時間:2022-05-17 04:58:07
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇邊坡防護技術論文范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
隨著我國國民經濟建設和公路交通事業的快速發展,公路等級越來越高,其通車里程越來越長。隨之出現的是公路施工中的高大邊坡的數量增多、規模擴大。但往往由于自然因素和人為因素的作用,路基邊坡的崩塌、滑坡和剝落等損壞現象時有發生。因此,高等級公路路基邊坡的施工及養護質量——防治與加固越來越多地引起公路施工、養護單位和管理部門的重視。 公路路基邊坡的質量和狀態能否持久而穩定、能否經得住各種因素的影響而不損壞,通常用邊坡穩定性來評價。邊坡的地質條件、水文條件、地形地貌和新構造運動等自然因素是對邊坡穩定性起決定作用的關鍵因素,而地下采掘、開挖坡腳、人工削坡等人類的工程活動對邊坡穩定性負有重大影響,路基邊坡穩定性(或狀態改變及損壞)是上述因素綜合作用的反映,邊坡穩定性和各種因素構成一個相互聯系、相互影響的整體、其中任何一個因素的改變往往會誘導其它因素改變,進而引起邊坡原有穩定狀態發生改變。
1路基邊坡損壞形式及特點
路基邊坡在自然條件下的損壞,有多種形式和各自的特點。
1.1滑坡
部分巖(土)體在重力作用下沿著一定的軟弱面(帶)緩慢地、整體地向下移動,一般分蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩定等三個階段。
因下伏巖層壓縮,邊坡沿巖(土)體內較陡的結構面發生整體下坐(錨)位移,稱為坐(錯)落。組成邊坡的巖(土)體常不發展為連續的滑動面,而順著邊坡方向發生塑性變形,則稱為傾倒。
1.2崩塌
整體巖(土)塊脫離母體、突然從較陡的邊坡上崩落下來,并順著邊坡猛烈翻轉、跳躍,最后堆積在坡底.稱為崩塌。懸崖陡坡上的個別巖塊突然下落,稱為墜落的巖塊或危石。,
1.3剝落
邊坡表層巖(土)體長期遭受風化,在沖刷和重力作用下巖(土)屑(塊)不斷地沿著邊坡滾落、堆積在坡底,即為剝落。
2、影響路基邊坡穩定性的主要因素
影響路基邊坡穩定性的因素包括地質條件、水文條件、新構造運動、地形地貌、自然氣候和人類的工程活動等。
2.1地質條件
2.1.1巖(土)體的地質性質
巖(土)體的力學性質決定了邊坡定性的喪失方式.如堅硬巖石邊坡失穩以崩塌和結構面控制型失穩為主.而軟弱巖石則以應力控制型失穩為主。巖(土)體的工程地質性能越好,邊坡穩定性越高。
2.1.2地質構造
因地質構造關系到巖(土)體結構面的發育程度、規模、連通性、充填程度和充填物成分、以及結構面的產出狀態對邊坡穩定性的影響,因此在分析巖(土)體結構面對邊坡穩定性的影響時,要充分注意巖(土)體結構面的產出狀態與邊坡面的相互關系,亦即結構面與邊坡面的組合不同,邊坡穩定性分為反傾穩定、順傾穩定等不同形式。
2.2水文條件
“十個邊坡九個水”形象地說明了邊坡穩定性與地下水的活動關系。由于巖(土)體的力學性質受水的影響很大.地下水富集程度的提高不僅增大邊體下滑力,而且降低軟弱夾層和結構面的抗剪強度.導致滑動面的抗滑力減小。因此,治理邊坡也往往是由于改善了水文(地質)條件而獲得成功。論文參考網。
2.3新構造運動
新構造運動(地震)最容易引起邊坡形態、產出狀態及水文(地質)條件發生改變而導致邊坡失穩,其原因是地震產生的水平地震附加力促使邊坡的下滑力增大、滑動面的抗滑力減小。論文參考網。
2.4地形地貌
邊坡的形態和規模等地貌因素對邊坡穩定性的影響較為明顯,即不利形態和規模的邊坡往往在坡頂產生張應力,并引起坡頂出現裂縫;在坡底產生剪切應力而促成剪切破壞帶,這些作用均極大地降低邊坡的穩定性。此外,邊坡面與地質結構面的不利組合還會導致邊坡結構控制型失穩。
2.5自然氣候
大氣降雨是地下水的主要補給源.氣候類型不同時大氣降雨量也不同。因此在不同的地區.由于大氣降雨量不同.即使其它條件相同,邊坡穩定性也不相同。例如,暴雨或長期降雨以及融雪一方面降低巖(土)體的強度、增大孔隙水的壓力,使邊坡滑動面的抗滑能力降低,另一方面增大邊坡下滑力,兩者結合起來極大地降低了邊坡的穩定性。
風化作用使巖(土)體的抗剪強度減弱.裂縫增加、擴大,影響邊坡的形狀和坡度。此外,沿裂縫風化時可以使巖(土)體脫落或沿邊坡崩塌、堆積和滑移等。
2.6人類的工程活動
隨著人類工程活動的次數頻繁和規模擴大,對公路邊坡穩定性的影響越來越顯著,特別是不當的人類工程活動引起的邊坡失穩事故經常發生。對邊坡穩定性產生明顯影響的人類工程活動包括削坡、坡頂加載、地下開挖等。
3、路基邊坡的防護與加固
3.1邊坡防護與加固的基本要求
1)根據當地氣候環境、工程地質和施工材料等情況.因地制宜、就地取材,選用適當的工程類型或采取綜合措施,以保證公路路基的穩定,并不要隨意取消或減少必要的邊坡防護工程措施。
2)在不良的氣候和水文條件下,對粉砂、細砂與易于風化的巖(土)石邊坡以及黃土類邊坡,均宜在土石方施工后及時防護。
3)對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段.在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠和水泥混凝土預制板等,以抵抗水流的沖刷和淘刷。,
4)坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力.故要求防護的邊坡有足夠的穩定性。
5)對高而陡的防護構造物, 設計和施工時要設置便于檢查、維修的安全設施。
3.2坡面防護
3.2.1 種草及鋪草皮
種草和鋪草皮防護適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微.且宜于草類生長的土質路堤和路塹邊坡,用以防止表面水土流失、固結表土、增強路基的穩定性。鋪草皮的方法常用的有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四種形式。
選用草籽應注意當地的土壤和氣候條件,通常以容易生長、根部發達、葉莖低矮、枝葉茂密的多年生草種為宜,最好采用幾種草籽混合種植,使之生成良好
的覆蓋層。
3.2.2植樹
在路基邊坡上合理地植樹,對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用,使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡,有利于及早成林,起到良好的防護作用。
植樹的形式可以是帶狀或條形,也可以栽成連續式。植樹防護除選用適合當地土壤和氣候的樹種外,還應注意保持樹間合適的距離。
3.2.3抹面與捶面
易于風化的巖石(頁巖、泥巖、泥灰巖和千枚巖等)軟質巖層的路塹邊坡防護,可用混合材料抹面。對易于沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。
抹面或捶面的邊坡坡度不受限制,但不能承受荷載和土壓力,故要求邊坡必須是穩定的、坡面應該平整干煤。抹面用混合料有石灰爐渣混合灰漿、石灰爐渣三合土或四合土.以及水泥石灰砂漿等。捶面用混合料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合土或四合土等。
為了防止抹面表面開裂、增強抗沖蝕能力,可在表面涂以軟化點稍高于當地氣溫的瀝青保護層。抹面和捶面防護工程應經常檢查,發現裂縫、開裂或脫落應及時灌漿修補。
3.3沖刷防護
公路路基和邊坡的沖刷防護技術設施包括護面墻、干砌片石、漿砌片石、水泥混凝土預制塊和土工織物等。
3.3.1護面墻防護
為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡,免受大氣因素影響而修建的墻,稱為護面墻。護面墻多用于風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖石,以防止繼續風化。
護面墻有實體式、孔窗式、拱式和助式等。實體式護面墻用于一般土質及破碎巖石邊坡:孔窗式護面墻用于坡度小于1:0.75的邊坡,孔窗內可采用捶面(坡面干燥時)或干砌片石;拱式護面墻用于邊坡下部巖石較完整而需要防護上部邊坡或通過局部軟弱地段;邊坡巖層較完整且坡度較陡時可采用肋式護面墻。
護面墻除自重外,不承受其它荷載和墻后的壓力。因此,護面墻所防護的挖方邊坡陡度應符合極限穩定邊坡的要求。
3.3.2干砌片石防護
較軟的土質路基邊坡因雨水沖刷會發生泥流、拉溝與小型溜坍,或有嚴重剝落的較質巖層邊坡,周期性浸水的河灘等均可采用干砌片石防護。
單層干砌片石護坡的厚度一般為0.15m.雙層鋪砌護坡的上層為0.25~0.35m、下層為0.15-0.25m。鋪砌層的底面應設墊層.其材料通常用碎、礫石或砂礫混合物等。
3.3.3漿砌片石防護
路基邊坡小于1:1的土質或巖石邊坡的坡面防護采用干砌片石不適宜或效果不好時,可采用漿砌片石護坡。若與浸水擋墻綜合使用,以防護不同巖石和不同位置的邊坡,可收到較好的效果。
漿砌片石護坡的厚度一般為0.2~0.5m,用于沖刷防護時根據水流速度大小或波浪大小確定,最小、厚度一般不小于0.35m。采用漿砌片石護坡時應在路堤沉實或壓實后施工,以免因路堤的沉降而引起護坡的損壞。
3.3.4水泥混凝土預制塊防護
在選擇設計路基邊坡沖刷防護類型時.有些地區缺乏片石、塊石材料,此時可選擇水泥混凝土預制塊防護。它比漿砌片石防護能抵抗較大的水流速度和波浪的沖擊(其容許水流速度在4~8m/S以上、容許波浪高度可在2m以上),還能抵抗較強的冰壓力。
水泥混凝土預制塊可制成邊長不小于1m、厚度大于6cm的方塊,并配置一定的鋼筋。為了減小水流或波浪對預制塊的沖擊與上浮力,在預制板塊時可留出整排的孔眼。
3.3.5土工織物防護
土工織物是由高分子合成纖維制成的一種新型建筑材料.廣泛應用于公路工程中的排水、過濾、分隔、加固和防護等。論文參考網。就防護而言,土工織物能減輕或分散傳遞到被保護材料上的應力和應變,或用于表面防護—設置在巖土上的土工織物,防止土體表面受到諸如氣候、輕交通荷載等作用的損害,或用于界面防護一 設置在兩層材料之間的土工織物,防止其中一種材料受到另一種材料的集中應力作用或承受更大應變而帶來的損害。
用土工織物加固公路路基邊坡時,應修建在承載能力較高的路基邊坡上:首先在清理好的原地面上攤鋪織物,靠著臨時擋土橫板傾倒填筑材料.并振動壓實到層厚的一半。在此階段,前面上半層鋪放鋪筑材料并把后面織物折疊過來.然后填完整層材料并壓實。最后將臨時活動模板安放在修筑層之上的前末端.開始修筑另一層。
使用土工織物加固公路路基邊坡,施工方便、少占土地、節約投資.是一種具有發展前途的公路路基邊坡技術。
參考文獻
[1]程良奎.巖土加固實用技術地震出版社,1994.
[2]林宗元.巖土工程治理手冊.遼寧科學技術出版社,1993.
[3]羅纘錦.路基邊坡風化與防護.中南公路工程,1997,(4).
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
在公路工程施工中,路基是一個十分重要的方面,其對公路工程的質量具有十分重要的影響。通過加強對公路路基邊坡防護的研究,可以有效的提高公路路基的施工質量,確保公路路基的安全性和可靠性。在對公路路基邊坡防護的研究過程中,一定要考慮到影響邊坡失穩的因素,從而對癥下藥,解決邊坡的治理問題。因此,筆者根據自己的施工經驗和研究,從公路路基邊坡失穩的因素出發,研究邊坡防護的原則以及具體的措施,希望對相關的領域的研究提供借鑒。
二、公路路基邊坡失穩的因素分析
1、公路建設的土石方工程階段是破壞原地貌植被、棄土、棄石的集中時期,工程用土范圍內原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或喪失,并為水土流失發生、發展提供了大量易沖蝕的松散堆積物。路基邊坡開挖、填筑使原有地表植被被破壞.形成大面積坡面.表土層抗蝕能力減弱.水土流失加劇.從而導致邊坡失穩的機率增大。
2、設計中對滑坡路段巖士性質認識不足,設計邊坡率過陡。施工中未根據實際情況采取相應措施,塹坡仍按原設計坡率開挖,邊坡過高過陡,難以保證自身穩定。邊坡開挖后,未及時進行防護,長時間暴露在大氣中,致使風化、沖刷嚴重。
三、公路路基邊坡防護原則分析
1.在公路路基邊坡防護過程中 ,要堅持從工程地段的地質地貌條件出發,加強對滑坡做出科學合理的定性評價,在此過中,再輔之以定量評價。
2.要堅持技術原則和經濟原則的統一性。在進行邊坡防護過程中,要從本地的地形地貌地質條件族從科學的分析,并對各種地質地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以讓工程治理更為穩定,且一定程度上減低了工程的成本。
3.在進行邊坡防護過程中,要確保工程的安全性,實施安全作業管理。要在綜合考慮地震條件,地下水位等多方面的條件下,做出科學合理的設計,并嚴格計算整個工程的安全系數。
四、公路路基邊坡防護技術分析
1、錨固洞
在加固高邊坡時,錨固洞加固技術是一種較為常見而且有效的方法,在施工時應該按照由內而外、自上而下、逐層加固的方式進行。處于同一結構面的錨固洞應該采取跳洞開挖的施工方式,從而降低由于抗滑力的減少而影響高邊坡的穩定性。此外,錨固洞自身具備一定的傾斜度,從而有效的避免了混凝土與洞壁之間結合不實的現象。
2、混凝土擋墻
在高邊坡加固中,混凝土擋墻是一種比較常見的施工方式,這種方法能夠很好的改善滑坡體的受力失衡問題,進而使得滑坡體變形得到很好的控制。通
常這種施工方式具有結構簡單易于操作且迅速起到相應的穩定高邊坡結構的優點。在進行混凝土擋墻的設計時,應該充分考慮滑面的形狀以及位置,從而選擇適合的擋墻基礎砌筑深度,此外,擋墻后面應該設計必要的泄水孔,從而有效的減少靜水壓力以及水的浸泡腐蝕。
3、植物防護措施
植物防護以成活的植物作為路基防護的材料,通過植物的葉、莖和根系與被保護土體的共同作用,在擬保護的路基部位,形成有生命的保護層;是一種積極、有生命的防護措施。采用鋪草皮、種草形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷。植物防護應根據當地土質、含水量等因素,選用易于成活、便于養護、經濟的植物類種。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植被根系能與土層密切結合,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效地穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。
4、地下排水
(一)滲溝: 滲溝對排水路基邊坡下滲水、裂隙水具有顯著效果,也可降低路基兩側的地下水位。
(二)支撐式滲溝: 支撐式滲溝主要設計在路基邊坡體裂隙水發育明顯,且出現多個滲出點,往以帶狀、面狀發育的坡面,由于其水富豐、分布分散,通過設置“Y”型支撐式滲溝,可有效收集邊坡一定范圍的滲水,并及時排出,對保證邊坡穩定、保持邊坡體強度具有一定作用,從而保證邊坡穩定。
(三)傾斜式排水管: 在多雨地區,往往邊坡水在一定的深度內大范圍分布,若不及時排水,長期儲存在路基邊坡體內,影響邊坡體的巖、土強度,不利于邊坡穩定,該情況下,可通過設置深層的帶孔排水管,必要式可采用上下交錯布設,可有克服支撐滲溝深度不足的缺點,將深層水排水。
(四)大孔徑排水管( 溝) : 該種情況多用于泉眼式滲水,在多雨地區,部分泉眼雨季水量較大,采用傾斜式排水孔很難及時排除水流,往往造成邊坡明顯的沖刷。這種情況下采用加大孔徑的混凝土排水管( 溝) 具有較為明顯效果。
五、結束語
綜上所述,加強對邊坡穩定性的定量定性分析,加強邊坡的預防治理工作,已經是整個公路建設施工,養護中的重要環節,在整個交通網絡建設中得到了更多的關注。對于公路路基的邊坡,一定要采取有效的處理措施,不斷采用先進技術和機械設備,預防邊坡的出現,提高邊坡的防護水平,保證整個公路建設的質量,促進我國公路建設的健康快速發展。
參考文獻:
[1] 楚笑紅,解來承.淺談水利水電工程高邊坡加固治理措施[J]. 中國新技術新產品. 2011(03)
[2] 劉克偉.水利水電工程高邊坡的治理與加固探討[J]. 中國房地產業. 2011(03)
[3] 雷蕾,謝新生.竹壽水庫泄洪隧洞進口高邊坡加固方案研究[J]. 陜西水利. 2011(06)
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
九重山國家森林公園位于重慶市城口縣,地處大巴山腹地,公園內最高海拔2471米,最低海拔705米,相對高差1766米,森林覆蓋率達85%,風景資源質量評定為一級,其資源價值和旅游價值高,難以人工再造,應加強保護,制定保全、保存和發展的具體措施。由于公園的特殊地理、地質條件,景區旅游公路的建設必然少不了開山劈石,公路邊坡具有高度高,坡度陡,挖方量大等特點,采用單一冷色調的的工程防護體系,將難以滿足景區的觀賞性、水土保持、植被恢復等要求,所以,景區公路邊坡防護需大量采用植物綜合防護技術,其美觀、環保、低造價、水土保持功效強等特點是景區的旅游價值的重要組成部分。
1.景區公路邊坡植物生長環境分析
1.1景區公路沿線邊坡自然條件
公園境域為西南沉積區,其上部為灰色泥灰巖、紫紅色泥灰質白云巖、白云質砂質頁巖不等厚互層,下部為泥灰巖、灰巖、夾白云質灰巖、白云巖及紫紅色泥質白云巖。巖層傾角多為50~70°,斷裂及垂直節理較為發育。景區沿線公路多以土石混合、石質邊坡為主,坡度較大,高度較高,缺少覆土層,不利于邊坡植物生長,應采取特殊的建植技術,達到穩定、長期的防護效果。
1.2公園水文氣候條件
公園境域常年平均氣溫為12.0℃;公園內的臥龍景區一月平均氣溫為-3.0℃,7月平均氣溫為16℃,年溫差為19℃。極端高溫30.9℃,極端低溫-13.2℃。公園境內無冰川、湖泊及外來水,地表水主要靠降水補給,水資源十分豐富,年均降水量1418.1mm。地表水系發育,河網密布。景區氣候呈現出冷暖交替變化,邊坡植物應選擇冷暖季混合型植物,同時點播豆科植物,使邊坡四季常青。
1.3景區植物類型
據現有資料統計,公園內有維管束植物190科2500余種。植被類型包含了植被型Ⅰ-Ⅺ內的多種植被;境內的木本植物資源主要是喬木、灌木、木質藤本和竹類4類,優勢樹種有櫟類、樺木、華山松、杉木、馬尾松、冷杉等,珍稀保護樹種有:銀杏、水杉、紅豆杉、南方紅豆杉、巴山水青岡等共55種;公園草本植物資源豐富,草甸植被主要是禾本科植物,占總草量的32%;豆科植物占15%;菊科植物占10%;此外還有莎草科、蓼科、蕨科、車前科等植物及灌叢。由于公園植物物種豐富,包含了多種邊坡防護常用的植物,且有大量珍稀植物,所以邊坡植物的選擇應采取以鄉土植物為主,外來植物相結合的方式,盡量少改變公路沿線的植被環境,同時減少由外來植物對鄉土植物的侵害。
2.九重山公園景區公路邊坡植物綜合防護植物選配原則
2.1景觀協調性原則
景區公路邊坡植物是景區旅游資源的一部分,其自身除了要具有較好、穩定的邊坡防護效果、長期的水土保持等功能外,還應滿足景觀的觀賞性、協調性要求。九重山公園相對高差有1700多米,植物群落的分布呈梯度變化,植物風光也有層次變化,所以不同海拔位置的公路邊坡應選擇能適應相應小氣候、相應植物風光的植物,讓其能和諧融入到九重山景區的大環境中,成為景區旅游觀賞資源的一部分。
2.2鄉土植物優先并結合外來植物的原則
公園內的“喬、灌、草、藤”等植物資源豐富,多種植物能是邊坡植物防護中常用的物種,如馬尾松、狗牙根、馬桑、火棘、杜鵑等,這些植物對景區的氣候環境適應性強,抗逆性強,選擇培育條件已經成熟的鄉土植物,能減少引進外來植物帶來的工程成本,降低工程造價;但另一方面,鄉土植物并不能滿足景區內各種條件的公路邊坡,就需要引進少數外來植物來加以彌補。
2.3互生互存原則
由于多數邊坡為土石混合、石質陡邊坡,邊坡立地條件不能滿足大多數鄉土植物生長要求,邊坡植物需要采取特殊的建植技術才能良好生長,景區內的鄉土植物無法全部滿足,需要引進外來植種,鄉土植物與外來植物應合理結合,共生共存,不但能減少工程成本,還能有效的保護境內的鄉土植物與珍稀植物。
2.4生物多樣性原則
單一的植物群形成的生態系統較為簡單,生態穩定性差,只有多樣性的防護植物相結合,才能形成復雜的生態群落,提高該生態系統的抗干擾能力,降低維護成本。所以景區公路邊坡植物應建立“木、灌、草、藤”“高、中、低”相結合的綠化模式,提高邊坡單位面積的綠化度,提高群落生產力和生態效益。
3.九重山公園景區公路邊坡植物篩選
基于以上選配原則,結合重慶地區公路邊坡綠化案例工程,分別篩選出觀賞性強、美觀、適應性強的“木、灌、草、藤”科類的植物,具體分析結果如下表
植物科 推選植物 特點
喬 1.馬尾松 2.香樟
3.榿木 4.刺槐 遠期觀賞性強、根系發達、固土深度深,但不宜種植于高、陡邊坡
灌 1.杜鵑 2.薔薇
3.山柳 4月季
5.馬桑 6.火棘 覆蓋度大、景觀價值高、初期植被均勻整齊、耐貧瘠、對土壤的要求也不高、根系深、生長周期長,與草本植物結合防護效果好
草 1.暖季型:狗牙根、野、城口風毛菊、狗尾草
2. 冷季型:高羊茅、無芒雀麥、白茅、早熟禾 引種快、對土壤要求不高、投資少、建植快、見效快、適應性強、冷暖季混合、邊坡四季常青
藤 1.爬山虎 2.野葛
3.油麻藤 美觀、生長快、抗逆性強、擴張性強、根系發達、垂直綠化效果好
4.九重山公園景區公路植物組合
通過研究西南地區公路邊坡常用植物組合,結合以上篩選結果,本文從防護坡效果、觀賞性、植物適應性、人工栽植情況、植物間的生物學關系、養護管理等方面入手,總結出幾種適合九重山公路邊坡防護的植物配置模式:
1、坡面草坪:狗牙根+草地早熟禾+高羊茅;
2、坡面灌、草組合:杜鵑(或薔薇、月季、火棘之一)+狗牙根+冷季型草;
3、藤本植物護坡:爬山虎或油麻藤;
4、路基邊喬木選擇:馬尾松、刺槐、榿木;
九重山景區公路相對高差1700多米,邊坡類型、所處的小氣候形式多樣,所以邊坡植物的組合配置模式及植物配方,應根據邊坡的坡率、坡高、邊坡類型及邊坡所處的小氣候環境等條件綜合考慮,并通過建設前期的實驗論證,制定各路段邊坡的植物組合配置模式。
5.結論及建議
九重山景區旅游公路的建設,會對景區沿線自然風光、植物生態環境、生態系統產生極大的影響,植物邊坡綜合防護技術的應用將極大的改善公路沿線的自然風光的觀賞性,提高公路邊坡、棄渣場、取土場的綠化程度,提高開挖面、填筑面的水土保持功效。公路建設前期,應盡量修建植物邊坡防護實驗路段,結合實驗效果,選擇合理的防護植物及植物組合配置模式,同時加強公路建成后邊坡的日常養護管理,對于降低工程造價、養護成本、提升景區公路觀賞性及發揮植物邊坡防護的長期效益具有深遠意義。
參考文獻
【1】宋家富、姜金植.公路路基邊坡植物防護的探討,北方交通,1673—6052(2008)05-0103一03
【2】邊坡綠化與生態防護技術,北京:中國林業出版社,2009
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
隨著公路等級的不斷提高,公路邊坡防護日益受到重視。為了在公路交通建設中應用可持續發展戰略,在保障公路暢通的同時,應靈活采用不同的邊坡防護形式,延長公路的使用壽命,恢復因修建公路破壞的生態平衡,對公路邊坡的作用應正確認識、正確治理,把邊坡失穩造成的危害降低到最低限度。
二.公路邊坡治理原則分析
1.在公路邊坡治理過程中 ,要堅持從工程地段的地質地貌條件出發,加強對滑坡做出科學合理的定性評價,在此過程中,再輔之以定量評價。
2.要堅持技術原則和經濟原則的統一性。在進行邊坡治理過程中,要從本地的地形地貌地質條件作以科學的分析,并對各種地質地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以讓工程治理更為穩定,且一定程度上減低了工程的成本。
3.在進行邊坡治理過程中,要確保工程的安全性,實施安全作業管理。要在綜合考慮地震條件,地下水位等多方面的條件下,做出科學合理的設計,并嚴格計算整個工程的安全系數。
4.不同地質條件下的設計原則分析
在進行邊坡防治過程中,如果遇到一些性質十分復雜的很大規模的滑坡,一般情況下,要盡力的避開,或者是繞道。如果無法避開時候,要在綜合考慮滑坡規模,治理費用等多方面的因素的基礎上,做出科學合理的設計,優化設計方案。
如果是一些滑坡速度相對而言比較緩慢的滑坡,要堅持從全局出發,做出全面的防治規劃,要對每期工程的治理效果都做出觀測,針對其中存在的不足和缺陷采取有效的治理改進措施。針對一些滑動速度迅猛的滑坡,要啟動緊急治理方案,進行迅速有效的治理。如果是一些中小型的滑坡,在治理過程中,無需避開或者是繞道,一般而言,要結合滑坡的具體情況和工程施工的方案設計,對路線位置稍微的做出合理的調整,如此,可以達到施工治理簡單,經濟方便的目的。
整治滑坡之前,一般應先做好臨時排水系統,以減緩滑坡的發展,然后針對引起滑坡滑動的主要因素,采取相應的治理措施,但通常單一的防治措施很難達到預期效果。公路深路塹邊坡的理治一般通過加強錨固、設置支擋、加強坡面排水等方面進行治理設計,可以得到顯著的效果。
一般來說重點做坡腳加固,強化腰部即邊坡中部的巖體變化處,明顯地質構造面等加固措施; 同時,防止坡面地表水沖刷路基邊坡,滲入邊坡土體,使邊坡體 C、Φ 值降低,加大土體自重,增加下滑力; 再者,若地坡體有地下水、裂隙水滲出也將對邊坡穩定產生一定影響。
三.公路邊坡治理技術分析
1.植物防護措施
植物防護以成活的植物作為路基防護的材料,通過植物的葉、莖和根系與被保護土體的共同作用,在擬保護的路基部位,形成有生命的保護層;是一種積極、有生命的防護措施。采用鋪草皮、種草形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷。植物防護應根據當地土質、含水量等因素,選用易于成活、便于養護、經濟的植物類種。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植被根系能與土層密切結合,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效地穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。
2.擋土墻與抗滑樁
擋土墻是一種能夠抵抗側向土壓力,防止墻后土體坍塌和增加其穩定性的建筑物。在公路工程中,可用以支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、防止水流沖刷路基,同時也常被用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。
抗滑樁是整個邊坡治理過程中最為常見,也是最為有效,最為經濟的邊坡治理工程構筑方法之一。在筆者多年的公路施工和養護經驗過程中發現,抗滑樁多是依靠錨固在邊坡滑床上的樁型構筑物,在特定的情況下,當受到外力的時候,樁前土會對滑坡下滑力產生抗力,如此,可以很大程度的阻止整個滑坡的下滑。由于其操作簡單,施工方便,經濟合理,因而在邊坡治理過程中得到了廣泛的應用。
3.地表排水
(一)邊溝: 設置在挖方路基的路肩外測,用以匯集和排除路基范圍內和流向路基的少量地面水。
(二)排水溝: 用以引出路基附近低洼處積水的人工溝渠。
(三)跌水與急流槽: 設置于需要排水、高差較大而距離較短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消減水的能量。急流槽多用于涵洞的進出水口,或在特殊情況下,截水溝流向邊溝的地段。
(四)截水溝設計
①截水溝設置的目的
當路基挖方上側山坡匯水面積較大時,應設置截水溝; 截水溝應能保證迅速排除地面水,溝底縱坡一般不應小于 0.5%,以免水流停滯。對土質地段的截水溝,必要時應采取加固措施,以免水流沖刷或滲漏; 截水溝應結合地形合理布置,直接舒順。
②截水溝斷面形式
截水溝斷面一般為梯形,底寬不小于 0. 5m; 深度按設計流量確定,一般不應小于 0.5m; 邊坡坡度視土質而定。
(五)排水溝加固
具體措施有: 土溝表面夯實、干砌片石加固、漿砌片石加固。
4. 地下排水
(一)滲溝: 滲溝對排水路基邊坡下滲水、裂隙水具有顯著效果,也可降低路基兩側的地下水位。
(二)支撐式滲溝: 支撐式滲溝主要設計在路基邊坡體裂隙水發育明顯,且出現多個滲出點,往往以帶狀、面狀發育的坡面,由于其水豐富、分布分散,通過設置“Y”型支撐式滲溝,可有效收集邊坡一定范圍的滲水,并及時排出,對保證邊坡穩定、保持邊坡體強度具有一定作用,從而保證邊坡穩定。
(三)傾斜式排水管: 在多雨地區,往往邊坡水在一定的深度內大范圍分布,若不及時排水,長期儲存在路基邊坡體內,影響邊坡體的巖、土強度,不利于邊坡穩定,該情況下,可通過設置深層的帶孔排水管,必要式可采用上下交錯布設,可有克服支撐滲溝深度不足的缺點,將深層水排水。
(四)大孔徑排水管( 溝) : 該種情況多用于泉眼式滲水,在多雨地區,部分泉眼雨季水量較大,采用傾斜式排水孔很難及時排除水流,往往造成邊坡明顯的沖刷。這種情況下采用加大孔徑的混凝土排水管( 溝) 具有較為明顯效果。
四.結束語
伴隨著我國交通的迅速發展,覆蓋全國的交通運輸網絡正逐漸形成,公路工程施工規模逐漸擴大,所面臨的工程施工地質地貌等自然條件也更為復雜,在公路工程施工過程中,各種類型的公路邊坡都逐漸出現,加強對邊坡穩定性的定量定性分析,加強邊坡的預防治理工作,已經是整個公路建設施工、養護中的重要環節,在整個交通網絡建設中得到了更多的關注。因而,在進行公路工程施工管理過程中,要不斷完善邊坡穩定性分析方式,探究邊坡防治的有效措施,通過分析各種類型的邊坡產生的原因,采取有效的處理措施,不斷采用先進技術和機械設備,預防不穩定邊坡的出現,提高邊坡的治理水平,保證整個公路建設的質量,促進我國公路建設的健康快速發展。
參考文獻:
[1]王慶昌 劉蓮馥 李相文 魏觀亭 不同邊坡加固與生態綜合防護技術探討 [期刊論文] 《中國科技博覽》 -2009年34期-2003年12期
1 概 述
巖土邊坡工程改變了自然邊坡現狀,會對當地的生態環境造成不利影響,在環境保護要求嚴格的今天,邊坡工程增加生態環境保護的內容是非常重要甚至是強制性的。其中邊坡植被防護作為巖土工程生態環境保護的重要部分,在國內得到了廣泛的應用,并取得了良好的效果,且開始逐漸取代傳統的圬工護坡。邊坡植被防護工程主要有以下幾類技術:①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④噴播植草;⑤植生帶;⑥綠化網;⑦土工網墊等。
本文將結合三峽庫區地質災害治理工程的經驗,重點論述噴播植草防護技術在庫區地質災害治理工程中的應用。
2 噴播植草防護技術的特點
噴播植草是利用液態播種原理,將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑和色素等按一定比例配水混合攪勻,通過機械加壓后噴射到邊坡坡面的防護技術。由于其施工簡單、速度快,造價低且草籽成活率高,在國內外獲得了廣泛的應用。
3 噴播植草防護邊坡的主要功能
噴播植草作為邊坡防護措施,將極大地改善工程建設的生態環境,創造良好的經濟、社會和環境效益。主要功能是對巖土邊坡淺表層進行防護,通過對淺表層邊坡的加固從而達到防止雨水沖刷、控制水土流失、保持邊坡穩定的作用。
3.1 邊坡加固作用
(1)深根的錨固作用。植物的垂直根系穿過坡體填土,錨固到深處較穩定的土層上,能起到錨桿的作用。喬本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深處有明顯的土壤加強作用。
(2)淺根的加筋作用。植物根系在土中錯綜盤結,使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料,穩定邊坡表層土體,起到護坡的作用。
3.2 植被的水文效應
(1)降低坡體孔隙水壓力。植物通過吸收和蒸發邊坡土體內的水分,降低土體內的孔隙水壓力,從而提高了土體的抗剪強度,有利于邊坡土體穩定。
(2)控制土壤侵蝕、保持水土。降雨是坡面沖刷的重要原因,降雨時植草對邊坡有明顯的保護作用,能有效降低地表徑流的流速,從而抑制面蝕及溝蝕,減小邊坡土體的流失。
3.3 改善和美化環境
植草可使被破壞的環境逐步恢復,并能促進有機物的降解,凈化空氣;植草形成的綠化帶,與周邊環境更協調,與自然更接近,起到改善和美化環境的作用。
4 三峽庫區地質災害治理工程特點及要求
(1)三峽庫區在蓄水及運行過程中水位變化頻繁,水位變幅大;
(2)受當地地形地質條件限制,沿江地質災害治理區域大多土質貧瘠,有機質含量低;
(3)采用噴播植草防護的邊坡坡比為1∶2~1∶
3.5,坡度能滿足噴播植草的要求,無需采用網墊等其他額外加固措施;
(4)施工工期短,時間要求嚴格;
(5)要求邊坡盡快形成抗沖刷能力;
(6)工程位于城鎮,對景觀、綠化要求高;
(7)成坪后不需要專門的養護,形成穩定生物群落并自然生長;
(8)邊坡面積較大,應盡量降低成本,節約投資。
5 符合庫區災害治理工程特點的噴播方案針對庫區災害治理工程特點及要求,采用了以下的噴播方案。
(1)選用在三峽庫區能廣泛生長的草種。采用豆科和喬本科草種混播,提高耐貧瘠能力。根據庫區地質災害治理工程的特點及當地的氣候條件,采用以小冠花為主,以中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿等為輔的4種草種混播。
草種以小冠花為主是因為小冠花具有以下特點:①生長年限長,其壽命可達50 a以上;②根系發達,持久性強;③覆蓋速度快,覆蓋度大,每株當年覆蓋面積平均0.7~0.9 m2;④綠色期長,枯草期短,在南方為四季常綠草種;⑤耐貧瘠、耐寒、耐高溫、高抗病蟲害;⑥水土保持效果顯著;⑦對不同氣候及土壤的適應性強。
由于小冠花耐水性較差,在水位變幅區降低小冠花草種的比例,相應增加其他輔助草種比例,以提高植草的耐水性。 轉貼于
(2)增加黏合劑、木質纖維素、保水劑、復合肥等噴播材料用量,并覆蓋無紡布,使草籽在噴播后立即在土壤表面形成較強的抗沖刷能力。三峽庫區地質災害治理工程較多采用土石方回填,邊坡為碎石土質邊坡,為確保草籽在初期能順利成活并生長,增加了黏合劑、木質纖維素的用量以確保草籽在邊坡上可穩定附著;增加保水劑、復合肥的用量以確保草籽在生長初期的養分及水分的充足供應。
(3)采用多草種混播,提高耐水性、增強抗病、抗蟲害能力,有利于形成穩定的生物群落。
(4)在滿足要求的前提下,優化配方,降低成本。
(5)在邊坡滿足噴播植草要求后立即施工,邊坡清理與噴播植草同時進行,清理一塊噴一塊,力求在最短時間內完成,滿足工期的要求。
6 噴播施工
6.1 施工所需設備、材料及人員組成
(1)噴播機:容器容量為50加侖;
(2)草籽:為中華結縷草、兩耳草、紫花苜蓿、小冠花4種混播;
(3)添加劑:黏合劑、飽水劑、木質纖維素、復合肥;
(4)無紡布;
(5)便攜式汽油泵及連接汽油泵與噴播機容器的水管;
(6)施工人員組成:清理邊坡2人,噴播技工4人。
6.2 噴播工序及技術要求
噴播工序為:清理并平整邊坡混合草籽并噴播鋪蓋無紡布養護。其中清理并平整邊坡、混合草籽并噴播、鋪蓋無紡布3道工序可同時交叉進行,以縮短工期。
各工序技術要求如下。
(1)清理并平整邊坡。在防護范圍內要清除雜物,并對邊坡進行平整,使邊坡達到噴播的要求。根據噴播機噴播面積對坡面進行劃分并做好標記,防止混噴及漏噴。
(2)混合草籽并噴播。將草籽及添加劑按一定比例配置好,依次加入并混合攪拌30 min,然后均勻噴至坡面,為保證噴播均勻,在坡面上先噴2/3的混合液,余下部分重新加滿水后復噴一次至附著均勻即可。
(3)鋪蓋無紡布。覆蓋無紡布是對噴播植草的初期養護,在草籽未萌發前可起到防沖刷、保水、保溫的作用。無紡布應采用鐵絲或竹釘固定,四邊用土壓好,防止風吹開。
(4)養護。在草籽萌發前期,應根據土壤濕度的變化多澆水,保證種子萌發所需水分,在種子發芽后,根據發芽情況適當澆水至其自然生長,形成穩定的生物群落。至此,養護工作基本完成,只需定期清除雜草即可。
7 工程效果及經濟、社會效益
(1)由于施工機械化程度高,邊坡的噴播植草可迅速完成,從而大大降低成本,僅為圬工護坡的10%~20%。
(2)噴播植草所用附加材料大多數為易分解材料,對環境無污染;且植草邊坡與周圍環境相融合,能美化城鎮景觀。這是傳統圬工護坡所不及的。
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.
中圖分類號: U416.1+4 文獻標識碼: A 文章編號:
一、邊坡破壞的主要類型
筆者根據多年的工作經驗,總結出我國高速公路路基的邊坡破壞主要有以下幾大類:公路上邊坡破壞、公路下邊坡破壞、沖刷破壞和邊坡的崩塌。
1、公路上邊坡破壞:我們一般將人工開挖的斜坡稱為上邊坡,其主要作用是維護邊坡的穩定。但是在降雨、融雪、凍脹以及風化等外力作用下,也容易被破壞,主要破壞形式為沖刷、崩塌等。
2、公路下邊坡破壞:路基下邊坡一般為填土路堤受力穩定的路堤邊坡的破壞,主要表現為邊坡坡面及坡角的沖刷。坡面沖刷主要來自降水對邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷,使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝,沖溝不斷發展導致路基發生破壞;沿河路堤及修筑在河灘上、滯洪區內的路堤,還要受到洪水的威脅,可能出現沖毀路堤坡腳導致邊坡破壞的現象。邊坡破壞還與路基填料的性質、路基邊坡高度、路基密實度有關系。一般地,砂性土邊坡較粘性土邊坡更容易遭受坡而流水沖刷,密實度較好的邊坡,比密實度較低的邊坡耐沖刷。
3、沖刷破壞:一般較緩的土質邊坡容易出現沖刷破壞,其原因是那些地方在大氣降水的作用下,在沿坡徑流方向會形成許多小沖溝,根據實際工作經驗我們發現如果不及時的采取任何防護措施,沖刷性破壞有逐年擴大的趨勢;而在邊坡坡腳在冬季容易發生積雪的現象,造成坡腳濕軟,強度降低,上部土體失去支撐,發生破壞;同時,高速行駛的汽車濺起的雨雪水,也沖刷坡腳。我們由此可以看出,邊坡最薄弱的地方就是坡腳。
4、邊坡的崩塌:一般分為三類:落石型、滑坡型、流動型,有時在一次崩塌中會同時具有這三種形式
( 1)落石型:一般指較陡的巖石邊坡,在斷層的下裂隙發育的巖石容易下落,被人為的破裂而分割成軟弱的斷塊,這些裂面寬而平滑,有方向性。落石和巖石滑動易沿陡的裂而發生。裂隙張開程度用肉眼不一定就能識別,但能滲水,山于反眨凍融,長時間的微小移動,裂縫逐漸擴大,由于降雨,裂縫中充滿水,產生側向靜水壓力作用,造成崩塌一般裂隙發育巖體,更易發生落石現象,此外硬巖下臥軟弱層時,也會發生這種現象。此類破壞型式必須嚴格控制,崩塌滾落的巖石極易對行車構成威肋。
( 2)滑坡型崩塌:指巖層在外力作用下剪斷,巖層間軟巖發生順層滑動,多發生于傾向于路基、層間有軟弱夾層的巖體中,另外,當基巖上伏巖屑層、巖堆等松散的堆積物時,極易發生坍塌。
( 3)流動型崩塌:路基邊坡在下雨時發生的崩塌主要為流動型,一些風化的散沉積土,多會受雨水的影響而產生流動型崩塌,流動型崩塌沒有明顯的剪切滑動面,從分析可知在邊坡的防護設計工作中,既要做好坡面防護設計、排水防水設計、控制好水的問題,又要根據地質條件、巖體性質、巖層產狀、邊坡高度做好邊坡坡面設計。
二、高速公路邊坡破壞的主要原因
1、地表水和地下水的影響
地表水的下滲對高速公路的邊坡有很大的影響,邊坡土體的飽和增加了滑體的重量,降低了邊坡巖土體的抗剪強度,最終導致滑坡地下水的存在,使邊坡(巖)土體抗剪強度顯著減小,同時地下水還能溶解土石中的易溶物質,改變了土石的成分,使土石發生變化,巖石和巖體結構受到破壞,發生崩解和泥化現象,從而使(巖)土體的抗剪強度降低,導致滑坡的形成。
2、地震、爆破對滑坡的影響
滑坡受地震的影響非常大,仔細分析不難發現,首先是地震的強烈作用使邊坡(巖)土體的內部結構發生破壞和變化,原有的結構面張裂、松弛,加上地下水也有較大變化,特別是地下水位的突然升高或降低對邊坡穩定很不利,另外,一次強烈地震的發生,往往伴隨著許多余震,在地震力的反復振動沖擊下,斜披土體就史容易發生變形,最后就往往會發展成滑坡。
三、高速公路路基邊坡破壞防護的主要措施
為了降低降水、日照、氣溫、風力等自然力對坡面的破壞,因而在坡面地區要積極采取措施進行坡面防護。坡面防護的主要作用是保護路基邊坡表面免受從而提高邊坡的穩固性。我國的公路路邊防護非常非常重視坡面防護。坡面防護主要包括植物防護和工程防護兩個方面,當路基土石方施工時或完畢后,應及時進行路基邊坡防護。施工必須適時,穩定,防止雨水、氣溫、風沙作用破壞邊坡的坡面。
1、植物防護
我國高速公路邊坡植物防護主要采用鋪草皮,種草和植灌木形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用,植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受大氣降水和地表徑流的沖刷。植物防護應充分考慮當地氣候、土質、含水量等因素,選用易于成活,便于養護,經濟效益高的植物類種,尤其是要保證成活率。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植被根系能與土層密切結合,根與根相連,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效的穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。
根據具體情況,采用平鋪、疊鋪或方格等形式。從坡腳向上鋪釘,用尖木(竹)樁固于邊坡上。種草防護,適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微的路基邊坡上。草籽應均勻撒布在清理好的土質坡面上,同時做好澆水、養護管理。路塹較陡或較高時可通過實驗,將草籽與含肥料的有機質泥漿噴射到坡面上。灌木(樹木)防護,適用土邊坡栽植。方法按設計要求,施工時應注意季節。樹種應采用耐寒、耐旱,容易成活的樹種。規范規定,高速公路、一級公路邊坡上嚴禁種植喬木。
2、工程防護
工程防護適用于不易于草木生長的巖石面上。一般采用框格、抹面、捶面和噴槳、坡面護墻、護坡等框格防護用混凝土、漿砌片(塊)石等材料,在邊坡上形成骨架,提高邊坡表面粗糙度系數,減緩了水流速度。根據美觀需要,框格可做成各種造型:六角形混凝土塊、漿砌片石拱形、漿切片石或預制塊作成的麥穗形等。除對路基邊坡有一定的防護作用外,還對路容有一定的美化效果。由于在邊坡中鑲槽鑲進,有一定的施工難度。
特別要注意的是,在施工前,應將坡面上的雜質、浮土、松動石塊及表層風化巖體等清除干凈。抹面、捶面防護,由于使用年限短,現在的高速路很少使用。當路基較低時,采用抹面防護合理摻加草籽,既能起到防護作用又能起到綠化效果,可適當嘗試噴射防護和噴射混凝土防護,適用于邊坡易風化,裂隙和節理發育,坡面不完整的巖石邊坡。其主要作用是封閉邊坡巖石裂隙,阻止大氣降水和坡面流水侵入,從而阻止裂隙中側向水壓,防止邊坡繼續風化,保護邊坡不發生坍塌。
在我國山區高等級公路防護中,大多數采取護面墻的形式。根據邊坡高度,巖石風化程度以及巖體的地質特性,采取半防護和全防護形式。在半防護措施中,有時采用坡腳護面墻。因為自然降水從坡頂沿坡面下流,流至坡腳時,速度最大,也是沖刷最嚴重的。因此,在坡腳處設置護面墻是最起碼的防護措施。同時我國山區高速公路目前常用的路基邊坡防護措施還有護坡防護的形式。穩定邊坡上鋪砌(漿砌或干)片石、塊石或混凝土預制塊等材料,用來將坡面流地表徑流對邊坡沖刷的影響降到最低。沖刷輕微時,軟土基上的土質路堤防護,無水流沖刷影響時,可采用干砌片石坡,用以降低地基不均勻沉降對路基變形的影響。
結語
高速公路路基邊坡的維護和防治是一項系統的工程,任重而道遠。路基邊坡的質量直接關系著高速公路的質量和行車安全。我們必須加強高速公路路基邊坡的維護管理工作,切實維護人們的生命財產安全。
參考文獻
[1]公路路基邊坡破壞形式及防護措施 - 科海故事博覽·科技探索 - 2010(7)
中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)24-0014-02
邊坡防護形式與邊坡穩定狀況、破壞類型及規模、工程經濟、環境保護、施工方案、工后維護等多種要素密切相關。在工程應用上,如何把那些成熟的經驗準則予以定量化,或者轉換為半定性半定量的防護決策模型,具有現實的工程指導意義。
一、工程概況
公路穿越山區地段,地層復雜多變,地質構造復雜。大量開鑿石山削坡,形成眾多人工邊坡。其中K861+800~K862+020、K921+460~K921+660等處上邊坡因開鑿爆破和風化以及強降雨作用,部分邊坡坡面及坡眉線附近常有巖塊崩落,嚴重影響高速公路安全和行車安全,需及時防護,以確保安全?,F分述如下:
1.K861+970~+990右上邊坡:該邊坡下部采取了漿砌片石加固防護措施,但上部仍有風化碎塊分布,現部分已經松動甚至掉落,威脅到下方公路安全。
2.K921+460~+660左上邊坡:該邊坡下部已做漿砌片石加固防護處理,上部巖石節理裂隙發育,在長期風化及強降雨作用下,邊坡有崩塌落石發生。
3.K926+680~+722右上邊坡:該邊坡為土石混合邊坡,在長期風化及強降雨作用下,邊坡巖土體發生崩落,具有繼續發展潛勢。
二、邊坡防護決策
邊坡防護與邊坡類型密切相關。邊坡分類方法很多,按照邊坡物質組成類型,公路邊坡可分為巖質邊坡、土質邊坡和復合邊坡等三種。其中,巖質邊坡根據其完整性和結構效應,一般可分為完整巖石邊坡、破碎巖質邊坡和受優勢結構面控制的巖體邊坡等三類,優勢結構面控制巖質邊坡穩定性;土質邊坡按照土層均勻性和宏觀結構面發育特征,大致也可分為純土質(均質土坡、非均質土坡)和類土質邊坡等兩類,其中類土質邊坡是一種受宏觀結構特征控制的非均質土坡,在公路工程中,類土質邊坡包括殘坡積土質邊坡、風化土邊坡、崩塌(滑)堆積土邊坡和復雜結構土質邊坡等,其破壞模式既有土坡特征,又與巖質相似,受宏觀結構面工程性狀的控制影響。復合邊坡是公路工程最為常見的邊坡,其坡表通常為土質邊坡,下部坡體為巖質結構,具有多種復合破壞模式。
三、加固防護設計方案
都安至南寧高速公路穿越山區地段,地層復雜多變,地質構造復雜。大量開鑿石山削坡,形成眾多人工邊坡。其中K861+800~K862+020、K921+460~K921+660等十一處上邊坡因開鑿爆破和風化以及強降雨作用,部分邊坡坡面及坡眉線附近常有巖塊崩落,嚴重影響高速公路安全和行車安全,需及時防護,以確保安全。
根據上述邊坡的危害性調查,為防止邊坡土體及危巖崩落,經分析計算,采用錨噴、掛尼龍網噴射砼的加固防護方案,各邊坡加固防護方案見表1:
四、防護加固技術要求
(一)錨桿施工要求
1.先清理坡面危巖、松動石、浮土等。用鑿巖鉆機或錨桿鉆機在先定出孔位處采用干作業法成孔,孔深按設計要求,且穿越破碎巖石和不穩定層,進入穩定巖層。孔位及孔深變更需經監理工程師同意簽字確認。
2.灌注水泥(砂)漿:注漿出漿口應插入距孔底100~300mm處,漿液自下向上連續灌注,且確??變软樌潘?、排氣且漿液應足夠。注漿材料應按設計要求確定,宜選用灰砂比1∶0.5~1∶1的水泥砂漿或水灰比0.45~0.50的純水泥漿。漿液應攪拌均勻并在初凝前用完。
3.錨桿體制作、存儲按設計要求,制作前鋼筋應平直、除油和防銹。
(二)噴射混凝土施工要求
1.采用干法噴射混凝土,其水泥、砂、石重量比宜為1.0∶4.0~1.0∶4.5;水灰比宜為0.4~0.45。干混合料宜隨伴隨用,無速凝劑摻入混合料時,存放時間不超2小時,摻速凝劑后,存放時間不超過20min。
2.噴射混凝土前應做好準備工作。噴射作業應分段分片依次進行,噴射順序自下而上,也可依實際情況酌情調整。
3.噴混凝土一次噴射厚度,不摻速凝劑時為30~70mm,摻速凝劑時為50~100mm。
4.經分層噴射時,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行。若超過終凝1小時后噴射,應先用風、水清洗噴層表面。
5.噴射混凝土后應養護,噴射砼終凝2小時,應噴水養護,養護時間一般不少于7d,遇雨天可適應減少噴水養護次數。
(三)漿砌石防護
本工程僅局部漿砌石防護,按漿砌石工程要求進行。
(四)掛尼龍網噴射砼防護
坡面相對平整且巖石較完整的邊坡采用該防護方案。首先清除坡面危巖、松動石及浮土,然后掛ML-1.86×6尼龍網,并采用φ10 mm,L=12cm的鋼筋按1.0×1.0m固定,入坡面深度0.1m,然后噴射C20細石砼,厚度5cm。掛網及噴射砼范圍應超出坡眉線不少于1.0m。圖1給出了采用掛網噴射砼防護的K868+500下行線邊坡防護斷面圖。
五、質量要求及驗收
1.為控制工程質量,應加強施工質量管理與檢查。對主要原材料進行取樣和試驗,進行施工檢查和工程驗收。
2.鋼筋、水泥和砂子等按相關要求進行檢驗。
3.施工中應對錨桿位置、孔徑、孔深和角度,錨桿長度和桿體插入長度進行檢查。對漿液配合比、壓力、注漿量等進行檢查。對掛網順直、搭接、固定等進行檢查。
4.宜根據噴射混凝土現場,每個施工段或每噴射50~100m3應制取1組樣進行評價其均勻性和平均抗壓強度。評價標準見《錨桿噴射混凝土支護技術規范》(GB50086-2001)。
5.質量檢驗要求。(1)所有本工程使用原材料滿足規范及設計要求。(2)錨孔位置、深度、角度;掛網范圍、面積;噴砼范圍、厚度等施工檢查結果滿足要求。(3)防護后,在其防護范圍內無巖塊崩落至路面及邊溝。噴射混凝土后養護滿足要求。
6、工程竣工后,應按設計要求和質量合格條件下進行工程驗收,并按要求提供相關資料。
六、結語
為保證施工正常進行,控制工程質量,應加強施工質量管理與檢查。對主要原材料進行取樣和試驗,進行施工檢查和工程驗收;鋼筋、水泥和砂子等按相關要求進行檢驗;施工中應對錨桿位置、孔徑、孔深和角度,錨桿長度和桿體插入長度進行檢查。對漿液配合比、壓力、注漿量等進行檢查。對掛網順直、搭接、固定等進行檢查。錨孔位置、深度、角度;掛網范圍、面積;噴砼范圍、厚度等施工檢查結果滿足要求。
防護后,在其防護范圍內無巖塊崩落至路面及邊溝。噴射混凝土后養護滿足要求。工程竣工后,應按設計要求和質量合格條件下進行工程驗收,并按要求提供相關資料。
參考文獻
[1]SarmaS.K,Stability Analysis of Embankment And slopes [J].Geotechnique,1973,23(3).
關鍵詞:
客土噴植生態建設原理優勢施工程序
中圖分類號:U213.1+3文獻標識碼: A 文章編號:
論文主體:
近年來,隨著國家可持續發展的推行,水利建設項目更加重視工程建設與生態建設的結合,在中小河流綜合治理等項目當中更是大力推行生態建設方案為主流設計方案,由此也可發現國家對生態建設技術的重視與推廣。在公路專業設計當中,已有許多區域改變了傳統的公路邊坡防護方式,放棄了單一的混凝土貼坡、漿砌片石、掛網噴錨等工程防護措施,而改用掛網客土噴植、三維網植草等技術來對邊坡進行防護,客土噴植這一技術不止能在公路建設當中進行使用,在水利建設項目當中有許多邊坡的防護也非常需要利用這一技術,例如防洪堤防護及許多工程中出現的高陡邊坡防護,下面就粗淺的介紹一下掛網客土噴植技術在邊坡防護當中的優勢與施工要點。
一、掛網客土噴植技術的原理
客土噴播中的客土就是指非當地原生的、由別處移來用于置換原生土的外地土壤,通常是指質地好的壤土(沙壤土)或人工土壤,工程使用的客土添加了纖維、侵蝕防止劑、長效緩釋性肥料和種子等添加物,添加物質按一定比例配合后后,用團粒劑使客土混合物形成團?;Y構,從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕,牢固透氣,與自然表土相類似或更優的多孔穩定土壤結構,加入專用設備中充分混合攪拌后,通過空氣壓縮機壓縮空氣噴射到坡面上形成所需要的生育基礎及植物層。對裂隙發育的硬巖坡面、軟巖坡面、砂地、貧瘠地、酸性及堿性土壤等植物生長困難地區,客土噴播技術可以重新使邊坡盡快恢復植物生長的可能,從而形成耐侵蝕性的綠化邊坡。
二、掛網客土噴植技術優勢
現有水利建設項目當中,遇到邊坡防護項目,土質邊坡多以削坡后進行漿砌片石護坡后勾縫或者直接進行混凝土貼坡防護,硬質邊坡或風化邊坡則采用打錨筋后噴混凝土方案進行防護,兩種方法均為傳統防護形式、硬性防護措施、安全可靠、施工工藝簡單,但成本核算高,不利于景觀、對生態植被造成永久破壞,地下水無法滲出會導致邊坡穩定性得不到保證。而生態護坡技術通過一系列的技術建設,可對邊坡起到穩固的防護作用,同時也結合了生態技術,建設完成數月后即可有植物生長,在保證結構穩定的情況下更添加了觀賞性。
綜合投資、防護效果、生態景觀等因素,提出以下的常見護坡方案比選。
表5.3-1護坡方案比選表
綜合上表可見客土噴植技術在使用范圍及投資上均有較大優勢,在建設中客土噴植技術的優勢還體現在:
應用客土噴播技術,防護綠化工程水土保持好、經濟性好、使用壽命長、機械化程度高、施工干擾小、 美觀自然且不需要養護。
(1)噴播設備性能優良,使巖石坡面不具備植物生長條件的高大邊坡完全可以實現綠化。由于客土的應用,為灌木和樹木的根系提供了良好的生長基礎,能夠實現草、灌、喬合理的植物群落配比,達到建成后路域植被與自然植被融為一體的效果
(2)植物生長狀態良好且可持續發展性良好,可與工程防護方法結合應用。在邊坡陡急、基巖不穩定的條件下,可先使用格子梁及噴錨方法使邊坡穩定,再使用本方法進行綠化。
(3)抗雨水侵蝕性強。由于生長基礎混合料中有粘合劑,且通過空壓噴付于坡面,形成具有一定強度及厚度的面層結構。加之植物發芽及初期生長快,很快將表面覆蓋,能在短期內發揮植物的防雨水侵蝕效果。
(4)經濟美觀。與護面墻、掛網噴漿相比較,有明顯的經濟效益和美觀性,單價不到普通25—30 cm厚漿砌片石護面墻單價的一半,具有明顯的經濟可行性。
三、客土植草技術的施工程序
客土植草技術施工斷面圖
1、清理整平坡面
在路基邊坡按設計的坡率、坡高、平整度修整坡面,人工清理坡面浮石、浮土等,并且做到處理后的坡面斜率一致、平整,無大的突出石塊與其他雜物存在,對于光滑巖石要采取挖鑿橫向平行溝等措施進行加糙處理,以免基材下滑,使其有利于基材和巖石表面的自然結合。
2、安裝錨桿
錨桿長度取1.5 ~2.5m,采用直徑為φ16-22mm的螺紋鋼,錨桿與坡面成90°角布置。安裝錨桿時,先放樣,錨桿交錯排列,橫向間距1.5-2m ,縱向間距1.5-2m,然后用風鉆或電鉆進行鉆孔,鉆頭的直徑大小一般為φ38 mm ,鉆孔深度與錨桿長度相同。打孔完畢,便可進行錨桿的固定工作。將錨桿插入孔內,桿頭伸出坡面6~8cm,以方便掛網,然后用水泥砂漿將錨桿孔內腔灌滿填實。
3、安裝植生帶
在鐵絲網底下,縱向間距1m,橫向布置1條植生帶,植生帶由土工布、木糠、細沙組成。主要起到蓄水和導水的功效,緩解巖石邊坡在干旱時草坪生長的缺水問題,植生帶用φ2.2 mm的鐵絲固定。
4、固定鐵絲網
將鐵絲網從坡頂沿坡面順勢鋪下,鐵絲網應伸出坡頂50 cm 。鋪設時網應拉緊,鋪平順后,將網掛在錨桿上,用連接件或鐵絲鎖緊,并根據需要在錨桿中采用不同厚度的混凝土墊塊,以使鐵絲網與坡面保持3~5cm的距離,網與網之間的搭接寬度為15cm。 完成網與錨桿的連接工作后,要嚴格檢查鐵絲網與錨桿連接的牢固性,確保網與坡面形成穩固的整體。
5、噴射有機基材
有機基材是由土壤、水泥、保水材料、有機質和肥料等組成,其中土壤、保水材料及有機質須經過篩選,篩網孔目尺寸為18~20 mm ,準備工作就緒后,利用噴射機將混合均勻的有機基材噴布于坡面,噴射的平均厚度為8~10 cm ,其中鐵絲網之上要保證有3~5 cm厚的基材。根據邊坡的巖性酌情調整噴射厚度,以保證有機基材能提供草坪生長所需足夠的養分及水分。
6、噴播草籽
基材噴射完成后,待其自然風干4~12 h,才可進行面層的草籽噴播工作。 噴播草籽采用液壓噴播技術,將附有促進種子萌發、小苗生長的種子附著劑(也稱土壤改良劑) ,紙漿纖維、肥料、草種等,混合置于噴播機內經過機械充分攪拌,形成均勻的混合液,進而通過高壓泵,將混合液高速、均勻地噴布于已經處理好的坡面上。
7、覆蓋無紡布
噴播完成后,在其表面層覆蓋無紡布,減少因強降水造成的對種子的沖刷,同時也減少邊坡表面水分的蒸發,從而進一步改善種子的發芽、生長環境。
四、結語
掛網客土噴植技術是目前采用的新型生態邊坡防護技術之一,該技術能夠擺脫傳統施工技術,避免建設項目后對生態植被造成永久破壞,在技術在防洪堤常水位以上,河道整治常水位以上及其他水利項目高陡邊坡防護部分可起到良好的加固及美化作用,目前國內已有非常多的項目已進行了應用,并經過了多年的考驗,植物生長大多良好,猶如一幅綠色地毯,希望該技術可在建設項目中大力推廣,促進生態建設的發展。
【參考文獻】
在我國經濟快速發展的帶動下,對道路的需求量也在不斷地提高,每年都有大量的新建、改建、擴建項目開工建設,而山區道路就是其中的一部分。山區道路的建設使原地面的地表植被受到嚴重破壞,不可避免地在道路兩側形成了大量的坡面。如果道路正適逢通過坡度較大或構造不良的地帶,還有可能造成崩塌、滑坡、泥石流等地質災害,對道路使用者的安全構成很大的威脅。因此,在山區道路工程施工中,坡面的防護和加固,是保證道路安全、穩定不可或缺的工程技術措施。大量的工程經驗說明,在道路建設中,必須實行行之有效的防護工程,這一點對于提高道路工程質量,確保工程投資取得必要的收益和延長道路的使用年限都具有重要的意義。
一、道路坡面防護簡介
道路的坡面也叫邊坡,坡面防護主要就是通過一定的技術措施來保護路基邊坡表面,使其在非正常天氣的情況下,減緩溫度及濕度變化的影響,如在雨天讓路基邊坡免受雨水沖刷,有效防止和減少不良巖土表面的風化、剝落等,常用的坡面防護設施有植物防護和工程防護。目前,我國大部分道邊坡的防護還基本上采用“工程措施為主、植物措施為輔”的工程技術,但隨著人們對美的要求的提高,對周圍環境也產生了較高的要求,且人們對保護環境的重要性的認識,這種工程技術的適用范圍和適用度正在逐步縮小。因此,在一定的層面上來講,有“生命”的植物防護在維持路基邊坡穩定、提高路基強度和改善道路環境方面,要優于無機物的工程防護。
(一)植物防護
植物保護也稱為生態防護,是指在邊坡上種植草叢或灌木或兩者兼有,以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固結邊坡土壤以有效減輕沖刷,從而達到保護邊坡的目的,同時也起到美化路容的效果。
1.植物防護的優缺點.在以往的工程施工中,植物防護一直是做為工程防護的輔助措施,但在近年的工程實踐中,植物防護措施以其明顯的景觀、生態優勢,應用程度遠遠多于工程防護。合理的植物防護能防治邊坡水土流失、坡面失穩、塌陷或者滑坡等常見的路基病害。通過植被恢復來利用植物護坡功能來進一步穩固土體,同時植物根系起到加筋作用,防治坡面的破壞。采用植物方式進行邊坡防護,由于材料成本的低廉,且使用年限會遠高于工程防護,一般工程成本都會低于同樣防護效果的相應工程防護措施的成本。這種良好的邊坡植物系統,不僅是營造出景色宜人的路容路貌,并且可以產生可觀的生態效益,大量的植物可以涵養水源,減少水土流失的發生等。在公路工程施工中,當植物防護建成后,只要經過一定時間的維護與保養,這些植被系統就會進入相對穩定的平衡狀態,持續發揮起防護作用。在一般情況下,并不需要特殊的養護,后期投放的資金要遠遠小于工程防護,大大降低了工程造價。但植物防護也有一定的局限性,如果不能及時合理地栽植植被,就會影響邊坡的穩定性,而且植物防護由于植被的生長需要一段時間,致使植物防護的見效性慢。
2.植物防護的類型。植物防護的方法主要有種草、鋪草皮和植樹。這幾種類型可以同時選取,但要注意的是公路邊坡植物防護的主要目的是提高路基的穩定性,其次是美化道路沿線景觀環境。因此,要求植物防護選擇的植物根系一定要深,能快速覆蓋地表,盡快達到防護效果。
(二)工程防護
工程防護是一種傳統的防護措施,在我國公路建設中已被成熟應用多年。這種防護主是針對不適宜植物生長的土質填、挖方邊坡或風化嚴重、節理發育的巖石路基邊坡,以及碎(礫)石土的挖方邊坡等或者是為了就地取材,降低工程成本時采用的。通常采用砂石、水泥、石灰等礦質材料進行坡面防護。
1.工程防護的優缺點。工程防護技術初期防護效果好,修建后見效快,作用也非常顯著,經過多年的施工已逐步形成針對不同條件下的較成熟的設計、施工、維護技術措施。由于工程防護所用原材料比較容易取得,且可以提前預制,因此在施工中具有進度快、工期短的優點。但工程防護對自然環境破壞程度較大,生態環境效益極差,在路基施工中已經損壞的自然植被無法快速得到恢復。公路修建之處,只見黑、白兩色,周圍環境單調乏味,易對在公路行駛的人員造成視覺上的疲勞和厭倦的情緒,給公路行駛帶來安全隱患。而且工程防護工程施工結束后,隨著時間的推移,不論采用何種材料施工的防護措施,都將面臨著老化、破壞的風險,這勢必會帶來十分巨大的后期維護費用。
2.工程防護的類型。工程防護的類型有主要有砂漿抹面、勾縫或噴涂以及石砌護坡或護面墻等。這幾種防護要分不同情況具體選擇使用。當坡面比較完整、尚未有大范圍剝落的坡面,一般可選用抹面防護。如果路基材料是易風化而邊坡坡面是不平整的巖石挖方邊坡,可選用噴漿防護,此種防護施工簡便、效果較好。但由于水泥用量較大,會加大工程造價,重點工程可選用。這兩種方法在坡面防護時著色或修飾,有助于改善道路景觀。當坡面為比較堅硬的巖石坡面,以防止有水滲入縫隙給路基帶來的損害,可采取勾縫與灌漿。上述幾種防護針對的都是沒有大的河流經過的路基,當路基和大的河流交匯時,為防止地面水流或河水沖刷邊坡一般應設置干砌片石護面。護面墻是一種造價比較高的坡面防護措施,防護效果較好,設計、施工都較復雜,應該根據邊坡地質條件合理選用。
二、針對山區道路坡面防護的幾點想法
1.由于山區道路地形復雜,高填方、高挖方現象是非常的普遍,對這種坡面防護就需要采用植物防護和工程防護相互結合的方法,已達到最好的防護效果。
2.在采用植物防護的時候,在草種和樹種方面應逐漸走本地化道路,這樣才能使植物更能適應當地氣候,更能與自然融為一體。多采用草種和小灌木樹種進行混播,通過植草提供的初期植被,通過灌木生長來提供長期植被,從而達到“還林于山”的目的。只有這樣,才能使植物防護的成本真正降低下來,走一條“低投入低養護”的路。
3.在采用工程防護的時候,盡量采用山區自有石材,以降低工程成本;坡頂采用漿砌防洪溝,以阻擋山體雨水對坡面的沖刷;坡腳采用小擋墻,以減少對自然山體的破壞,防止滑坡等自然災害的產生。
參考文獻
論文摘要:本文從設計及施工的角度,對如何保證高速公路路基施工質量提出了若干的想法與建議,以便日后在進行路基工程的施工控制時能起到參考借鑒的目的。
凡是從事公路建設的技術人員都知道,路基工程在每一條公路建設中所扮演的重要角色。一條新建道路,如果路基質量在建設過程中得不到充分保障,在質量方面存在潛在隱患,那么,其后續施工如路面工程、防護工程等部位再怎么牢固,怎么堅硬,也始終無法得到根本的保障。對此,路基工程,是公路工程所有組成部分中尤為重要的一個施工部位,在施工過程中我們必須采取一系列科學措施來確保其質量,特別是在當今高速公路“高質量、高標準、高要求”的建設年代,我們更應該慎之又慎,更好地確保路基質量。為了能確保路基施工質量,使之能符合設計及規范技術要求,較好地滿足設計功能,我們必須對其進行合理的設計,根據不同的地質條件、建設要求進行合理地設計,并嚴格地按照施工規范付之實施,才能使建設質量得到充分的保障。下面,就讓我們從設計及施工等方面來了解一下路基一般有哪些常見的質量保證措施。
1設計過程的技術措施
1.1做好地質勘探調查對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細探查,尤其要對特殊路基段提供詳細的設計資料,地表不良路段,設計可考慮換土或摻白灰、水泥及鋪設土工布等措施。
1.2確保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性,按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度,確保路基最小填筑高度,當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時,則應采取相應的處治措施,如:換填砂礫、石渣等透水性材料設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區內的土基強度與穩定性。土質挖方路基,須換填不少于60cm砂礫,石質挖方路基,須設置30cm砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設盲溝。
1.3明確路基填料質量標準要求在各級公路工程施工圖設計中,必須明確不同填高內路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優先選作路床填料,土質較差的細粒土可填于路堤底部。
1.4完善路基綜合排水設計縣級以上公路工程設計中,必須遵循因地制宜,整體規劃,綜合考慮的原則進行路基縱、橫向排水設計,避免造成路基兩側長期積水浸泡路基,使路基承載力下降面發生沉降變形。在村屯路段必須設置排水邊溝,平坡路段邊溝須設有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統籌考慮,要求在每20-40m及主要變坡點處設置簡易或永久性泄水槽。挖方段根據上邊坡的匯水而積來設計截水溝,并考慮邊坡土質和邊坡,設置擋墻防止塌方,路基較低路段可以采取加設砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。
1.5確保路基邊坡穩定性高填、深挖路基的邊坡應根據填料種類、邊坡高度和工程地質條件等規范確定,高填路堤必須進行路基穩定性驗算。填方邊坡過高時,可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。
1.6積極采用路基綜合防護形式積極推行植物防護與硬防護相結合的綜合防護形式,在比較穩定的土質邊坡采用種草、鋪設草皮、植樹等植物防護措施。巖體風化嚴重、節理發育、軟質巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕,植物不易生長的填方邊坡可采用護面墻、砌石等工程防護措施,沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護坡、石籠拋石等直接防護措施。
2施工過程的技術措施
2.1做好施工組織設計,合理安排施工段的先后順序,明確構造物和路基的銜接關系,對高填方段應優先安排施工,在施工中以施工組織設計為龍頭,根據施工現場的實際情況,合理調配人員、設備,是保證高填方路基施工質量的重要環節。
2.2做好施工前的準備工作,開工前要認真審閱設計文件,詳細了解各段的填、挖情況,地質情況,填、挖土質和調配情況,對重要地段要作重點勘察,進一步核對設計資料,發現設計文件中有誤及時上報業主,妥善處理。
2.3認真清除地表土不良土質,加強地基壓實處理,地表植被、樹根、垃圾、不良土質(鹽漬土,膨脹土等)必須予以清除,同時應加大地表的壓實密度,采用大噸位振動壓路機處置。
2.4填筑路基前,首先,必須疏通路基兩側縱橫向排水系統,避免路基受水浸泡。特別是地基土為黃土、粘土等細粒土,在干燥狀態下(最佳含水量)結構比較強,有較強承載能力,一旦受水浸泡,將易形成翻漿或路基沉降,因此做好路基施工前排水暢通尤為重要,工程監理和施工質量自檢人員應認真監督;其次,要嚴格選取路基填料用土。路基填料確定前,需進行土質分析、CBR值、標準擊實等試驗,對于種植土、腐殖土、淤泥、強膨脹土等劣質土和CBR值、最大粒徑不能滿足規范要求的材料,不能用于路基填筑;再則,路基填筑前還要根據設計進行施工放樣,建立半永久性的臨時水準點和坐標點并做好記錄。路基坡腳放樣一定要準確,確保路基寬度滿足設計要求,路基坡角范圍內,要求清除雜草、樹根、淤泥等,并進行整形碾壓,壓實度須達到規范要求。舊路加寬、半填半挖段做好寬度不小6m的向內傾斜的臺階。
2.5填石路基與雞爪形地段路基施工,可利用重型夯實設備進行強夯處理,或將土工隔柵(土布)水平分層布置在填石路堤內,防止或減緩細料在填料空隙中的流動。
2.6路基施工必須分層填筑,分層碾壓,嚴禁路改工程中滾填,一般路段壓實度不得大于30cm,構造物兩側(橋涵頭處理)松鋪厚度不得大于20cm,不同性質的土不能混填,同一種土填筑厚度不能小于50cm(兩層)。路基填筑須全幅填筑,一次到位,嚴禁幫寬。碾壓過程中,要控制好含水量,壓實度達到規范要求后,方可進行后續施工,壓實度檢測每層1000m2(不足1000m2按1000m2計)不少于2點。根據不同填土類型和壓實厚度,選擇好壓實設備,對于砂礫土振動壓路機具有滾壓和振動雙重作用,效果較好。
2.7路塹施工要保證排水暢通,對上坡施工時,應注意確保坡體的穩定性,避免欠挖或超挖現象發生。石方爆破盡量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大規模爆破形成松散面積過大,坡體失穩,機械開挖時,邊坡應配以平地機或人工修整。路床頂面如有超挖,應清除松方并采用透水性材料進行回填,并認真碾壓,壓實度按路床項目標準進行控制。
2.8路基施工中,按照設計要求首先做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設施,以保持路基能經常處于干燥、堅固和穩定狀態。路基頂面做成2%~4%橫坡,以便于表面水及時排出。
2.9路基土石方施工時或完工后,應及時進行路基防護工程施工和養生。各類防護與加固應在穩定的基礎或坡體施工。防護工程的砂漿、混凝土,應采用機械拌和,隨拌隨用,并注重做好養生。
結束語
如上所述,我們不難看出,關系路基質量的好與壞,不外乎兩個方面。一個是設計階段的設計質量,而另一個,則是能將設計上的預想方案為實體的施工階段,這兩個環節,是一前一后,一唱一和,緊密相連的。如果只靠一套完整周密的設計方案,而在施工過程對一些質量指標不加以控制,不按圖索驥,那么,確保路基質量到頭來也只能是一句空話。對此,施工過程的技術管理工作,是保證路基質量的根本保障??傊?只有做好設計與施工這兩個主要環節的技術把關,再加上施工管理人員的精心組織、合理施工,路基質量才能得到充分保障。
中圖分類號:F253文獻標識碼: A
路基是路面的基礎,它和路面共同承受行車荷載的作用,沒有堅固、穩定的路基就沒有穩固的路面,路基的強度和穩定性是保證路面強度和穩定性的先決條件,路基的強度與穩定性,受水、溫度、土質的影響,路基的常見病害就是沉陷,而由于路基土中含水量偏大造成壓實度不足引起沉陷的事例最多,因為土中的水分過大,土粒被水膜包圍而分散得過遠,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,在壓實工作中經常注意并檢查土的含水量,并視需要采取相應措施,盡可能消除和減輕水對路基造成的危害。
確保路基強度和穩定性的手段路基強度,壓實度,含水量。先進的設計施工是確保路基強度的先決條件,而嚴格檢查、測試才能使好的設計和施工落到實處,所有的路基填料都要經過施工監理人員檢驗并認可才能使用。另外,在合理使用路基填料方面,對于用不同強度的土所填路基的部位也是很講究的,特別是土質變化較多的路段更應引起注意,不允許將CBR值較大的土填在CBR值較小的土層下面,也不允許將CBR較小的土填在路基頂部。
1 確保路基強度的有效措施
高等級公路沿線及附近的水文、地質和筑路材料的調查、試驗是保證路基強度和穩定性的基本條件。因此,不論是施工監理人員,還是承包單位,都必須集中全力,認真細致地做好沿線土質調查和取樣試驗工作。關于水文地質調查和試驗方面的工作,除調查當地的氣溫和降雨量外,還應調查地下水的深度、流量、流向,以便采取相應的處治措施和選擇合適的路基材料。關于土質調查和試驗,主要是調查挖方路基頂部填方原地面以下的土壤類型。對于軟土地段,還要做貫入度、沉降、固結試驗,并根據試驗結果,提出相應的處治方案。關于筑路材料的調查和試驗,主要是對沿線挖方及附近的各類土壤進行全面的調查和試驗,摸清可用作填料土的質量和數量,以便合理地調配使用。尤其在丘陵和山區地段,土質變化是很大的,每個山頭挖方的深度不同,土質也不一樣,切不可草率從事。
2 壓實度是填土工程的質量控制指標。
先取壓實前的土樣送試驗室測定其最佳含水量時的干密度,此為最大干密度。再取壓實后的土樣送試驗室測定其實際干密度,用實際干密度除以最大干密度即是土的實際壓實度。用此數與標準規定的壓實度比較,即可知道土的壓實程度是否達到了質量標準。
2.1公路路基的壓實度是體現整個公路結構質量的關鍵.以路基能夠達到最大干密度、最佳壓實度為目標來確定實際施工操作方法及目標,提高了對填土厚度控制、含水量控制、碾壓程序及壓實度檢測的系列控制措施,確定了最少碾壓遍數,達到最佳壓實效果的方案,保證公路路基的結構質量
2.2在路基施工過程中,為控制好路基壓實質量,提高現場壓實機械的工作效率,需要重點做好四方面工作:
1)通過試驗準確確定不同種類填土的最大干密度和最佳含水量。
2)是現場控制填土的含水量。實際施工中,填土的含水量是一個影響壓實效果的關鍵指標,路基施工中當含水量過大時應翻松晾曬或摻灰處理,降低含水量;當含水量過低時,應翻松并灑水悶料,以達到較佳的含水量。
3)是分層填筑、分層碾壓。施工前,要先確定填土分層的壓實厚度。最大壓實厚度一般不超過20厘米。
4)是加強現場檢測控制。填筑路基時,每層碾壓完成后應及時對壓實度、平整度、中線高程、路基寬度等指標進行質量檢測,各項指標符合要求后方能允許填筑上一層填土。
3 導致路基濕度變化的水源有以下三種
3.1大氣降水,通過路面、路肩和邊坡滲入;
3.2邊溝水及排水不良時的地表積水,以毛細水的形式滲入;
3.3靠近地面的地下水,借助毛細作用上升到路基內部。
4 地表水來源
4.1雨雪直接降落到路面和路基工作區域內的大氣降水形成的地表徑流。
4.2從路基上方地面匯流進入路基工作區內的徑流。
4.3沿水道由遠而近流來橫貫路基的河、溪水流。
5 地下水來源
5.1從地面滲入地下尚未達到局部隔水層或透水層的上層之流水。
5.2在地面以下第一個隔水層以上的含水層中的潛水。
鑒于以上地表水和地下水的存在,在不同程度上將對路基產生危害,必須做好地基的排水。
6 防治措施
對于以上兩種水源,采用地面排水??h鄉公路路基地面排水主要是通過全線貫通的邊溝來進行的,邊溝的橫斷面形狀常用的有梯形、矩形、三角形。一般情況下,土質邊溝采用梯形,內側邊坡不陡于1:1.5,公路過街路段邊溝宜采用漿砌片石矩形邊溝。為了保證邊溝迅速排水,邊溝縱坡一般與路線縱坡一致,并不得小于0.5%,以防淤積。
7 影響路基的水流可分為地面水和地下水兩大類,與此相適應的路基排水工程,則分為地面排水工程和地下排水工程。
7.1中央分隔帶排水及護坡道
中央分隔帶排水設施是由于高等級公路的修建才出現的。中央分隔排水設施由縱向排水溝(明溝、暗溝)、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。至于采用何種形式,可視公路等級及排水條件設計適合于本地區的中央分隔帶排水溝管形式。
7.2排水設計對于公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。公路排水設計應包含以下兩個方面的內容:其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響,一般稱之為第一類排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害,這稱為第二類排水。 第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時在路基底部摻加低劑量石灰處理設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。第二類排水設計一般包括:
1)通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等,將路表水迅速排出路基以外;
2)設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管,將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;
3)設計泄水孔以迅速排除橋面水;
4)設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。公路路基邊坡的質量和狀態能否持久而穩定、能否經得住各種因素的影響而不損壞,通常用邊坡穩定性來評價。邊坡的地質條件、水文條件、地形地貌和新構造運動等自然因素是對邊坡穩定性起決定作用的關鍵因素,而地下采掘、開挖坡腳、人工削坡等人類的工程活動對邊坡穩定性負有重大影響。路基邊坡穩定性(或狀態改變及損壞)是上述因素綜合作用的反映,邊坡穩定性和各種因素構成一個相互聯系、相互影響的整體、其中任何一個因素的改變往往會誘導其它因素改變,進而引起邊坡原有穩定狀態發生改變。
8 路基邊坡損壞形式及特點
路基邊坡在自然條件下的損壞,有多種形式和各自的特點。
8.1 滑坡部分巖(土)體在重力作用下沿著一定的軟弱面(帶)緩慢地、整體地向下移動,一般分蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩定等三個階段。因下伏巖層壓縮,邊坡沿巖(土)體內較陡的結構面發生整體下坐(錯)位移,稱為坐(錯)落。組成邊坡的巖(土)體常不發展為連續的滑動面,而順著邊坡方向發生塑性變形,則稱為傾倒。
8.2 崩塌整體巖(土)塊脫離母體、突然從較陡的邊坡上崩落下來,并順著邊坡猛烈翻轉、跳躍,最后堆積在坡底,稱為崩塌。懸崖陡坡上的個別巖塊突然下落,稱為墜落的巖塊或危石。
8.3 剝落 邊坡表層巖(土)體長期遭受風化,在沖刷和重力作用下巖(土)屑(塊)不斷地沿著邊坡滾落、堆積在坡底,即為剝落。
9 影響路基邊坡穩定性的主要因素
影響路基邊坡穩定性的因素包括地質條件、水文條件、新構造運動、地形地貌、自然氣候和人類的工程活動等。
9.1 地質條件
9.1.1巖(土)體的地質性質巖(土)體的力學性質決定了邊坡穩定性的喪失方式,如堅硬巖石邊坡失穩以崩塌和結構面控制型失穩為主,而軟弱巖石則以應力控制型失穩為主。巖(土)體的工程地質性能越好,邊坡穩定性越高。
9.1.2地質構造因地質構造關系到巖(土)體結構面的發育程度、規模、連通性、充填程度和充填物成分、以及結構面的產出狀態對邊坡穩定性的影響,因此在分析巖(土)體結構面對邊坡穩定性的影響時,要充分注意巖(土)體結構面的產出狀態與邊坡面的相互關系,亦即結構面與邊坡面的組合不同,邊坡穩定性分為反傾穩定、順傾穩定等不同形式。
9.2 水文條件“十個邊坡九個水”形象地說明了邊坡穩定性與地下水的活動關系。由于巖(土)體的力學性質受水的影響很大,地下水富集程度的提高不僅增大邊體下滑力,而且降低軟弱夾層和結構面的抗剪強度,導致滑動面的抗滑力減小。因此,治理邊坡也往往是由于改善了水文(地質)條件而獲得成功。
9.3 新構造運動新構造運動(地震)最容易引起邊坡形態、產出狀態及水文(地質)條件發生改變而導致邊坡失穩,其原因是地震產生的水平地震附加力促使邊坡的下滑力增大、滑動面的抗滑力減小。
9.4 地形地貌邊坡的形態和規模等地貌因素對邊坡穩定性的影響較為明顯,即不利形態和規模的邊坡往往在坡頂產生張應力,并引起坡頂出現裂縫;在坡底產生剪切應力而促成剪切破壞帶,這些作用均極大地降低邊坡的穩定性。此外,邊坡面與地質結構面的不利組合還會導致邊坡結構控制型失穩。
9.5 自然氣候大氣降雨是地下水的主要補給源,氣候類型不同時大氣降雨量也不同。因此在不同的地區,由于大氣降雨量不同,即使其它條件相同,邊坡穩定性也不相同。
10 路基邊坡的防護與加固
10.1
1)根據當地氣候環境、工程地質和施工材料等情況,因地制宜、就地取材,選用適當的工程類型或采取綜合措施,以保證公路路基的穩定,并不要隨意取消或減少必要的邊坡防護工程措施。
2)在不良的氣候和水文條件下,對粉砂、細砂與易于風化的巖(土)石邊坡以及黃土類邊坡,均宜在土石方施土后及時防護。
3)對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段,在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠和水泥混凝土預制板等,以抵抗水流的沖刷和淘刷。
4)坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力,故要求防護的邊坡有足夠的穩定性。
5)對高而陡的防護構造物,設計和施工時要設置便于檢查、維修的安全設施。
10.2 坡面防護
10.2.1種草及鋪草皮
種草和鋪草皮防護適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微,且宜于草類生長的土質路堤和路塹邊坡,用以防止表面水土流失、固結表土、增強路基的穩定性。
10.2.2植樹
在路基邊坡上合理地植樹,對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用,使坡面形成良好的防護層。
10.3 沖刷防護
公路路基和邊坡的沖刷防護技術設施包括護面墻、干砌片石、漿砌片石、水泥混凝土預制塊等。
10.3.1護面墻防護
為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡,免受大氣因素影響而修建的墻,稱為護面墻。護面墻多用于風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖石,以防止繼續風化。護面墻除自重外,不承受其它荷載和墻后的壓力。因此,護面墻所防護的挖方邊坡陡度應符合極限穩定邊坡的要求。
10.3.2干砌片石防護
較軟的土質路基邊坡因雨水沖刷會發生泥流、拉溝與小型溜坍,或有嚴重剝落的較質巖層邊坡,周期性浸水的河灘等均可采用干砌片石防護。
10.3.3漿砌片石防護
路基邊坡小于1:1的土質或巖石邊坡的坡面防護采用干砌片石不適宜或效果不好時,可采用漿砌片石護坡。采用漿砌片石護坡時應在路堤沉實或壓實后施工,以免因路堤的沉降而引起護坡的損壞。
10.3.4水泥混凝土預制塊防護
在選擇設計路基邊坡沖刷防護類型時,有些地區缺乏片石、塊石材料,此時可選擇水泥混凝土預制塊防護。它比漿砌片石防護能抵抗較大的水流速度和波浪的沖擊。
論文主要對路基施工中的土石方工程、特殊地基處理以及路基的排水作了介紹說明,針對特殊地基的處理采用了較大篇幅,其中針對不同地基采取不同的施工工藝,主要是提高地基承載能力和保持路基整體穩定性 。
參考文獻
[1] 李朝輝.公路施工技術[M] 人民交通出版社,2008
[2] 本書編委會 公路質量員[M] 中國建材工業出版社,2009
[3] 聞德云 公路工程施工監理質量控制技術手冊[M] 人民交通出版社, 2010
[4] 王首緒 公路施工組織及概預算[M] 人民交通出版社, 2007
[5] 馬先超 公路路基施工方法與質量控制相關探討[J] 四川建材,2010
[6] 孫穎,孔曉波 公路路基施工管理重點的分析[J] 中國新技術新產品?工程技術,
[7] 徐永遠,方大云高速公路質量通病防治 [N] 南京林業大學學報(自然科學版)