道路工程高边坡防护施工

道路工程高边坡防护施工

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摘要:高边坡的设计从调查、勘探、设计到施工是一个环环相扣的系统工程,工程设计与景观设计又是紧密联系的系统工程,在哪一环出现问题都可能造成边坡失稳变形,如发生在设有人行道的城市道路中,后果不堪设想,因此城市道路高边坡的设计需更加严谨。城市道路高边坡的设计应充分考虑所在地的条件,选用既能节省工程造价,又能营造与当地植物生长相似的环境,尽可能做到维持原有风貌。

关键词:道路工程;高边坡;防护;施工

1高边坡稳定影响因素

道路工程高边坡的稳定影响是多方面的,主要受岩土本身特性、地质构造和地下水影响。

(1)岩土特性

岩土特性是高边坡稳定的基本因素之一。对于岩质边坡,岩石自身的强度和岩质边坡特性是关键参数,如若岩石自身强度不高,岩石的形成不连续,存在破裂等软弱层,则受到环境作用时,其破坏往往是岩石最弱连接界面展开,当外界荷载大于岩层的强度时,便可能形成连续破坏从而导致边坡的坍塌。一般而言,块状和反坡向层状的岩层特性是稳定的,而顺坡向层状岩层容易产生剪切型破坏,碎裂散状岩层则易形成滑动型破坏。对于土质边坡,土质条件是边坡稳定的基本,砂土容易流沙滑坡而黏性土的粘聚力较大不易破坏。

(2)地质构造

很多高边坡的是天然的,受到路基开挖的影响,高边坡的地质构造往往是确定边坡稳定的另一重要因素,例如是否存在地震和震动、岩土风化状况及出露位置等。其中,地震和震动是高边坡最大的安全隐患,受地震作用的惯性力作用,边坡的失稳和破坏往往是瞬时的,因而需要根据场地地质状况基于地震破坏的可接受水准进行设计。

(3)地下水

地下水影响岩土的基本物理特性和力学特性,因而对边坡稳定造成影响。随着地下水位的变化,岩土的剪切力和法向力在变化,相应的最弱破坏面也在不断地变化,如果边坡中某些微裂缝存在,则地下水的存在严重削弱结构抗力,并形成静水压力增加裂缝的开展。如若天气变冷,裂缝中的水尚未排出,则水分的冻结会导致裂缝的膨胀,造成边坡失稳。

2高边坡防护技术

基于高边坡稳定影响因素的分析,可以根据高边坡的特点选择对应的防护技术,满足设计的经济性和使用的安全性和长期性。针对高边坡特点,主要防护技术如下:

(1)放缓边坡。边坡放缓是最高效最有效的边坡防护技术,岩层和土体存在稳定角和极限角,超过该角度岩土的稳定性较难保证,需要采用额外技术进行保证。放缓边坡就是将边坡角度控制在岩土的稳定角范围内,通过削角的方式放缓边坡,这种边坡防护技术施工简单、经济可靠。

(2)高边坡加固。如若高边坡存在不良地质构造,或者地下水系发达对边坡稳定影响很大,则需要采用加固方法保证边坡的稳定。加固技术根据所处理的程度可分为中浅层加固和深层加固,中浅层加固方法有土钉加固和锚杆加固;深层加固有注浆加固、锚索加固和管桩加固等。

(3)表层防护。大部分高边坡存在失稳风险,但这种风险发生概率偏小,因而需要进行一些表层防护措施。表层防护主要是对表层岩土风化剥落、局部掉块、雨水排放等问题。例如采用植物、植草等方法,通过植物的根系发育固结土壤,防止水土流失引起的边坡失稳;采用砌体封闭、挂网喷锚、混凝土喷射等手段,将边坡连接成整体,防止表层岩土的风化、吹落和坍落等病害,阻断表层病害向边坡内部的演化;采用边坡截水方法,将雨水进行有效排除,防止表层雨水渗入边坡内部对岩土特性造成影响。

3高边坡施工要点

高边坡的施工过程中,需要遵循相关的施工原则,并对其中的边坡加固、边坡排水和紧急预案等关键工序,厘清其施工要点和质量管控标准,确保高边坡防护的施工质量。

(1)边坡施工的基本原则

首先,高边坡的道路工程施工应该遵循至上而下的施工原则,而边坡的加固施工等也需要遵循该原则,通过稳定上缘边坡的稳定性再进行下缘边坡的加固处理,以免形成工程事故。其次,应该进行逐层开挖逐层防护,边坡开挖和边坡防护应同时进行,保证施工安全;最后,有效组织边坡加固、边坡排水等施工工序,确保施工组织的有序开展。

(2)边坡加固施工要点

边坡加固需要对边坡的软弱地层进行加固处理,对于破碎严重的需要进行灌浆加固或者置换处理;对于影响加固的碎石或软弱层,应该清除干净再加固;对于土钉加固或锚杆加固方式,应该保证锚固的有效性。

(3)边坡排水施工要点

边坡的排水在施工中需要同步开展,防止施工中暴雨环境,避免雨水对于边坡加固的影响,增加加固困难。边坡排水需要设置坡外截水沟和破内排水沟,截水沟将边坡外的水集中汇流,防止其进入边坡体中;破内排水沟则将边坡中的表层水进行有序汇流,防止其进入边坡内层,影响边坡稳定。排水沟的设施应该遵从水体的自然流落规律,避免附加工程施工。

(4)应急预案

边坡施工过程中受环境作用和施工机具作用,其物理状态可能在不断变化,因而需要对边坡进行监测检查,建立紧急预案。对于施工中引起的边坡突然失稳或将要失稳,能够根据紧急预案进行处理,避免形成次生灾害。

4抗滑桩处治措施

K7+280-K7+350段高边坡为全风化砂岩,渗水容易软化,因此采用刚性的抗滑桩结构支挡,桩间挂挡土板。抗滑桩截面尺寸为2m×3m,中心距为5m,A型抗滑桩长12m,B型抗滑桩长15m,C型抗滑桩18m。

抗滑桩采用挖孔成孔方式,桩身为C25砼,所有钢筋均采用HRB335钢筋;锁口及护壁采用C20砼;挡土板采用C25砼预制。施工注意事项:

(1)桩孔开挖过程中做好每根桩的强弱风化界面等地质情况的观察记录,若地质情况与设计有较大差异要及时通知业主与设计方,以便动态设计;施工时要搞好井下通风,保证施工的安全。

(2)桩孔开挖避免大规模爆破施工,以避免破坏岩体的完整性和引起大规模掉块。

(3)抗滑桩跳槽开挖,必须在上批桩砼强度达设计的70%以上方可进行下批桩的施工,相邻桩位不得同时开挖施工;为加快工程进程,可在砼中加入早强剂,以缩短砼的养护时间。

(4)桩身砼浇注必须连续进行,不得中断;抗滑桩的受拉钢筋必须布于滑坡推力侧,不得随意变换。钢筋接长采用焊接,接头类型及质量要符合规范要求。三根受拉钢筋按“品”字形重叠排列时要将其焊接成束筋。1m范围内接头率要小于25%,且受拉钢筋接长位置应避开滑面附近;超声波检测管固定在箍筋的内侧。

(5)锁口及护壁要保证强度、厚度、及钢筋数量,以防跨塌;每两节护壁间留不大于2.5cm的空隙供灌注用,且立即填满空隙。

(6)挡土板采用预制吊装,板身留吊装孔、锚孔。锚孔位置要准确,锚杆锚头采用四根φ22钢筋焊接,严格保证焊接质量;锚固段采用压力灌浆,挡土板锚孔采用M30水泥砂浆注满封闭;挡土板锚固焊接好后,用M30水泥砂浆封闭锚头及钢垫板。

结束语

在交通运输事业快速发展的背景下,保障道路运营安全和长期性能具有重要意义,道路高边坡的稳定性能是需要关注的重点之一。论文分析了道路工程高边坡稳定的主要影响因素,对其中的岩土特性、地质构造和地下水的影响进行了分析,从边坡的特点提出了边坡稳定性防护技术。针对边坡防护的施工原则、边坡加固、排水和应急预案分析了施工要点和质量要求,这些方法和措施,可以很好地促进道路工程高边坡的运营稳定性。

参考文献:

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[2]吴斌,乐建平,方诗圣,等.山区公路边坡防护加固技术[J].安徽建筑工业学院学报:自然科学版,2013,16(3):13-16.

[3]饶运章,朱为民.我国道路边坡防护现状及发展方向[J].华东公路,2014(1):46-48.

[4]徐伟.道路边坡的防护加固技术综述[J].山西建筑,2015(6).

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