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浅析公路路基边坡防护

2016-12-18周红日

北方交通 2016年1期
关键词:片石植草冲刷

周红日

(河北锐驰交通工程咨询有限公司 石家庄市 050021)

浅析公路路基边坡防护

周红日

(河北锐驰交通工程咨询有限公司石家庄市050021)

公路路基边坡防护质量的好坏,直接影响公路的使用状况。分析了引发路基边坡病害的原因,对不同边坡防护形式进行介绍,提出边坡防护措施,为公路建设中边坡防护形式的选择提供参考。

公路;路基边坡;防护工程

近年来我国公路总里程不断增长,公路建设中边坡病害的预防与治理显得越来越重要,这不仅关乎路基路面的稳定性、安全性,更关乎道路的使用寿命及后期养护成本。因此公路路基边坡防护应该从设计到施工逐层严格把关,在保证边坡稳定的前提下,结合当地地质、水文情况,采取有效的措施对各类土、石边坡进行防护,在一定程度上美化路容,协调周边自然环境。

1 路基边坡病因类型与分析

由于设计标高与地表地形的高度差异,公路路基出现了填土路堤、挖方路堑和介于两者之间的半填半挖路基。地表岩土的填挖变化改变了原有物理力学平衡状态,在长期自然环境的影响下,容易导致岩土变形、移动,引发路基边坡病害。边坡质量问题的主要形式是冲刷破坏与坍塌。

(1)边坡冲刷破坏

修筑在滞洪区的路基或沿河路堤,在洪水高发期易受到洪水的威胁,洪水的破坏一旦超出了路基的承受范围,将直接冲毁边坡,造成路面塌陷,影响行车安全。边坡在自然降水因素的影响下同样会受到破坏。路面降水顺路拱横坡与坡面水汇集冲刷边坡,边坡在长期外力作用下形成冲刷沟壑,如若沟壑不断发展且没有及时的养护修复,也会给边坡甚至路基造成不可修复的损失。边坡冲刷破坏的程度与路基填料、压实度及边坡坡率相关,一般来讲砂性土较粘性土易受到冲刷破坏,压实度低的较压实度高的易受到冲刷破坏,边坡坡率小的较坡率大的易受到冲刷破坏。因此在边坡防护形式选择上要结合走廊带水文地质情况、路基填料、压实度及边坡坡率进行。

(2)边坡坍塌破坏

路基边坡滑塌是由于边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏,多数是因为边坡坡度过大,坡脚被挖空或者路基填土层次不适应,路基压实度不够等原因造成。引起边坡坍塌的因素有边坡土质、水的活动、边坡几何形状、活荷载增加及震动荷载等,其破坏形式为溜方、滑坡、剥落和破碎。溜方是由于降水等原因造成边坡土体过于潮湿,内部粘聚力和摩擦力下降,边坡表层土体沿土质边坡下溜的现象。滑坡是路基由于长期受到地面水、地下水的影响,其结构破坏,逐渐失去支撑力,在自重的作用下整体沿着软弱面向下滑移形成的。剥落是指边坡土层或风化岩层表面,在大气干湿冷热的循环作用下不断涨缩变化,使表层土或岩石成片状或带状不断从边坡剥落的现象。碎落是指坡面岩石成碎块状掉落,其规模与危害远大于剥落。

由上分析,水是引起边坡破坏的主要因素,因此在边坡防护设计中,一定要做好坡面防护设计、排水设计,又要根据水文地质条件、路基填挖状况做好边坡坡面设计。

2 边坡防护主要措施

边坡防护的主要作用是防止地表径流冲刷边坡,减缓温、湿变化对路基边坡的影响,延缓软弱岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变进程。主要的防护方法有植物防护与工程防护。

2.1植物防护

植物防护是利用其植物根茎固结边坡土,起到加固边坡土体稳定性、防止水流冲刷的作用,常采用易成活、生长快、根系发达、叶茎低矮或有匍匐径的多年生草种。植物防护不仅能加固稳定边坡、美化公路环境,而且相对工程防护具有施工简单、造价低的优点,具有较好的经济效益与社会效益。

植物防护类型应根据公路外界自然环境及水文地质条件合理选用,根据不同的施工方法和施工工艺可分为植草防护、铺草皮防护、喷播植草防护、土工网植草防护、客土喷播植草防护等。

(1)植草防护一般适用于边坡比较稳定、坡面水冲刷较缓的地段,同时要求边坡不高、坡度不陡,一般不适用于岩石路段。在严重风化的岩层可选用铺草皮防护,这种方法是通过人工在边坡铺设天然草皮,越过植物生长繁殖期达到迅速绿化及防护边坡的效果,但施工后期养护成本较大,工程质量难以保证。

(2)土工网植草防护是近年边坡防护的常用方法,立体三维网本身就具有较强的边坡稳定功能,当辅以植草后,在一定条件下可达到片石防护的效果。

(3)客土喷播植草防护是将植物生长所需的土质与种子一同喷播覆盖在需要防护的坡面,这种防护形式可以对地质不适应植物生长的路段进行防护,施工快、效果好。

2.2工程防护

当边坡为不适宜植物生长的土质边坡或者风化严重的岩石边坡时,常采用人工构造物对路基边坡进行工程防护。路基边坡的工程防护可分为边坡加固与边坡防护:边坡加固是利用工程措施支撑天然边坡或人工边坡,达到增强边坡土体稳定性,抵抗流水、温度变化对边坡稳定性影响的作用,例如抗滑桩和挡土墙;边坡防护只适用于稳定边坡,主要应用于岩质边坡,例如片石防护、喷射混凝土防护,能起到减缓岩石边坡风化、缓解土质边坡被雨水冲刷的作用。

(1)抗滑桩与一般桩类似,但主要承担水平荷载,将桩插入滑动面以下的稳定地层,通过稳定层对桩的抗力平衡来使边坡达到稳定状态,其桩长应根据边坡地质确定。

(2)挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物,在公路工程中,广泛应用于支撑路堤路堑边坡、桥梁两端、隧道洞口等。按照挡土墙设置位置的不同分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。路肩墙或路堤墙一般设置在高填方路基及陡坡路基段,可以防止边坡的滑动,同时也可以减少路基填土、占地路面。路堑墙主要用于支撑开挖边坡底部,可以减少挖方数量、占地面积,同时也可以减少边坡高度。山坡墙设置在路堑边坡的上部,用来支撑路堑坡顶因开挖引起的滑塌的覆盖土。

(3)片石防护分为干砌和浆砌,浆砌片石适用于易受水侵蚀的边坡,防护砌筑前护坡基底应稳定,坡面应平整密实。干砌片石区别于浆砌片石的是砌筑时选用大片石,错缝相挤紧密不松动,砌石边缘圆滑、牢固,依靠块石之间的嵌锁力达到稳固的效果,而浆砌片石则主要通过饱和砂浆与块石的粘结形成牢固的整体。为了防止干砌片石受流水冲击时,细小的填土粒料被动水带走引发边坡塌陷,宜在防护下层设置反滤层。

(4)喷射混凝土防护是用压力喷枪将高标号砂浆喷涂到易受冲刷的土质边坡或坚硬易风化但还未严重风化的岩石边坡,在边坡上形成一层保护层,增加边坡的稳定性,防止边坡发生坍塌。在高而陡的边坡上也可运用喷射混凝土防护,尤其是在上部岩层已开始破碎但下部完整的边坡和需要大面积防护且较集中的边坡,采用喷射混凝土的防护更为经济。该种防护措施具有重量轻、防止风化和施工简单的特点,但同时造价高,对公路自然景观的影响较大。

3 路基边坡防护的原则

(1)合理规划,因地制宜。路线走廊带地形地貌各不相同,道路选线时就应对走廊带地质情况进行详细调查,尽量绕避地质复杂地段,减少突发路基病害的可能性。尽量利用一切地形条件,合理有效的防护形式,做到防护措施、技术、经济效益合理。

(2)注重多层防护,防护形式互相协调。在地质条件复杂的地段,同一区域可能会出现多种地质情况,这时在设计时就必须考虑多重防护形式协调配合,从而达到稳定边坡的效果。比如某一地段在拱形骨架防护圈中植草,这既能起到加固边坡的稳定性,又体现了环保绿化。

(3)加强质量控制,重视人文因素。边坡防护质量的好坏关乎车辆的正常行驶,关乎群众人身财产的安全,因此在边坡防护中要以边坡安全系数为设计的首要考虑因素,要从设计到施工层层把关。同时要注重人文关怀,在制定工程措施及施工顺序时,尽量做到不影响当地居民的生产生活。

4 结束语

综上所述,水是引发路基边坡发生破坏的主要因素,因此在边坡防护设计时一定要注重防、排水的设计,在选择防护形式时既要满足技术要求,又要满足经济性要求,只有综合考虑、合理规划才能保证路基边坡防护工程的有效实施。

[1] 吉晋荣.浅谈路基边坡稳定性分析及防治措施[J].科技传播,2010(8).

[2] 梁武星,区战辉,徐世强.公路边坡防护技术研究[J].西安工程科技学院学报,2006(10).

[3] 孙爱国.公路边坡稳定性影响因素及治理措施[J].黑龙江交通科技,2011(1).

Brief Analysis on Slope Protection of Highway Subgrade

ZHOU Hong-ri

(Hebei Reach Traffic Engineering Consulting Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050021,China)

The quality of slope protection of highway subgrade influences the using condition of highway seriously.The reasons for subgrade slope disease are analyzed,the types of protection for different slopes are introduced and protective measures for slope are put forward,so as to provide reference for the selection of the types of protection for slope in highway construction.

Highway;Subgrade slope;Protective engineering

U416.1+4

B

1673-6052(2016)01-0059-03

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.01.015

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