浅谈路堑边坡的防护与加固设计.pdf

浅谈路堑边坡的防护与加固设计■唐祖传一福建省龙岩市城市建设投资发展有限公司，福建龙岩364000摘要：本文首先分析路堑边坡的稳定性，其次提出路堑边坡防护和加固设计的措施，最后通过案例具体分析研究路堑边坡的防护与加固设计，并对此提出相关措施。关键词：路堑边坡防护与加固设计建议1前言近年来，随着经济的快速发展，公路建设越来越受到有关部门的重视。在公路过程建设中，由于工程设计不科学、地质复杂以及投资规模控制不当等原因，导致边坡工程建设出现一些豆腐渣工程，既造成资源的严重浪费，又给国家和人们带来严重的安全隐患。为了降低经济的损失和减少安全事故的发生，深入分析影响路堑边坡因素的稳定性，以及对其防护加固设计方案的运用非常重要。2分析路堑边坡的稳定性路堑边坡的地质、地貌错综复杂，大多以岩质边坡为主，路堑边坡的稳定性影响因素只要有几个方面。2．1地下水的影响造成岩体滑动的主要影响因素是地下水。因此，必须了解地下水可能造成的影响，水压力分布的因素及其水文地质特征。充分考虑地质的结构、构造、层次对水的渗透性、流动、蓄水能力及补给量的影响力。此外，还应关注自然环境因素，特别是气候因素。斜坡中的水对边坡的稳定性影响主要有几种方式。第一，对强度指标的改变。这种方式主要是利用化学及物理的作用使节理充填物中的压力和空隙水发生变化，进而改变充填物质的强度指标。第二，对抗剪强度的改变。静水压力对节理面的作用降低了在它上面作用的有效正应力，进而降低沿潜在破坏面上的抗剪强度。第三，对抗压强度的改变。颗粒间的抗剪强度容易受到水的影响，在水的影响下抗压强度会降低⋯。2．2气候条件的影响岩质边坡的稳定性容易受到气候条件的影响，因此在岩质边坡工程建设中应针对气候对稳定性的影响采取相应整治措施。暴雨、大雪、冻融、日温变化等气候除了单独影响边坡稳定性外，还可相互综合造成严重的边坡稳定隐患。当边坡坡脚的岩体承受力在破坏载荷边缘时，存在的水压力将会引起边坡的破坏。地下水位在春雪融化、夏季暴雨时节将会升高，这时对边坡的破坏也增多。2．3结构面的影响岩质边坡的稳定性主要受岩体内破坏面、存在的不连续面及其性质影响。当破坏面的形状、空间分布以及状态发生变化时，岩体的物理力学性质也会相应的改变。岩体边坡的稳定性除了以完整岩石本身来评定外，还可通过对岩体结构不连续面的分析来进行评定。当结构的不连续面对有关特征面的摩擦力、抗剪力造成影响时，我们应加大对不连续面破坏度的关注。2．4风化影响和侵蚀影响通常来说，组成边坡的岩石大多是不同地质成因的。因此，这样一种形式的岩层既可以部分地遭受变质作用，又可以被火成岩体侵入，还可以是层序不同的沉积岩。2．5残余应力及构造作用的影响挖方边界处岩体的应力状态受开挖形成的挖方边坡影响，这些应力对边坡的稳定性影响很大。由于地质构造错综复杂，目前很多研究边坡的应力分布以及它们对边坡稳定性影响的方式大多是假定地的，对于变换边坡开挖形状的影响以及应力集中后可能发生的情况，很难从数学和物理的角度出发进行预测。因此，比较适用的方式是在有限元法下进行数值实验的研究。除上述几方面外，还应该考虑可能存在的扰动因素对稳定性的影响。比如采用爆炸方式进行开挖边坡、地震等都会对边坡产生不利影响，影响边坡的稳定性。3路堑边坡的防护与加固设计3．1路堑边坡的防护与加固设计常用的一般原则改善边坡的力学平衡状态，提高边坡的稳定性，保护大自然，这是路堑边坡防护加固处理的作用。预防性处理、补救性处理是边坡治理的两种方式。前一种主要应用于不稳定的边坡，后一种则主要用在已经破坏的边坡或者已经变形的边坡。针对高速公路边坡的防护加固工程，我们应该做到综合整治，这是由高速公路施工期比较短、后期对安全性要求高的特点来决定的【2j。路堑边坡的防护加固设计一方面要确保安全、节约成本、便于施工；另一方面还应结合实际，考虑周边的环境，维持生态平衡。因此，确保施工、综合设计、因地制宜是路堑边坡综合治理设计的基本原则。在选择治理方案时，必须结合边坡环境及风险预测，在减少风险、避免风险以及接受风险三种之中选择。科学合理的考虑及权衡对边坡稳定性有影响的因素。3．2路堑边坡防护与加固设计的措施按照目的和影响作用可以将路堑边坡的防护加固设计措施分为三类。分别为排水、一般坡面防护以及支挡加固。排水方法主要是坡面排水沟、坡顶截水沟、地下盲沟等。一般坡面防护方法主要是植树种草、混凝钢筋网格梁等。支挡加固手段主要是树根桩、挡土墙以及护面墙等。我们可以根据边坡地质条件、变形情况，以及边坡规模来确定边坡防护加固技术措施，利用灌浆、锚杆支护等改善岩体力学性质，使边坡趋于稳定。在水土流失严重，因修建公路而使植被遭到破坏的地方因地制宜，选择合适的植被，促进植物的生长∞一：4路堑边坡防护与加固设计的应用4．1工程概况高速公路上有一边坡，较陡，属于自然坡，高约49m，为类土质边坡。(1)上部坡积粘性土，下部残积砂质粘性土；(2)砂土状强风化云母石英片岩；(3)全风化云母石英片岩；(4)碎块状强风化云母石英片岩；(5)下伏弱风化云母石英片岩。该坡度存在不连续结构面，岩石破碎，裂缝多，边坡稳定性不好L4一。4．2选定防护加固方案由于该边坡较陡且高，土质不好，岩石破碎，结构复杂，如果进行山体大范围的开发势必会造成部分强风化层和覆盖层的滑动，引起坍塌事故。若采取单一的挡墙，不仅资金成本高，而且难度大，防护加固结果不理想。经过对方案的分析讨论确定采用挡墙和锚杆框架相结合的技术。(1)设计坡率。根据周边环境和边坡具体设计，将坡率设计为六级。(2)防护工程。根据地质条件和坡率选取植树、三维网植草和土工室植草等措施进行防护。(3)计算方式和结果。根据摩尔斯一普赖原理和简化毕肖谱法计算方式进行计算。借助相应的软件可以求出两边坡最小稳定安全性系数都大于1．2，符合稳定性要求。4．3工程施工(1)土石方的工程施工。可以采用人工开挖和机械开挖土方，在边坡lm以内采用人工削坡。石方边坡距离设计面3—5m的范围可利用光面控制爆坡。设有锚固工程的开挖施工应该逐级按顺序进行开挖，并逐级加固，直到工程完成。(2)挡土墙的施工。利用分段跳槽的方式对坡脚挡墙进行开挖，先挖两边在挖中间，分段长度小于lOre。(下转第198页)·193· 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