1景区公路沿线边坡自然条件
公园境域为西南沉积区,其上部为灰色泥灰岩、紫红色泥灰质白云岩、白云质砂质页岩不等厚互层,下部为泥灰岩、灰岩、夹白云质灰岩、白云岩及紫红色泥质白云岩。岩层倾角多为50~70°,断裂及垂直节理较为发育。景区沿线公路多以土石混合、石质边坡为主,坡度较大,高度较高,缺少覆土层,不利于边坡植物生长,应采取特殊的建植技术,达到稳定、长期的防护效果。
1.2公园水文气候条件
公园境域常年平均气温为12.0℃;公园内的卧龙景区一月平均气温为-3.0℃,7月平均气温为16℃,年温差为19℃。极端高温30.9℃,极端低温-13.2℃。公园境内无冰川、湖泊及外来水,地表水主要靠降水补给,水资源十分丰富,年均降水量1418.1mm。地表水系发育,河网密布。景区气候呈现出冷暖交替变化,边坡植物应选择冷暖季混合型植物,同时点播豆科植物,使边坡四季常青。
1.3景区植物类型
据现有资料统计,公园内有维管束植物190科2500余种。植被类型包含了植被型Ⅰ-Ⅺ内的多种植被;境内的木本植物资源主要是乔木、灌木、木质藤本和竹类4类,优势树种有栎类、桦木、华山松、杉木、马尾松、冷杉等,珍稀保护树种有:银杏、水杉、红豆杉、南方红豆杉、巴山水青冈等共55种;公园草本植物资源丰富,草甸植被主要是禾本科植物,占总草量的32%;豆科植物占15%;菊科植物占10%;此外还有莎草科、蓼科、蕨科、车前科等植物及灌丛。由于公园植物物种丰富,包含了多种边坡防护常用的植物,且有大量珍稀植物,所以边坡植物的选择应采取以乡土植物为主,外来植物相结合的方式,尽量少改变公路沿线的植被环境,同时减少由外来植物对乡土植物的侵害。
2.九重山公园景区公路边坡植物综合防护植物选配原则
2.1景观协调性原则
景区公路边坡植物是景区旅游资源的一部分,其自身除了要具有较好、稳定的边坡防护效果、长期的水土保持等功能外,还应满足景观的观赏性、协调性要求。九重山公园相对高差有1700多米,植物群落的分布呈梯度变化,植物风光也有层次变化,所以不同海拔位置的公路边坡应选择能适应相应小气候、相应植物风光的植物,让其能和谐融入到九重山景区的大环境中,成为景区旅游观赏资源的一部分。
2.2乡土植物优先并结合外来植物的原则
公园内的“乔、灌、草、藤”等植物资源丰富,多种植物能是边坡植物防护中常用的物种,如马尾松、狗牙根、马桑、火棘、杜鹃等,这些植物对景区的气候环境适应性强,抗逆性强,选择培育条件已经成熟的乡土植物,能减少引进外来植物带来的工程成本,降低工程造价;但另一方面,乡土植物并不能满足景区内各种条件的公路边坡,就需要引进少数外来植物来加以弥补。
2.3互生互存原则
由于多数边坡为土石混合、石质陡边坡,边坡立地条件不能满足大多数乡土植物生长要求,边坡植物需要采取特殊的建植技术才能良好生长,景区内的乡土植物无法全部满足,需要引进外来植种,乡土植物与外来植物应合理结合,共生共存,不但能减少工程成本,还能有效的保护境内的乡土植物与珍稀植物。
2.4生物多样性原则
单一的植物群形成的生态系统较为简单,生态稳定性差,只有多样性的防护植物相结合,才能形成复杂的生态群落,提高该生态系统的抗干扰能力,降低维护成本。所以景区公路边坡植物应建立“木、灌、草、藤”“高、中、低”相结合的绿化模式,提高边坡单位面积的绿化度,提高群落生产力和生态效益。
3.九重山公园景区公路边坡植物筛选
基于以上选配原则,结合重庆地区公路边坡绿化案例工程,分别筛选出观赏性强、美观、适应性强的“木、灌、草、藤”科类的植物,具体分析结果如下表
植物科 推选植物 特点
乔 1.马尾松 2.香樟
3.桤木 4.刺槐 远期观赏性强、根系发达、固土深度深,但不宜种植于高、陡边坡
灌 1.杜鹃 2.蔷薇
3.山柳 4月季
5.马桑 6.火棘 覆盖度大、景观价值高、初期植被均匀整齐、耐贫瘠、对土壤的要求也不高、根系深、生长周期长,与草本植物结合防护效果好
草 1.暖季型:狗牙根、野、城口风毛菊、狗尾草
2. 冷季型:高羊茅、无芒雀麦、白茅、早熟禾 引种快、对土壤要求不高、投资少、建植快、见效快、适应性强、冷暖季混合、边坡四季常青
藤 1.爬山虎 2.野葛
3.油麻藤 美观、生长快、抗逆性强、扩张性强、根系发达、垂直绿化效果好
4.九重山公园景区公路植物组合
通过研究西南地区公路边坡常用植物组合,结合以上筛选结果,本文从防护坡效果、观赏性、植物适应性、人工栽植情况、植物间的生物学关系、养护管理等方面入手,总结出几种适合九重山公路边坡防护的植物配置模式:
1、坡面草坪:狗牙根+草地早熟禾+高羊茅;
2、坡面灌、草组合:杜鹃(或蔷薇、月季、火棘之一)+狗牙根+冷季型草;
3、藤本植物护坡:爬山虎或油麻藤;
4、路基边乔木选择:马尾松、刺槐、桤木;
九重山景区公路相对高差1700多米,边坡类型、所处的小气候形式多样,所以边坡植物的组合配置模式及植物配方,应根据边坡的坡率、坡高、边坡类型及边坡所处的小气候环境等条件综合考虑,并通过建设前期的实验论证,制定各路段边坡的植物组合配置模式。
5.结论及建议
九重山景区旅游公路的建设,会对景区沿线自然风光、植物生态环境、生态系统产生极大的影响,植物边坡综合防护技术的应用将极大的改善公路沿线的自然风光的观赏性,提高公路边坡、弃渣场、取土场的绿化程度,提高开挖面、填筑面的水土保持功效。公路建设前期,应尽量修建植物边坡防护实验路段,结合实验效果,选择合理的防护植物及植物组合配置模式,同时加强公路建成后边坡的日常养护管理,对于降低工程造价、养护成本、提升景区公路观赏性及发挥植物边坡防护的长期效益具有深远意义。
参考文献
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【2】边坡绿化与生态防护技术,北京:中国林业出版社,2009
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
随着公路等级的不断提高,公路边坡防护日益受到重视。为了在公路交通建设中应用可持续发展战略,在保障公路畅通的同时,应灵活采用不同的边坡防护形式,延长公路的使用寿命,恢复因修建公路破坏的生态平衡,对公路边坡的作用应正确认识、正确治理,把边坡失稳造成的危害降低到最低限度。
二.公路边坡治理原则分析
1.在公路边坡治理过程中 ,要坚持从工程地段的地质地貌条件出发,加强对滑坡做出科学合理的定性评价,在此过程中,再辅之以定量评价。
2.要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡治理过程中,要从本地的地形地貌地质条件作以科学的分析,并对各种地质地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以让工程治理更为稳定,且一定程度上减低了工程的成本。
3.在进行边坡治理过程中,要确保工程的安全性,实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件,地下水位等多方面的条件下,做出科学合理的设计,并严格计算整个工程的安全系数。
4.不同地质条件下的设计原则分析
在进行边坡防治过程中,如果遇到一些性质十分复杂的很大规模的滑坡,一般情况下,要尽力的避开,或者是绕道。如果无法避开时候,要在综合考虑滑坡规模,治理费用等多方面的因素的基础上,做出科学合理的设计,优化设计方案。
如果是一些滑坡速度相对而言比较缓慢的滑坡,要坚持从全局出发,做出全面的防治规划,要对每期工程的治理效果都做出观测,针对其中存在的不足和缺陷采取有效的治理改进措施。针对一些滑动速度迅猛的滑坡,要启动紧急治理方案,进行迅速有效的治理。如果是一些中小型的滑坡,在治理过程中,无需避开或者是绕道,一般而言,要结合滑坡的具体情况和工程施工的方案设计,对路线位置稍微的做出合理的调整,如此,可以达到施工治理简单,经济方便的目的。
整治滑坡之前,一般应先做好临时排水系统,以减缓滑坡的发展,然后针对引起滑坡滑动的主要因素,采取相应的治理措施,但通常单一的防治措施很难达到预期效果。公路深路堑边坡的理治一般通过加强锚固、设置支挡、加强坡面排水等方面进行治理设计,可以得到显著的效果。
一般来说重点做坡脚加固,强化腰部即边坡中部的岩体变化处,明显地质构造面等加固措施; 同时,防止坡面地表水冲刷路基边坡,渗入边坡土体,使边坡体 C、Φ 值降低,加大土体自重,增加下滑力; 再者,若地坡体有地下水、裂隙水渗出也将对边坡稳定产生一定影响。
三.公路边坡治理技术分析
1.植物防护措施
植物防护以成活的植物作为路基防护的材料,通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用,在拟保护的路基部位,形成有生命的保护层;是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式,利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素,选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。
2.挡土墙与抗滑桩
挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。在公路工程中,可用以支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、防止水流冲刷路基,同时也常被用于处理路基边坡滑坡崩坍等路基病害。
抗滑桩是整个边坡治理过程中最为常见,也是最为有效,最为经济的边坡治理工程构筑方法之一。在笔者多年的公路施工和养护经验过程中发现,抗滑桩多是依靠锚固在边坡滑床上的桩型构筑物,在特定的情况下,当受到外力的时候,桩前土会对滑坡下滑力产生抗力,如此,可以很大程度的阻止整个滑坡的下滑。由于其操作简单,施工方便,经济合理,因而在边坡治理过程中得到了广泛的应用。
3.地表排水
(一)边沟: 设置在挖方路基的路肩外测,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
(二)排水沟: 用以引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。
(三)跌水与急流槽: 设置于需要排水、高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消减水的能量。急流槽多用于涵洞的进出水口,或在特殊情况下,截水沟流向边沟的地段。
(四)截水沟设计
①截水沟设置的目的
当路基挖方上侧山坡汇水面积较大时,应设置截水沟; 截水沟应能保证迅速排除地面水,沟底纵坡一般不应小于 0.5%,以免水流停滞。对土质地段的截水沟,必要时应采取加固措施,以免水流冲刷或渗漏; 截水沟应结合地形合理布置,直接舒顺。
②截水沟断面形式
截水沟断面一般为梯形,底宽不小于 0. 5m; 深度按设计流量确定,一般不应小于 0.5m; 边坡坡度视土质而定。
(五)排水沟加固
具体措施有: 土沟表面夯实、干砌片石加固、浆砌片石加固。
4. 地下排水
(一)渗沟: 渗沟对排水路基边坡下渗水、裂隙水具有显著效果,也可降低路基两侧的地下水位。
(二)支撑式渗沟: 支撑式渗沟主要设计在路基边坡体裂隙水发育明显,且出现多个渗出点,往往以带状、面状发育的坡面,由于其水丰富、分布分散,通过设置“Y”型支撑式渗沟,可有效收集边坡一定范围的渗水,并及时排出,对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用,从而保证边坡稳定。
(三)倾斜式排水管: 在多雨地区,往往边坡水在一定的深度内大范围分布,若不及时排水,长期储存在路基边坡体内,影响边坡体的岩、土强度,不利于边坡稳定,该情况下,可通过设置深层的带孔排水管,必要式可采用上下交错布设,可有克服支撑渗沟深度不足的缺点,将深层水排水。
(四)大孔径排水管( 沟) : 该种情况多用于泉眼式渗水,在多雨地区,部分泉眼雨季水量较大,采用倾斜式排水孔很难及时排除水流,往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管( 沟) 具有较为明显效果。
四.结束语
伴随着我国交通的迅速发展,覆盖全国的交通运输网络正逐渐形成,公路工程施工规模逐渐扩大,所面临的工程施工地质地貌等自然条件也更为复杂,在公路工程施工过程中,各种类型的公路边坡都逐渐出现,加强对边坡稳定性的定量定性分析,加强边坡的预防治理工作,已经是整个公路建设施工、养护中的重要环节,在整个交通网络建设中得到了更多的关注。因而,在进行公路工程施工管理过程中,要不断完善边坡稳定性分析方式,探究边坡防治的有效措施,通过分析各种类型的边坡产生的原因,采取有效的处理措施,不断采用先进技术和机械设备,预防不稳定边坡的出现,提高边坡的治理水平,保证整个公路建设的质量,促进我国公路建设的健康快速发展。
参考文献:
[1]王庆昌 刘莲馥 李相文 魏观亭 不同边坡加固与生态综合防护技术探讨 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2009年34期-2003年12期
1 概 述
岩土边坡工程改变了自然边坡现状,会对当地的生态环境造成不利影响,在环境保护要求严格的今天,边坡工程增加生态环境保护的内容是非常重要甚至是强制性的。其中边坡植被防护作为岩土工程生态环境保护的重要部分,在国内得到了广泛的应用,并取得了良好的效果,且开始逐渐取代传统的圬工护坡。边坡植被防护工程主要有以下几类技术:①阶梯植被;②框格植被;③穴播或沟播;④喷播植草;⑤植生带;⑥绿化网;⑦土工网垫等。
本文将结合三峡库区地质灾害治理工程的经验,重点论述喷播植草防护技术在库区地质灾害治理工程中的应用。
2 喷播植草防护技术的特点
喷播植草是利用液态播种原理,将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂和色素等按一定比例配水混合搅匀,通过机械加压后喷射到边坡坡面的防护技术。由于其施工简单、速度快,造价低且草籽成活率高,在国内外获得了广泛的应用。
3 喷播植草防护边坡的主要功能
喷播植草作为边坡防护措施,将极大地改善工程建设的生态环境,创造良好的经济、社会和环境效益。主要功能是对岩土边坡浅表层进行防护,通过对浅表层边坡的加固从而达到防止雨水冲刷、控制水土流失、保持边坡稳定的作用。
3.1 边坡加固作用
(1)深根的锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体填土,锚固到深处较稳定的土层上,能起到锚杆的作用。乔本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深处有明显的土壤加强作用。
(2)浅根的加筋作用。植物根系在土中错综盘结,使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料,稳定边坡表层土体,起到护坡的作用。
3.2 植被的水文效应
(1)降低坡体孔隙水压力。植物通过吸收和蒸发边坡土体内的水分,降低土体内的孔隙水压力,从而提高了土体的抗剪强度,有利于边坡土体稳定。
(2)控制土壤侵蚀、保持水土。降雨是坡面冲刷的重要原因,降雨时植草对边坡有明显的保护作用,能有效降低地表径流的流速,从而抑制面蚀及沟蚀,减小边坡土体的流失。
3.3 改善和美化环境
植草可使被破坏的环境逐步恢复,并能促进有机物的降解,净化空气;植草形成的绿化带,与周边环境更协调,与自然更接近,起到改善和美化环境的作用。
4 三峡库区地质灾害治理工程特点及要求
(1)三峡库区在蓄水及运行过程中水位变化频繁,水位变幅大;
(2)受当地地形地质条件限制,沿江地质灾害治理区域大多土质贫瘠,有机质含量低;
(3)采用喷播植草防护的边坡坡比为1∶2~1∶
3.5,坡度能满足喷播植草的要求,无需采用网垫等其他额外加固措施;
(4)施工工期短,时间要求严格;
(5)要求边坡尽快形成抗冲刷能力;
(6)工程位于城镇,对景观、绿化要求高;
(7)成坪后不需要专门的养护,形成稳定生物群落并自然生长;
(8)边坡面积较大,应尽量降低成本,节约投资。
5 符合库区灾害治理工程特点的喷播方案针对库区灾害治理工程特点及要求,采用了以下的喷播方案。
(1)选用在三峡库区能广泛生长的草种。采用豆科和乔本科草种混播,提高耐贫瘠能力。根据库区地质灾害治理工程的特点及当地的气候条件,采用以小冠花为主,以中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿等为辅的4种草种混播。
草种以小冠花为主是因为小冠花具有以下特点:①生长年限长,其寿命可达50 a以上;②根系发达,持久性强;③覆盖速度快,覆盖度大,每株当年覆盖面积平均0.7~0.9 m2;④绿色期长,枯草期短,在南方为四季常绿草种;⑤耐贫瘠、耐寒、耐高温、高抗病虫害;⑥水土保持效果显著;⑦对不同气候及土壤的适应性强。
由于小冠花耐水性较差,在水位变幅区降低小冠花草种的比例,相应增加其他辅助草种比例,以提高植草的耐水性。 转贴于
(2)增加黏合剂、木质纤维素、保水剂、复合肥等喷播材料用量,并覆盖无纺布,使草籽在喷播后立即在土壤表面形成较强的抗冲刷能力。三峡库区地质灾害治理工程较多采用土石方回填,边坡为碎石土质边坡,为确保草籽在初期能顺利成活并生长,增加了黏合剂、木质纤维素的用量以确保草籽在边坡上可稳定附着;增加保水剂、复合肥的用量以确保草籽在生长初期的养分及水分的充足供应。
(3)采用多草种混播,提高耐水性、增强抗病、抗虫害能力,有利于形成稳定的生物群落。
(4)在满足要求的前提下,优化配方,降低成本。
(5)在边坡满足喷播植草要求后立即施工,边坡清理与喷播植草同时进行,清理一块喷一块,力求在最短时间内完成,满足工期的要求。
6 喷播施工
6.1 施工所需设备、材料及人员组成
(1)喷播机:容器容量为50加仑;
(2)草籽:为中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿、小冠花4种混播;
(3)添加剂:黏合剂、饱水剂、木质纤维素、复合肥;
(4)无纺布;
(5)便携式汽油泵及连接汽油泵与喷播机容器的水管;
(6)施工人员组成:清理边坡2人,喷播技工4人。
6.2 喷播工序及技术要求
喷播工序为:清理并平整边坡混合草籽并喷播铺盖无纺布养护。其中清理并平整边坡、混合草籽并喷播、铺盖无纺布3道工序可同时交叉进行,以缩短工期。
各工序技术要求如下。
(1)清理并平整边坡。在防护范围内要清除杂物,并对边坡进行平整,使边坡达到喷播的要求。根据喷播机喷播面积对坡面进行划分并做好标记,防止混喷及漏喷。
(2)混合草籽并喷播。将草籽及添加剂按一定比例配置好,依次加入并混合搅拌30 min,然后均匀喷至坡面,为保证喷播均匀,在坡面上先喷2/3的混合液,余下部分重新加满水后复喷一次至附着均匀即可。
(3)铺盖无纺布。覆盖无纺布是对喷播植草的初期养护,在草籽未萌发前可起到防冲刷、保水、保温的作用。无纺布应采用铁丝或竹钉固定,四边用土压好,防止风吹开。
(4)养护。在草籽萌发前期,应根据土壤湿度的变化多浇水,保证种子萌发所需水分,在种子发芽后,根据发芽情况适当浇水至其自然生长,形成稳定的生物群落。至此,养护工作基本完成,只需定期清除杂草即可。
7 工程效果及经济、社会效益
(1)由于施工机械化程度高,边坡的喷播植草可迅速完成,从而大大降低成本,仅为圬工护坡的10%~20%。
(2)喷播植草所用附加材料大多数为易分解材料,对环境无污染;且植草边坡与周围环境相融合,能美化城镇景观。这是传统圬工护坡所不及的。
Abstract: Highway embankment is an important part of the road, and strengthen the work of the highway embankment slope protection to help extend the life of the highway and highway safety. This paper discusses the highway embankment slope failure modes and protective measures.
Keywords: embankment slope protection measures.
中图分类号: U416.1+4 文献标识码: A 文章编号:
一、边坡破坏的主要类型
笔者根据多年的工作经验,总结出我国高速公路路基的边坡破坏主要有以下几大类:公路上边坡破坏、公路下边坡破坏、冲刷破坏和边坡的崩塌。
1、公路上边坡破坏:我们一般将人工开挖的斜坡称为上边坡,其主要作用是维护边坡的稳定。但是在降雨、融雪、冻胀以及风化等外力作用下,也容易被破坏,主要破坏形式为冲刷、崩塌等。
2、公路下边坡破坏:路基下边坡一般为填土路堤受力稳定的路堤边坡的破坏,主要表现为边坡坡面及坡角的冲刷。坡面冲刷主要来自降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏;沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,可能出现冲毁路堤坡脚导致边坡破坏的现象。边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基密实度有关系。一般地,砂性土边坡较粘性土边坡更容易遭受坡而流水冲刷,密实度较好的边坡,比密实度较低的边坡耐冲刷。
3、冲刷破坏:一般较缓的土质边坡容易出现冲刷破坏,其原因是那些地方在大气降水的作用下,在沿坡径流方向会形成许多小冲沟,根据实际工作经验我们发现如果不及时的采取任何防护措施,冲刷性破坏有逐年扩大的趋势;而在边坡坡脚在冬季容易发生积雪的现象,造成坡脚湿软,强度降低,上部土体失去支撑,发生破坏;同时,高速行驶的汽车溅起的雨雪水,也冲刷坡脚。我们由此可以看出,边坡最薄弱的地方就是坡脚。
4、边坡的崩塌:一般分为三类:落石型、滑坡型、流动型,有时在一次崩塌中会同时具有这三种形式
( 1)落石型:一般指较陡的岩石边坡,在断层的下裂隙发育的岩石容易下落,被人为的破裂而分割成软弱的断块,这些裂面宽而平滑,有方向性。落石和岩石滑动易沿陡的裂而发生。裂隙张开程度用肉眼不一定就能识别,但能渗水,山于反眨冻融,长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大,由于降雨,裂缝中充满水,产生侧向静水压力作用,造成崩塌一般裂隙发育岩体,更易发生落石现象,此外硬岩下卧软弱层时,也会发生这种现象。此类破坏型式必须严格控制,崩塌滚落的岩石极易对行车构成威肋。
( 2)滑坡型崩塌:指岩层在外力作用下剪断,岩层间软岩发生顺层滑动,多发生于倾向于路基、层间有软弱夹层的岩体中,另外,当基岩上伏岩屑层、岩堆等松散的堆积物时,极易发生坍塌。
( 3)流动型崩塌:路基边坡在下雨时发生的崩塌主要为流动型,一些风化的散沉积土,多会受雨水的影响而产生流动型崩塌,流动型崩塌没有明显的剪切滑动面,从分析可知在边坡的防护设计工作中,既要做好坡面防护设计、排水防水设计、控制好水的问题,又要根据地质条件、岩体性质、岩层产状、边坡高度做好边坡坡面设计。
二、高速公路边坡破坏的主要原因
1、地表水和地下水的影响
地表水的下渗对高速公路的边坡有很大的影响,边坡土体的饱和增加了滑体的重量,降低了边坡岩土体的抗剪强度,最终导致滑坡地下水的存在,使边坡(岩)土体抗剪强度显著减小,同时地下水还能溶解土石中的易溶物质,改变了土石的成分,使土石发生变化,岩石和岩体结构受到破坏,发生崩解和泥化现象,从而使(岩)土体的抗剪强度降低,导致滑坡的形成。
2、地震、爆破对滑坡的影响
滑坡受地震的影响非常大,仔细分析不难发现,首先是地震的强烈作用使边坡(岩)土体的内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对边坡稳定很不利,另外,一次强烈地震的发生,往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜披土体就史容易发生变形,最后就往往会发展成滑坡。
三、高速公路路基边坡破坏防护的主要措施
为了降低降水、日照、气温、风力等自然力对坡面的破坏,因而在坡面地区要积极采取措施进行坡面防护。坡面防护的主要作用是保护路基边坡表面免受从而提高边坡的稳固性。我国的公路路边防护非常非常重视坡面防护。坡面防护主要包括植物防护和工程防护两个方面,当路基土石方施工时或完毕后,应及时进行路基边坡防护。施工必须适时,稳定,防止雨水、气温、风沙作用破坏边坡的坡面。
1、植物防护
我国高速公路边坡植物防护主要采用铺草皮,种草和植灌木形式,利用植被对边坡的覆盖作用,植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受大气降水和地表径流的冲刷。植物防护应充分考虑当地气候、土质、含水量等因素,选用易于成活,便于养护,经济效益高的植物类种,尤其是要保证成活率。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,根与根相连,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效的稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。
根据具体情况,采用平铺、叠铺或方格等形式。从坡脚向上铺钉,用尖木(竹)桩固于边坡上。种草防护,适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微的路基边坡上。草籽应均匀撒布在清理好的土质坡面上,同时做好浇水、养护管理。路堑较陡或较高时可通过实验,将草籽与含肥料的有机质泥浆喷射到坡面上。灌木(树木)防护,适用土边坡栽植。方法按设计要求,施工时应注意季节。树种应采用耐寒、耐旱,容易成活的树种。规范规定,高速公路、一级公路边坡上严禁种植乔木。
2、工程防护
工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。一般采用框格、抹面、捶面和喷桨、坡面护墙、护坡等框格防护用混凝土、浆砌片(块)石等材料,在边坡上形成骨架,提高边坡表面粗糙度系数,减缓了水流速度。根据美观需要,框格可做成各种造型:六角形混凝土块、浆砌片石拱形、浆切片石或预制块作成的麦穗形等。除对路基边坡有一定的防护作用外,还对路容有一定的美化效果。由于在边坡中镶槽镶进,有一定的施工难度。
特别要注意的是,在施工前,应将坡面上的杂质、浮土、松动石块及表层风化岩体等清除干净。抹面、捶面防护,由于使用年限短,现在的高速路很少使用。当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,既能起到防护作用又能起到绿化效果,可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护,适用于边坡易风化,裂隙和节理发育,坡面不完整的岩石边坡。其主要作用是封闭边坡岩石裂隙,阻止大气降水和坡面流水侵入,从而阻止裂隙中侧向水压,防止边坡继续风化,保护边坡不发生坍塌。
在我国山区高等级公路防护中,大多数采取护面墙的形式。根据边坡高度,岩石风化程度以及岩体的地质特性,采取半防护和全防护形式。在半防护措施中,有时采用坡脚护面墙。因为自然降水从坡顶沿坡面下流,流至坡脚时,速度最大,也是冲刷最严重的。因此,在坡脚处设置护面墙是最起码的防护措施。同时我国山区高速公路目前常用的路基边坡防护措施还有护坡防护的形式。稳定边坡上铺砌(浆砌或干)片石、块石或混凝土预制块等材料,用来将坡面流地表径流对边坡冲刷的影响降到最低。冲刷轻微时,软土基上的土质路堤防护,无水流冲刷影响时,可采用干砌片石坡,用以降低地基不均匀沉降对路基变形的影响。
结语
高速公路路基边坡的维护和防治是一项系统的工程,任重而道远。路基边坡的质量直接关系着高速公路的质量和行车安全。我们必须加强高速公路路基边坡的维护管理工作,切实维护人们的生命财产安全。
参考文献
[1]公路路基边坡破坏形式及防护措施 - 科海故事博览·科技探索 - 2010(7)
中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0014-02
边坡防护形式与边坡稳定状况、破坏类型及规模、工程经济、环境保护、施工方案、工后维护等多种要素密切相关。在工程应用上,如何把那些成熟的经验准则予以定量化,或者转换为半定性半定量的防护决策模型,具有现实的工程指导意义。
一、工程概况
公路穿越山区地段,地层复杂多变,地质构造复杂。大量开凿石山削坡,形成众多人工边坡。其中K861+800~K862+020、K921+460~K921+660等处上边坡因开凿爆破和风化以及强降雨作用,部分边坡坡面及坡眉线附近常有岩块崩落,严重影响高速公路安全和行车安全,需及时防护,以确保安全。现分述如下:
1.K861+970~+990右上边坡:该边坡下部采取了浆砌片石加固防护措施,但上部仍有风化碎块分布,现部分已经松动甚至掉落,威胁到下方公路安全。
2.K921+460~+660左上边坡:该边坡下部已做浆砌片石加固防护处理,上部岩石节理裂隙发育,在长期风化及强降雨作用下,边坡有崩塌落石发生。
3.K926+680~+722右上边坡:该边坡为土石混合边坡,在长期风化及强降雨作用下,边坡岩土体发生崩落,具有继续发展潜势。
二、边坡防护决策
边坡防护与边坡类型密切相关。边坡分类方法很多,按照边坡物质组成类型,公路边坡可分为岩质边坡、土质边坡和复合边坡等三种。其中,岩质边坡根据其完整性和结构效应,一般可分为完整岩石边坡、破碎岩质边坡和受优势结构面控制的岩体边坡等三类,优势结构面控制岩质边坡稳定性;土质边坡按照土层均匀性和宏观结构面发育特征,大致也可分为纯土质(均质土坡、非均质土坡)和类土质边坡等两类,其中类土质边坡是一种受宏观结构特征控制的非均质土坡,在公路工程中,类土质边坡包括残坡积土质边坡、风化土边坡、崩塌(滑)堆积土边坡和复杂结构土质边坡等,其破坏模式既有土坡特征,又与岩质相似,受宏观结构面工程性状的控制影响。复合边坡是公路工程最为常见的边坡,其坡表通常为土质边坡,下部坡体为岩质结构,具有多种复合破坏模式。
三、加固防护设计方案
都安至南宁高速公路穿越山区地段,地层复杂多变,地质构造复杂。大量开凿石山削坡,形成众多人工边坡。其中K861+800~K862+020、K921+460~K921+660等十一处上边坡因开凿爆破和风化以及强降雨作用,部分边坡坡面及坡眉线附近常有岩块崩落,严重影响高速公路安全和行车安全,需及时防护,以确保安全。
根据上述边坡的危害性调查,为防止边坡土体及危岩崩落,经分析计算,采用锚喷、挂尼龙网喷射砼的加固防护方案,各边坡加固防护方案见表1:
四、防护加固技术要求
(一)锚杆施工要求
1.先清理坡面危岩、松动石、浮土等。用凿岩钻机或锚杆钻机在先定出孔位处采用干作业法成孔,孔深按设计要求,且穿越破碎岩石和不稳定层,进入稳定岩层。孔位及孔深变更需经监理工程师同意签字确认。
2.灌注水泥(砂)浆:注浆出浆口应插入距孔底100~300mm处,浆液自下向上连续灌注,且确保孔内顺利排水、排气且浆液应足够。注浆材料应按设计要求确定,宜选用灰砂比1∶0.5~1∶1的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆。浆液应搅拌均匀并在初凝前用完。
3.锚杆体制作、存储按设计要求,制作前钢筋应平直、除油和防锈。
(二)喷射混凝土施工要求
1.采用干法喷射混凝土,其水泥、砂、石重量比宜为1.0∶4.0~1.0∶4.5;水灰比宜为0.4~0.45。干混合料宜随伴随用,无速凝剂掺入混合料时,存放时间不超2小时,掺速凝剂后,存放时间不超过20min。
2.喷射混凝土前应做好准备工作。喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序自下而上,也可依实际情况酌情调整。
3.喷混凝土一次喷射厚度,不掺速凝剂时为30~70mm,掺速凝剂时为50~100mm。
4.经分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若超过终凝1小时后喷射,应先用风、水清洗喷层表面。
5.喷射混凝土后应养护,喷射砼终凝2小时,应喷水养护,养护时间一般不少于7d,遇雨天可适应减少喷水养护次数。
(三)浆砌石防护
本工程仅局部浆砌石防护,按浆砌石工程要求进行。
(四)挂尼龙网喷射砼防护
坡面相对平整且岩石较完整的边坡采用该防护方案。首先清除坡面危岩、松动石及浮土,然后挂ML-1.86×6尼龙网,并采用φ10 mm,L=12cm的钢筋按1.0×1.0m固定,入坡面深度0.1m,然后喷射C20细石砼,厚度5cm。挂网及喷射砼范围应超出坡眉线不少于1.0m。图1给出了采用挂网喷射砼防护的K868+500下行线边坡防护断面图。
五、质量要求及验收
1.为控制工程质量,应加强施工质量管理与检查。对主要原材料进行取样和试验,进行施工检查和工程验收。
2.钢筋、水泥和砂子等按相关要求进行检验。
3.施工中应对锚杆位置、孔径、孔深和角度,锚杆长度和杆体插入长度进行检查。对浆液配合比、压力、注浆量等进行检查。对挂网顺直、搭接、固定等进行检查。
4.宜根据喷射混凝土现场,每个施工段或每喷射50~100m3应制取1组样进行评价其均匀性和平均抗压强度。评价标准见《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)。
5.质量检验要求。(1)所有本工程使用原材料满足规范及设计要求。(2)锚孔位置、深度、角度;挂网范围、面积;喷砼范围、厚度等施工检查结果满足要求。(3)防护后,在其防护范围内无岩块崩落至路面及边沟。喷射混凝土后养护满足要求。
6、工程竣工后,应按设计要求和质量合格条件下进行工程验收,并按要求提供相关资料。
六、结语
为保证施工正常进行,控制工程质量,应加强施工质量管理与检查。对主要原材料进行取样和试验,进行施工检查和工程验收;钢筋、水泥和砂子等按相关要求进行检验;施工中应对锚杆位置、孔径、孔深和角度,锚杆长度和杆体插入长度进行检查。对浆液配合比、压力、注浆量等进行检查。对挂网顺直、搭接、固定等进行检查。锚孔位置、深度、角度;挂网范围、面积;喷砼范围、厚度等施工检查结果满足要求。
防护后,在其防护范围内无岩块崩落至路面及边沟。喷射混凝土后养护满足要求。工程竣工后,应按设计要求和质量合格条件下进行工程验收,并按要求提供相关资料。
参考文献
[1]SarmaS.K,Stability Analysis of Embankment And slopes [J].Geotechnique,1973,23(3).
关键词:
客土喷植生态建设原理优势施工程序
中图分类号:U213.1+3文献标识码: A 文章编号:
论文主体:
近年来,随着国家可持续发展的推行,水利建设项目更加重视工程建设与生态建设的结合,在中小河流综合治理等项目当中更是大力推行生态建设方案为主流设计方案,由此也可发现国家对生态建设技术的重视与推广。在公路专业设计当中,已有许多区域改变了传统的公路边坡防护方式,放弃了单一的混凝土贴坡、浆砌片石、挂网喷锚等工程防护措施,而改用挂网客土喷植、三维网植草等技术来对边坡进行防护,客土喷植这一技术不止能在公路建设当中进行使用,在水利建设项目当中有许多边坡的防护也非常需要利用这一技术,例如防洪堤防护及许多工程中出现的高陡边坡防护,下面就粗浅的介绍一下挂网客土喷植技术在边坡防护当中的优势与施工要点。
一、挂网客土喷植技术的原理
客土喷播中的客土就是指非当地原生的、由别处移来用于置换原生土的外地土壤,通常是指质地好的壤土(沙壤土)或人工土壤,工程使用的客土添加了纤维、侵蚀防止剂、长效缓释性肥料和种子等添加物,添加物质按一定比例配合后后,用团粒剂使客土混合物形成团粒化结构,从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀,牢固透气,与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构,加入专用设备中充分混合搅拌后,通过空气压缩机压缩空气喷射到坡面上形成所需要的生育基础及植物层。对裂隙发育的硬岩坡面、软岩坡面、砂地、贫瘠地、酸性及碱性土壤等植物生长困难地区,客土喷播技术可以重新使边坡尽快恢复植物生长的可能,从而形成耐侵蚀性的绿化边坡。
二、挂网客土喷植技术优势
现有水利建设项目当中,遇到边坡防护项目,土质边坡多以削坡后进行浆砌片石护坡后勾缝或者直接进行混凝土贴坡防护,硬质边坡或风化边坡则采用打锚筋后喷混凝土方案进行防护,两种方法均为传统防护形式、硬性防护措施、安全可靠、施工工艺简单,但成本核算高,不利于景观、对生态植被造成永久破坏,地下水无法渗出会导致边坡稳定性得不到保证。而生态护坡技术通过一系列的技术建设,可对边坡起到稳固的防护作用,同时也结合了生态技术,建设完成数月后即可有植物生长,在保证结构稳定的情况下更添加了观赏性。
综合投资、防护效果、生态景观等因素,提出以下的常见护坡方案比选。
表5.3-1护坡方案比选表
综合上表可见客土喷植技术在使用范围及投资上均有较大优势,在建设中客土喷植技术的优势还体现在:
应用客土喷播技术,防护绿化工程水土保持好、经济性好、使用寿命长、机械化程度高、施工干扰小、 美观自然且不需要养护。
(1)喷播设备性能优良,使岩石坡面不具备植物生长条件的高大边坡完全可以实现绿化。由于客土的应用,为灌木和树木的根系提供了良好的生长基础,能够实现草、灌、乔合理的植物群落配比,达到建成后路域植被与自然植被融为一体的效果
(2)植物生长状态良好且可持续发展性良好,可与工程防护方法结合应用。在边坡陡急、基岩不稳定的条件下,可先使用格子梁及喷锚方法使边坡稳定,再使用本方法进行绿化。
(3)抗雨水侵蚀性强。由于生长基础混合料中有粘合剂,且通过空压喷付于坡面,形成具有一定强度及厚度的面层结构。加之植物发芽及初期生长快,很快将表面覆盖,能在短期内发挥植物的防雨水侵蚀效果。
(4)经济美观。与护面墙、挂网喷浆相比较,有明显的经济效益和美观性,单价不到普通25—30 cm厚浆砌片石护面墙单价的一半,具有明显的经济可行性。
三、客土植草技术的施工程序
客土植草技术施工断面图
1、清理整平坡面
在路基边坡按设计的坡率、坡高、平整度修整坡面,人工清理坡面浮石、浮土等,并且做到处理后的坡面斜率一致、平整,无大的突出石块与其他杂物存在,对于光滑岩石要采取挖凿横向平行沟等措施进行加糙处理,以免基材下滑,使其有利于基材和岩石表面的自然结合。
2、安装锚杆
锚杆长度取1.5 ~2.5m,采用直径为φ16-22mm的螺纹钢,锚杆与坡面成90°角布置。安装锚杆时,先放样,锚杆交错排列,横向间距1.5-2m ,纵向间距1.5-2m,然后用风钻或电钻进行钻孔,钻头的直径大小一般为φ38 mm ,钻孔深度与锚杆长度相同。打孔完毕,便可进行锚杆的固定工作。将锚杆插入孔内,杆头伸出坡面6~8cm,以方便挂网,然后用水泥砂浆将锚杆孔内腔灌满填实。
3、安装植生带
在铁丝网底下,纵向间距1m,横向布置1条植生带,植生带由土工布、木糠、细沙组成。主要起到蓄水和导水的功效,缓解岩石边坡在干旱时草坪生长的缺水问题,植生带用φ2.2 mm的铁丝固定。
4、固定铁丝网
将铁丝网从坡顶沿坡面顺势铺下,铁丝网应伸出坡顶50 cm 。铺设时网应拉紧,铺平顺后,将网挂在锚杆上,用连接件或铁丝锁紧,并根据需要在锚杆中采用不同厚度的混凝土垫块,以使铁丝网与坡面保持3~5cm的距离,网与网之间的搭接宽度为15cm。 完成网与锚杆的连接工作后,要严格检查铁丝网与锚杆连接的牢固性,确保网与坡面形成稳固的整体。
5、喷射有机基材
有机基材是由土壤、水泥、保水材料、有机质和肥料等组成,其中土壤、保水材料及有机质须经过筛选,筛网孔目尺寸为18~20 mm ,准备工作就绪后,利用喷射机将混合均匀的有机基材喷布于坡面,喷射的平均厚度为8~10 cm ,其中铁丝网之上要保证有3~5 cm厚的基材。根据边坡的岩性酌情调整喷射厚度,以保证有机基材能提供草坪生长所需足够的养分及水分。
6、喷播草籽
基材喷射完成后,待其自然风干4~12 h,才可进行面层的草籽喷播工作。 喷播草籽采用液压喷播技术,将附有促进种子萌发、小苗生长的种子附着剂(也称土壤改良剂) ,纸浆纤维、肥料、草种等,混合置于喷播机内经过机械充分搅拌,形成均匀的混合液,进而通过高压泵,将混合液高速、均匀地喷布于已经处理好的坡面上。
7、覆盖无纺布
喷播完成后,在其表面层覆盖无纺布,减少因强降水造成的对种子的冲刷,同时也减少边坡表面水分的蒸发,从而进一步改善种子的发芽、生长环境。
四、结语
挂网客土喷植技术是目前采用的新型生态边坡防护技术之一,该技术能够摆脱传统施工技术,避免建设项目后对生态植被造成永久破坏,在技术在防洪堤常水位以上,河道整治常水位以上及其他水利项目高陡边坡防护部分可起到良好的加固及美化作用,目前国内已有非常多的项目已进行了应用,并经过了多年的考验,植物生长大多良好,犹如一幅绿色地毯,希望该技术可在建设项目中大力推广,促进生态建设的发展。
【参考文献】
在我国经济快速发展的带动下,对道路的需求量也在不断地提高,每年都有大量的新建、改建、扩建项目开工建设,而山区道路就是其中的一部分。山区道路的建设使原地面的地表植被受到严重破坏,不可避免地在道路两侧形成了大量的坡面。如果道路正适逢通过坡度较大或构造不良的地带,还有可能造成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,对道路使用者的安全构成很大的威胁。因此,在山区道路工程施工中,坡面的防护和加固,是保证道路安全、稳定不可或缺的工程技术措施。大量的工程经验说明,在道路建设中,必须实行行之有效的防护工程,这一点对于提高道路工程质量,确保工程投资取得必要的收益和延长道路的使用年限都具有重要的意义。
一、道路坡面防护简介
道路的坡面也叫边坡,坡面防护主要就是通过一定的技术措施来保护路基边坡表面,使其在非正常天气的情况下,减缓温度及湿度变化的影响,如在雨天让路基边坡免受雨水冲刷,有效防止和减少不良岩土表面的风化、剥落等,常用的坡面防护设施有植物防护和工程防护。目前,我国大部分道边坡的防护还基本上采用“工程措施为主、植物措施为辅”的工程技术,但随着人们对美的要求的提高,对周围环境也产生了较高的要求,且人们对保护环境的重要性的认识,这种工程技术的适用范围和适用度正在逐步缩小。因此,在一定的层面上来讲,有“生命”的植物防护在维持路基边坡稳定、提高路基强度和改善道路环境方面,要优于无机物的工程防护。
(一)植物防护
植物保护也称为生态防护,是指在边坡上种植草丛或灌木或两者兼有,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固结边坡土壤以有效减轻冲刷,从而达到保护边坡的目的,同时也起到美化路容的效果。
1.植物防护的优缺点.在以往的工程施工中,植物防护一直是做为工程防护的辅助措施,但在近年的工程实践中,植物防护措施以其明显的景观、生态优势,应用程度远远多于工程防护。合理的植物防护能防治边坡水土流失、坡面失稳、塌陷或者滑坡等常见的路基病害。通过植被恢复来利用植物护坡功能来进一步稳固土体,同时植物根系起到加筋作用,防治坡面的破坏。采用植物方式进行边坡防护,由于材料成本的低廉,且使用年限会远高于工程防护,一般工程成本都会低于同样防护效果的相应工程防护措施的成本。这种良好的边坡植物系统,不仅是营造出景色宜人的路容路貌,并且可以产生可观的生态效益,大量的植物可以涵养水源,减少水土流失的发生等。在公路工程施工中,当植物防护建成后,只要经过一定时间的维护与保养,这些植被系统就会进入相对稳定的平衡状态,持续发挥起防护作用。在一般情况下,并不需要特殊的养护,后期投放的资金要远远小于工程防护,大大降低了工程造价。但植物防护也有一定的局限性,如果不能及时合理地栽植植被,就会影响边坡的稳定性,而且植物防护由于植被的生长需要一段时间,致使植物防护的见效性慢。
2.植物防护的类型。植物防护的方法主要有种草、铺草皮和植树。这几种类型可以同时选取,但要注意的是公路边坡植物防护的主要目的是提高路基的稳定性,其次是美化道路沿线景观环境。因此,要求植物防护选择的植物根系一定要深,能快速覆盖地表,尽快达到防护效果。
(二)工程防护
工程防护是一种传统的防护措施,在我国公路建设中已被成熟应用多年。这种防护主是针对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡或风化严重、节理发育的岩石路基边坡,以及碎(砾)石土的挖方边坡等或者是为了就地取材,降低工程成本时采用的。通常采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护。
1.工程防护的优缺点。工程防护技术初期防护效果好,修建后见效快,作用也非常显著,经过多年的施工已逐步形成针对不同条件下的较成熟的设计、施工、维护技术措施。由于工程防护所用原材料比较容易取得,且可以提前预制,因此在施工中具有进度快、工期短的优点。但工程防护对自然环境破坏程度较大,生态环境效益极差,在路基施工中已经损坏的自然植被无法快速得到恢复。公路修建之处,只见黑、白两色,周围环境单调乏味,易对在公路行驶的人员造成视觉上的疲劳和厌倦的情绪,给公路行驶带来安全隐患。而且工程防护工程施工结束后,随着时间的推移,不论采用何种材料施工的防护措施,都将面临着老化、破坏的风险,这势必会带来十分巨大的后期维护费用。
2.工程防护的类型。工程防护的类型有主要有砂浆抹面、勾缝或喷涂以及石砌护坡或护面墙等。这几种防护要分不同情况具体选择使用。当坡面比较完整、尚未有大范围剥落的坡面,一般可选用抹面防护。如果路基材料是易风化而边坡坡面是不平整的岩石挖方边坡,可选用喷浆防护,此种防护施工简便、效果较好。但由于水泥用量较大,会加大工程造价,重点工程可选用。这两种方法在坡面防护时着色或修饰,有助于改善道路景观。当坡面为比较坚硬的岩石坡面,以防止有水渗入缝隙给路基带来的损害,可采取勾缝与灌浆。上述几种防护针对的都是没有大的河流经过的路基,当路基和大的河流交汇时,为防止地面水流或河水冲刷边坡一般应设置干砌片石护面。护面墙是一种造价比较高的坡面防护措施,防护效果较好,设计、施工都较复杂,应该根据边坡地质条件合理选用。
二、针对山区道路坡面防护的几点想法
1.由于山区道路地形复杂,高填方、高挖方现象是非常的普遍,对这种坡面防护就需要采用植物防护和工程防护相互结合的方法,已达到最好的防护效果。
2.在采用植物防护的时候,在草种和树种方面应逐渐走本地化道路,这样才能使植物更能适应当地气候,更能与自然融为一体。多采用草种和小灌木树种进行混播,通过植草提供的初期植被,通过灌木生长来提供长期植被,从而达到“还林于山”的目的。只有这样,才能使植物防护的成本真正降低下来,走一条“低投入低养护”的路。
3.在采用工程防护的时候,尽量采用山区自有石材,以降低工程成本;坡顶采用浆砌防洪沟,以阻挡山体雨水对坡面的冲刷;坡脚采用小挡墙,以减少对自然山体的破坏,防止滑坡等自然灾害的产生。
参考文献
论文摘要:本文从设计及施工的角度,对如何保证高速公路路基施工质量提出了若干的想法与建议,以便日后在进行路基工程的施工控制时能起到参考借鉴的目的。
凡是从事公路建设的技术人员都知道,路基工程在每一条公路建设中所扮演的重要角色。一条新建道路,如果路基质量在建设过程中得不到充分保障,在质量方面存在潜在隐患,那么,其后续施工如路面工程、防护工程等部位再怎么牢固,怎么坚硬,也始终无法得到根本的保障。对此,路基工程,是公路工程所有组成部分中尤为重要的一个施工部位,在施工过程中我们必须采取一系列科学措施来确保其质量,特别是在当今高速公路“高质量、高标准、高要求”的建设年代,我们更应该慎之又慎,更好地确保路基质量。为了能确保路基施工质量,使之能符合设计及规范技术要求,较好地满足设计功能,我们必须对其进行合理的设计,根据不同的地质条件、建设要求进行合理地设计,并严格地按照施工规范付之实施,才能使建设质量得到充分的保障。下面,就让我们从设计及施工等方面来了解一下路基一般有哪些常见的质量保证措施。
1设计过程的技术措施
1.1做好地质勘探调查对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细探查,尤其要对特殊路基段提供详细的设计资料,地表不良路段,设计可考虑换土或掺白灰、水泥及铺设土工布等措施。
1.2确保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性,按照路基设计规范要求,根据土基干湿类型及毛细水位高度,确保路基最小填筑高度,当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时,则应采取相应的处治措施,如:换填砂砾、石渣等透水性材料设置隔离层或修筑地下渗透沟等以避免地面积水和地下水浸入路基,影响路基工作区内的土基强度与稳定性。土质挖方路基,须换填不少于60cm砂砾,石质挖方路基,须设置30cm砂砾垫层,横向排水不畅路段要加设盲沟。
1.3明确路基填料质量标准要求在各级公路工程施工图设计中,必须明确不同填高内路基填料的CBR值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路堤底部。
1.4完善路基综合排水设计县级以上公路工程设计中,必须遵循因地制宜,整体规划,综合考虑的原则进行路基纵、横向排水设计,避免造成路基两侧长期积水浸泡路基,使路基承载力下降面发生沉降变形。在村屯路段必须设置排水边沟,平坡路段边沟须设有纵坡,确保排水通畅。高填方路段采用集中排水措施,并与警示桩、防撞墙统筹考虑,要求在每20-40m及主要变坡点处设置简易或永久性泄水槽。挖方段根据上边坡的汇水而积来设计截水沟,并考虑边坡土质和边坡,设置挡墙防止塌方,路基较低路段可以采取加设砂砾层及渗水盲沟,并加大、加深边沟等排水措施。
1.5确保路基边坡稳定性高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等规范确定,高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时,可考虑在边坡中部加置边坡平台。
1.6积极采用路基综合防护形式积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式,在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎(砾)石土的挖方边坡以及受水流侵蚀,植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施,沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。
2施工过程的技术措施
2.1做好施工组织设计,合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,对高填方段应优先安排施工,在施工中以施工组织设计为龙头,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证高填方路基施工质量的重要环节。
2.2做好施工前的准备工作,开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况,对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误及时上报业主,妥善处理。
2.3认真清除地表土不良土质,加强地基压实处理,地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,同时应加大地表的压实密度,采用大吨位振动压路机处置。
2.4填筑路基前,首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督;其次,要严格选取路基填料用土。路基填料确定前,需进行土质分析、CBR值、标准击实等试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和CBR值、最大粒径不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑;再则,路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求,路基坡角范围内,要求清除杂草、树根、淤泥等,并进行整形碾压,压实度须达到规范要求。旧路加宽、半填半挖段做好宽度不小6m的向内倾斜的台阶。
2.5填石路基与鸡爪形地段路基施工,可利用重型夯实设备进行强夯处理,或将土工隔栅(土布)水平分层布置在填石路堤内,防止或减缓细料在填料空隙中的流动。
2.6路基施工必须分层填筑,分层碾压,严禁路改工程中滚填,一般路段压实度不得大于30cm,构造物两侧(桥涵头处理)松铺厚度不得大于20cm,不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工,压实度检测每层1000m2(不足1000m2按1000m2计)不少于2点。根据不同填土类型和压实厚度,选择好压实设备,对于砂砾土振动压路机具有滚压和振动双重作用,效果较好。
2.7路堑施工要保证排水畅通,对上坡施工时,应注意确保坡体的稳定性,避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳,机械开挖时,边坡应配以平地机或人工修整。路床顶面如有超挖,应清除松方并采用透水性材料进行回填,并认真碾压,压实度按路床项目标准进行控制。
2.8路基施工中,按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时排出。
2.9路基土石方施工时或完工后,应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。防护工程的砂浆、混凝土,应采用机械拌和,随拌随用,并注重做好养生。
结束语
如上所述,我们不难看出,关系路基质量的好与坏,不外乎两个方面。一个是设计阶段的设计质量,而另一个,则是能将设计上的预想方案为实体的施工阶段,这两个环节,是一前一后,一唱一和,紧密相连的。如果只靠一套完整周密的设计方案,而在施工过程对一些质量指标不加以控制,不按图索骥,那么,确保路基质量到头来也只能是一句空话。对此,施工过程的技术管理工作,是保证路基质量的根本保障。总之,只有做好设计与施工这两个主要环节的技术把关,再加上施工管理人员的精心组织、合理施工,路基质量才能得到充分保障。
中图分类号:F253文献标识码: A
路基是路面的基础,它和路面共同承受行车荷载的作用,没有坚固、稳定的路基就没有稳固的路面,路基的强度和稳定性是保证路面强度和稳定性的先决条件,路基的强度与稳定性,受水、温度、土质的影响,路基的常见病害就是沉陷,而由于路基土中含水量偏大造成压实度不足引起沉陷的事例最多,因为土中的水分过大,土粒被水膜包围而分散得过远,含水量越大,水膜越厚,水分不能排除,由于水的密度比土的密度小,因此土的密度反而下降了,因此,在压实工作中经常注意并检查土的含水量,并视需要采取相应措施,尽可能消除和减轻水对路基造成的危害。
确保路基强度和稳定性的手段路基强度,压实度,含水量。先进的设计施工是确保路基强度的先决条件,而严格检查、测试才能使好的设计和施工落到实处,所有的路基填料都要经过施工监理人员检验并认可才能使用。另外,在合理使用路基填料方面,对于用不同强度的土所填路基的部位也是很讲究的,特别是土质变化较多的路段更应引起注意,不允许将CBR值较大的土填在CBR值较小的土层下面,也不允许将CBR较小的土填在路基顶部。
1 确保路基强度的有效措施
高等级公路沿线及附近的水文、地质和筑路材料的调查、试验是保证路基强度和稳定性的基本条件。因此,不论是施工监理人员,还是承包单位,都必须集中全力,认真细致地做好沿线土质调查和取样试验工作。关于水文地质调查和试验方面的工作,除调查当地的气温和降雨量外,还应调查地下水的深度、流量、流向,以便采取相应的处治措施和选择合适的路基材料。关于土质调查和试验,主要是调查挖方路基顶部填方原地面以下的土壤类型。对于软土地段,还要做贯入度、沉降、固结试验,并根据试验结果,提出相应的处治方案。关于筑路材料的调查和试验,主要是对沿线挖方及附近的各类土壤进行全面的调查和试验,摸清可用作填料土的质量和数量,以便合理地调配使用。尤其在丘陵和山区地段,土质变化是很大的,每个山头挖方的深度不同,土质也不一样,切不可草率从事。
2 压实度是填土工程的质量控制指标。
先取压实前的土样送试验室测定其最佳含水量时的干密度,此为最大干密度。再取压实后的土样送试验室测定其实际干密度,用实际干密度除以最大干密度即是土的实际压实度。用此数与标准规定的压实度比较,即可知道土的压实程度是否达到了质量标准。
2.1公路路基的压实度是体现整个公路结构质量的关键.以路基能够达到最大干密度、最佳压实度为目标来确定实际施工操作方法及目标,提高了对填土厚度控制、含水量控制、碾压程序及压实度检测的系列控制措施,确定了最少碾压遍数,达到最佳压实效果的方案,保证公路路基的结构质量
2.2在路基施工过程中,为控制好路基压实质量,提高现场压实机械的工作效率,需要重点做好四方面工作:
1)通过试验准确确定不同种类填土的最大干密度和最佳含水量。
2)是现场控制填土的含水量。实际施工中,填土的含水量是一个影响压实效果的关键指标,路基施工中当含水量过大时应翻松晾晒或掺灰处理,降低含水量;当含水量过低时,应翻松并洒水闷料,以达到较佳的含水量。
3)是分层填筑、分层碾压。施工前,要先确定填土分层的压实厚度。最大压实厚度一般不超过20厘米。
4)是加强现场检测控制。填筑路基时,每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测,各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。
3 导致路基湿度变化的水源有以下三种
3.1大气降水,通过路面、路肩和边坡渗入;
3.2边沟水及排水不良时的地表积水,以毛细水的形式渗入;
3.3靠近地面的地下水,借助毛细作用上升到路基内部。
4 地表水来源
4.1雨雪直接降落到路面和路基工作区域内的大气降水形成的地表径流。
4.2从路基上方地面汇流进入路基工作区内的径流。
4.3沿水道由远而近流来横贯路基的河、溪水流。
5 地下水来源
5.1从地面渗入地下尚未达到局部隔水层或透水层的上层之流水。
5.2在地面以下第一个隔水层以上的含水层中的潜水。
鉴于以上地表水和地下水的存在,在不同程度上将对路基产生危害,必须做好地基的排水。
6 防治措施
对于以上两种水源,采用地面排水。县乡公路路基地面排水主要是通过全线贯通的边沟来进行的,边沟的横断面形状常用的有梯形、矩形、三角形。一般情况下,土质边沟采用梯形,内侧边坡不陡于1:1.5,公路过街路段边沟宜采用浆砌片石矩形边沟。为了保证边沟迅速排水,边沟纵坡一般与路线纵坡一致,并不得小于0.5%,以防淤积。
7 影响路基的水流可分为地面水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分为地面排水工程和地下排水工程。
7.1中央分隔带排水及护坡道
中央分隔带排水设施是由于高等级公路的修建才出现的。中央分隔排水设施由纵向排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。至于采用何种形式,可视公路等级及排水条件设计适合于本地区的中央分隔带排水沟管形式。
7.2排水设计对于公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。公路排水设计应包含以下两个方面的内容:其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称之为第一类排水;其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。 第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除施工期地表水并降低地下水,同时在路基底部掺加低剂量石灰处理设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。第二类排水设计一般包括:
1)通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等,将路表水迅速排出路基以外;
2)设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管,将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外;
3)设计泄水孔以迅速排除桥面水;
4)设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。公路路基边坡的质量和状态能否持久而稳定、能否经得住各种因素的影响而不损坏,通常用边坡稳定性来评价。边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素,而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性负有重大影响。路基边坡稳定性(或状态改变及损坏)是上述因素综合作用的反映,边坡稳定性和各种因素构成一个相互联系、相互影响的整体、其中任何一个因素的改变往往会诱导其它因素改变,进而引起边坡原有稳定状态发生改变。
8 路基边坡损坏形式及特点
路基边坡在自然条件下的损坏,有多种形式和各自的特点。
8.1 滑坡部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动,一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定等三个阶段。因下伏岩层压缩,边坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐(错)位移,称为坐(错)落。组成边坡的岩(土)体常不发展为连续的滑动面,而顺着边坡方向发生塑性变形,则称为倾倒。
8.2 崩塌整体岩(土)块脱离母体、突然从较陡的边坡上崩落下来,并顺着边坡猛烈翻转、跳跃,最后堆积在坡底,称为崩塌。悬崖陡坡上的个别岩块突然下落,称为坠落的岩块或危石。
8.3 剥落 边坡表层岩(土)体长期遭受风化,在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底,即为剥落。
9 影响路基边坡稳定性的主要因素
影响路基边坡稳定性的因素包括地质条件、水文条件、新构造运动、地形地貌、自然气候和人类的工程活动等。
9.1 地质条件
9.1.1岩(土)体的地质性质岩(土)体的力学性质决定了边坡稳定性的丧失方式,如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主,而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。岩(土)体的工程地质性能越好,边坡稳定性越高。
9.1.2地质构造因地质构造关系到岩(土)体结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度和充填物成分、以及结构面的产出状态对边坡稳定性的影响,因此在分析岩(土)体结构面对边坡稳定性的影响时,要充分注意岩(土)体结构面的产出状态与边坡面的相互关系,亦即结构面与边坡面的组合不同,边坡稳定性分为反倾稳定、顺倾稳定等不同形式。
9.2 水文条件“十个边坡九个水”形象地说明了边坡稳定性与地下水的活动关系。由于岩(土)体的力学性质受水的影响很大,地下水富集程度的提高不仅增大边体下滑力,而且降低软弱夹层和结构面的抗剪强度,导致滑动面的抗滑力减小。因此,治理边坡也往往是由于改善了水文(地质)条件而获得成功。
9.3 新构造运动新构造运动(地震)最容易引起边坡形态、产出状态及水文(地质)条件发生改变而导致边坡失稳,其原因是地震产生的水平地震附加力促使边坡的下滑力增大、滑动面的抗滑力减小。
9.4 地形地貌边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响较为明显,即不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,并引起坡顶出现裂缝;在坡底产生剪切应力而促成剪切破坏带,这些作用均极大地降低边坡的稳定性。此外,边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构控制型失稳。
9.5 自然气候大气降雨是地下水的主要补给源,气候类型不同时大气降雨量也不同。因此在不同的地区,由于大气降雨量不同,即使其它条件相同,边坡稳定性也不相同。
10 路基边坡的防护与加固
10.1
1)根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况,因地制宜、就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证公路路基的稳定,并不要随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。
2)在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩(土)石边坡以及黄土类边坡,均宜在土石方施土后及时防护。
3)对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段,在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等,以抵抗水流的冲刷和淘刷。
4)坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力,故要求防护的边坡有足够的稳定性。
5)对高而陡的防护构造物,设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。
10.2 坡面防护
10.2.1种草及铺草皮
种草和铺草皮防护适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微,且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡,用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。
10.2.2植树
在路基边坡上合理地植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用,使坡面形成良好的防护层。
10.3 冲刷防护
公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块等。
10.3.1护面墙防护
为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡,免受大气因素影响而修建的墙,称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石,以防止继续风化。护面墙除自重外,不承受其它荷载和墙后的压力。因此,护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。
10.3.2干砌片石防护
较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍,或有严重剥落的较质岩层边坡,周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。
10.3.3浆砌片石防护
路基边坡小于1:1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时,可采用浆砌片石护坡。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工,以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。
10.3.4水泥混凝土预制块防护
在选择设计路基边坡冲刷防护类型时,有些地区缺乏片石、块石材料,此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击。
论文主要对路基施工中的土石方工程、特殊地基处理以及路基的排水作了介绍说明,针对特殊地基的处理采用了较大篇幅,其中针对不同地基采取不同的施工工艺,主要是提高地基承载能力和保持路基整体稳定性 。
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