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高速公路左侧山体边坡支护结构设计分析

2017-05-12赵亚军

中国科技纵横 2017年5期
关键词:支护防护网锚杆

赵亚军

摘 要:文章以甘肃省境内某高速公路左侧山体边坡为研究对象,对其采用的支护结构设计方法进行了探讨和分析,提出了复合方案对其进行加固处理,有利于边坡支护结构的稳定性。土质坡段按照设计坡率修整坡面,并采用钢筋砼格构梁+锚杆进行了支护设计。

关键词:高速公路;边坡;支护;防护网;钢筋砼格构梁;锚杆

中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)05-0086-02

1 工程概况

某高速公路位于甘肃境内,由于公路用地内需开挖左侧山体及场地整平填方,左侧山体的开挖将形成大面积的裸露边坡,届时拟开挖边坡长约700m,高约7~50 m,场地内形成的填方边坡长约671m,高约2.5~4.5m。根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50 330-2013)确定边坡安全等级为一级,需要采取有效的设计方案对其进行边坡支护结构的设计。

2 地质条件

2.1 地形地貌

边坡原始地貌为剥蚀残丘,山体植被覆盖率一般,边坡周围人类工程活动较少。边坡所在山体呈南北走向,丘顶高程介于65.10~103.25m之间,山脚高程约27.28~31.63m,相对高差约37.32~71.62m,自然坡度20~26°。自然山体一般植被发育,多为乔木及杂草,局部见黄杏等果木,覆盖率可达80%。坡下拟建高速公路。

2.2 地层岩性

根据区域地质资料及工程地质测绘、钻探等成果资料,区内地层主要有第四系新近沉积冲积层、第四系全新统冲洪积层、第四系中更新统坡残积层和石炭系下统测水组沉积岩,各地层由上至下分述如下:(1)第四系新近沉积冲积层粘土:褐黄色,湿,可塑。光滑,无摇震反应,干强度高,韧性高。零星分布于场地范围内,层厚2.00~9.30m。(2)第四系全新统冲洪积层中砂:褐黄、褐灰等色,主要成分为石英质,混少量粘性土。饱和,稍~中密。零星分布于场地范围内,层厚0.70~3.50m。(3)第四系中更新统坡残积层粉质粘土:褐黄、砖红色,稍湿,可~硬塑状,局部夹有强~中等风化岩块。稍光滑,摇振反应无,干强度高,韧性中等。层厚1.8~8.0m。(4)石炭系下统测水组沉积岩砂岩:褐红、褐黄、灰褐色,以粉砂岩为主,主要成分为长石、石英等,粉、细粒结构,层状构造,泥质、铁质、钙质等胶结。据其风化程度及裂隙发育程度的差异可将其划分为全、强、中风化三层。由于该砂岩层为长石石英砂岩及泥质粉砂岩互层,各岩岩性不一,软硬相间,风化不均,致使该层常出现全、强风化岩中夹中等风化岩。

2.3 水文地质条件

边坡设计区处于剥蚀残丘,根据地下水赋存条件及含水岩组特征,将其划分为松散土类孔隙水、基岩裂隙水两种类型。

3 边坡支护结构设计

3.1 设计参数选取

根据岩土原位测试和室内试验结果,依据《建筑边坡工程技术规范》(GB50 330-2013)中有关规定,类比同地区同条件的工程经验,边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值,详细选择详见表1。

3.2 边坡截排水系统

由于边坡汇水面积大,地表水受大气降水影响显著,对该边必须进行有组织的排水。具体措施如下:边坡截排水系统包括坡顶截水沟、平台排水沟、坡脚排水沟、纵向跌水沟等几部分。坡顶后缘山体汇水经过截水沟、跌水沟汇集到坡脚排水沟,经过坡脚排水沟汇入到工厂周边的市政排水系统。(1)坡顶设置1000mm×1200mm截水沟,截排坡顶后缘山体汇水,通过纵向排水系统聚流至坡脚排水系统。(2)平台设置400mm×400mm排水沟,截排坡面汇水,通过纵向排水系统聚流至坡脚排水系统。(3)坡脚设置1200mm×1200mm排水沟,边坡坡脚与厂区围墙相临,沿坡脚通长设置排水沟受到厂区内场地限制,因此在边坡东西两侧设置局部排水,汇集坡顶水流。(4)水流流向主要是按设计水流方向由高往低汇流,最后集中到坡底,引入市政排水系统。

3.3 边坡支护方案

因坡体地层岩性变化较大,本着动态设计动态施工的原则,采用复合方案来加固边坡。基岩段主要为挂SNS主动柔性防护网+锚杆进行支护;土质坡段按照设计坡率修整坡面,并采用钢筋砼格构梁+锚杆进行支护,格构梁呈井字形布置,节点处设置锚杆,格构梁之间进行绿化。当施工过程中发现实际地层情况与设计采用地层情况差异较大时,应及时反馈,必要时进行调整。(1)削坡:原则少削坡,土质坡段坡率约为1︰1~1︰0.75,基岩坡段坡率约为1:0.75。(2)钢筋砼格构梁:格构梁截面为400mm×400mm及600mm×600mm两种尺寸,水平间距2500mm,竖向间距2500mm,在格构梁交叉处设置锚杆或锚索,其二者与水平面的夹角为20°(局部为30°),混凝土等级为C25。(3)锚杆:锚杆选用HRB335Ф28热轧钢筋锚杆,长度分别为6m、8m、10m、12m、15m。(4)锚索:1860MPa级别3×7φ5、4×7φ5、5×7φ5、6×7φ5、7×7φ5、8×7φ5钢铰线作为主筋,长度规格分别为20m、25m、28m、30m、35m、40m。(5)柔性防护网:对于局部基岩区域采用挂柔性防护网+锚杆支护形式,钢筋锚杆长4m。(6)毛石混凝土挡土墙:根据规划设计与现状地形的高差分析,挡土墙高度分别为4m、5m、6m。

3.4 边坡绿化方案

边坡支护完成以后应对边坡进行绿化,保证边坡治理完成后能与周边环境相协调。

4 结语

由于本工程岩性的特殊性,以及坡顶LNG管线对于放坡红线的约束性,同时结合生态护坡,对于该公路高边坡采取的支护形式应整体把握,动态设计,当然局部破坏肯定会存在,若对此估计不足,可能造成施工期頻繁变更,因此工程细部设计要进一步深化。

参考文献

[1]徐伟.道路边坡的防护加固技术综述[J].山西建筑,2007(06):308-309.

[2]赵建强.公路路基边坡支护设计分析[J].交通建设与管理,2014(08):92-94.

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