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高速公路路基边坡防护及支护施工技术

2023-01-09魏海宝

工程建设与设计 2022年15期
关键词:挡土墙坡面骨架

魏海宝

(福建省高速公路集团有限公司南平管理分公司,福建 南平 354300)

1 引言

近年来,我国道路交通事业飞速发展,为经济建设提供了有力的保障。高速公路作为交通网络中的重要组成部分,在路基边坡施工过程中,经常会出现安全以及质量方面的问题。因此,要加强路基边坡防护技术的应用研究,严格规范施工流程,提高路基边坡的施工质量,从而有效提升高速公路工程项目的社会价值和经济价值。

2 高速公路路基边坡防护技术

2.1 种草防护技术

此项技术通常运用在路基边坡相对比较稳定的状况,能够很好地防范路基表部水土流失问题的发展,使得路基表面土层得以固结,进而让路基的稳定程度获得有效强化[1]。应当注意的是,如果路基边坡长时间浸泡在水中,便会让草本植物无法正常生长发育,则不可采用该种防护技术。在选择草种时,应当重点分析草本植物自身的特征、栽植路基现场的气候环境和土壤类别等。在进行草籽的播种之时,可以适当添加部分砂石或者是土粒予以充分搅拌,如此可以让草籽的播种更加均匀。在播种过程中,应当注意下述几点内容:(1)对于播种时间的选取,可以选定在温度比较高,比较暖和的季节;(2)在进行草皮的种植时,应当实行迅速绿化,对于坡度不超过1∶1的土质边坡与风化程度比较严重的软质岩石边坡,应当要选取能够耐受干旱、枝叶繁茂、根茎低矮、根系发达的草种。

2.2 工程防护技术

工程防护技术和草种防护技术所适合使用的条件恰好相反,其一般是运用在不会生长草木的路基岩石之上。应用较多的防护措施包括:(1)护坡;(2)坡面护墙;(3)捶面与喷浆;(4)抹面;(5)框格。详细来看,此项技术主要是利用浆砌片石、混凝土等建材,通过在路基边坡部位修建造骨架,以此来提高边坡遍布自身的粗糙程度,进而减慢水体流动的速度。

运用防护技术之时,在坡脚部位修建防护墙最为关键。一般而言,大多是在稳定边坡中实行混凝土预制块、块石与片石的干砌或是浆砌,从而防范和削弱坡面水流和地面径流给边坡带来的冲刷作用[2]。

3 高速公路路基边坡支护技术的应用实践

3.1 重力式挡土墙

工程作业人员在采取重力式挡土墙实行边坡支护施工作业时,要求凭借墙体自身的重量来做到对土压力的平衡控制。在技术措施上,一般是选用毛石砌筑的形式。从整体层面进行分析,重力式挡土墙支护模式不仅在取材上非常便利,并且具体操作方式非常简单,比较适合运用在规模较小的挖填方路基边坡施工作业之中。

3.2 锚杆式挡土墙

这是一种轻型挡土墙结构,主要是由钢筋混凝土管和锚杆构成。在实际运用期间,凭借锚固在岩土层中的锚杆水平拉力可以分析判断出挡土墙的具体结构与功能。通常而言,此种支护方式比较适合运用在墙体高度较高,并且地基开挖存在较高难度的施工场景。也可以把具有锚固条件的路基挡土墙结构,运用在路堑挡土墙内,以取得理想的支护效果[3]。

3.3 加筋土挡土墙

此种挡土墙类型即为在土体内添加拉筋,凭借拉筋和土体相互间的摩擦作用力,全面提升土体工程的特性与改进土体变形的基础条件,进而起到稳固土层的作用。一般而言,主要是使用在地形颇为平坦的填方路段。由于加筋土结构自身便是柔性结构物的一种,因此,它能够适应地基一定程度的变形,在稳固性与安全性上具有突出性优势。

3.4 格构梁预应力锚杆支护技术

此种支护技术的主要构成为格构梁、挡土板、锚杆以及墙厚土层,是一种轻型挡土结构。从实际出发分析可知,对于格构梁预应力锚杆支护结构而言,锚杆会在其对应的锚固区域中构成压应力带,经过格构梁与挡土板构成压力面,彻底地改进了土体的力学性能,使得传统支护结构的被动挡护转变成为全方位利用土体自身自稳固性的主动挡护,实现了对土体位移的有效防控。

3.5 拱形骨架支护技术

此类支护技术比较适合运用在砂岩填料路段的边坡防护之中,普通路段的坡脚使用M10浆砌片石,而加固带坡面斜长则为90 cm。

1)坡面整修。根据边坡的坡度、基础高程等参数来进行固定样板挂线的设置,将表部附着的尘土杂物清洗干净,并对凹槽予以填充密实,使得坡面足够平整,待到坡面处理后的状态符合规定要求之后,才能够开展下一环节的工序作业。

2)测量放样。在进行骨架砌筑之前,需要依照工程设计图纸来对共性骨架轮廓实行放样,而且要用钢尺对于基槽开挖部位实行精准定位。

3)基础、护脚施工。待到基槽开挖技术之后,作业人员便可对基础、护坡位置实行清晰准确放样放线。在进行基础砌筑施工作业之前,需要把基底夯实,让其压实度高于90%。对于基础与护脚需要使用M10的浆砌片石进行砌筑施工。

4)拱形骨架预制块槽开挖。对于预制块槽使用人工开挖的方式,而且在进行开挖施工时必须要控制好几何尺寸位置的精准性,不得存在太大误差。

5)铺筑拱圈。对于骨架的施工采取挖槽法完成。应当预先留出混凝土预制块的安装位置,要将人字形混凝土砌块和边坡表部对齐。

6)勾缝及伸缩缝设置。拱圈之上的空隙部位使用现浇混凝土予以填充密实,并进行抹平处理,还要在平面上勾勒出混凝土砌块所对应的假砌缝隙,从而提高美观性。在浆砌片石的基础上安设伸缩缝,缝隙中使用沥青麻絮或者是沥青木板进行填充。

7)换填种植土及喷播植草。在铺砌施工结束之后,需要在骨架空心中填入种植土,再播种适宜生长的草种。

4 实例分析

4.1 项目概况

松建高速护田隧道口(长深线K2796+900)上边坡发生了严重的滑坡事故,高度与洞顶之间的距离约为40 m,宽度与厚度分别是40 m、3 m。边坡水毁部位在山体鞍部,处于偏低的地势,而且地下水水位相对比较高。此山体坡面土体属于坡积粉质黏土与残积砂质黏性土,在山坡上还有栽植几十棵茶树与板栗树。在滑坡事故发生之后,现场有立刻采取应急措施,主要包括对裂缝进行回填处理,同时进行了人工夯实,对于破体使用彩条布加以覆盖,对于洞顶全宽(大概为30 m)和路边分别设置了高度为1.5 m的沙袋墙和挡泥墙。

按照现场调查情况,此处山体的坡面存在较多深裂缝,其中,和坡顶间隔30 m的位置有一条沿着等高线延伸、垂直方位的长度为40 m、宽度为20 cm的横向裂缝;在右侧洞口的正上端为滑坡事故发生之后经雨水冲刷而形成的沟槽,长宽分别为20 m和5 m,而且缝隙中一直有水体渗出,渗水量比较大;在左侧洞口上端和右侧洞口右上端分布着一条宽度大概为2 cm的斜向裂缝,横向裂缝与两侧斜向裂缝共同构成了该部位山体边坡滑动面。在隧道口的洞顶出存在一个宽度大约为8 m的平台,且存在部分积水,在坡脚处有设置一道60 cm宽的排水沟。

4.2 原因分析

因为六月中旬为雨水较为充沛的季节,经过了数日的暴雨冲刷和渗透之后,雨水对边坡进行了高强度的冲刷,使坡体形成了沟槽。渗透的雨水让边坡同时承受着较强的孔隙水压力与动水压力,同时还会起到一定的润滑作用,让坡体抗剪切强度下降,最后引发滑坡现象。为了保障交通安全,必须要对边坡采取加固措施。经过大致分析,确定对此路段边坡稳固性存在影响的因素主要有:

1)连续、长时间的暴雨渗透和冲刷。持续强降雨是此次边坡水毁最为主要的一项原因,由于边坡受到了长时间、高强度的冲刷,从而在坡体处形成了沟槽,同时还伴随着雨水的渗透,从而引发了滑坡事故。

2)坡底部支挡不够。此部分山坡是一道高度为2 m的、接近垂直的边坡,而边坡处于裸露状态,在坡脚处并没有采取任何防护措施,这样就使得坡脚应力太过集中,从而易于出现破坏、坡体滑动的问题。

3)人为因素。此山坡上有栽植板栗树和茶树等植物,对坡面进行严重开垦,导致坡面土体处于松软、积水的状态,雨水容易渗入深部,而原有的截水沟受到破坏,坡体水流不能及时排出,使得边坡存在严重的安全风险。

4.3 处治措施

1)在洞顶平台修建临时钢棚,从而保障卸土施工的安全性;在间隔洞顶大约2 m的位置修建一堵1 m高、64 m长的矮墙,确保修整完毕后此路段还能够正常通行。

2)清理坡面植株、杂草,对于裂缝部位实行注浆修补,浆液使用水灰比为1∶1的425普通硅酸盐水泥纯水泥浆;将积水坑槽予以修补平整。

3)对边坡实行分级修整,在坡脚底部到裂缝顶部依照1∶1.25~1∶1.75的坡率整理坡面,其中,每一级的边坡高度设置为8 m,平台宽度控制在2~3 m的范围内,修整厚度大概在2~3 m,而且要让两侧坡面略微低于中部坡面。而且第一级至第四级边坡的坡率、坡高分别为1∶1.25和7 m、1∶1.5和8 m、1∶1.75和8 m、1∶1.75和6 m,且每级均采取拱形骨架防护方式,并均安设一排排水平孔(位于拱形骨架主骨架部位),空中水体沿着主骨架流动至平台截水沟,出水口和平台间隔距离为3 m,孔洞横向间隔距离为6.8 m。

4)坡面使用拱形骨架结合平孔的方式进行排水,骨架基础安设在基岩上,并对尺寸进行加厚处理;在拱形骨架上栽植香根草;在边坡平台设置截水沟,在坡面左右两端设置急流槽,由于右侧原有村民上山道路位于施工范围之内,同时又在右侧修建了踏步兼流水槽;截水沟从中间网两侧引流,把水体引导至两侧排水沟中;在间隔坡顶大约5 m的位置设置宽度为60 cm的正方形截水沟;排水孔从骨架肋部排出;在骨架中播种草种。

4.4 施工方法及注意事项

(1)施工时先是需要将排水问题予以处理,修建完整的临时排水体系,不得发生积水问题。(2)对边坡危险石块予以清除,在挡墙部位设置竹片钢管栅栏,以免在卸土施工时边坡土坠落至公路路面。(3)边坡左端修建简易滑槽,便于边坡土的卸除,缩短弃土距离,便于人工运送。(4)施工过程中按照设计边坡坡率施工开挖工作,在开挖之后再按照边坡岩石破碎状况加以分析,确定支护方式。(5)防护施工时先对边坡加以清理,清理出的土方可以应用在边坡绿化回填方面或者是堆放在弃土堆。(6)土方工程开挖与填筑施工时,需对边坡实行沉降与位移监测。(7)设置临时防护,使用分级简易被动网进行防护。(8)不得在坡脚下站人,划分出危险区域,而且安排专职人员进行监控。

5 结语

高速公路边坡失稳会对交通安全带来严重影响,甚至有可能发生掩埋道路而使得交通中断的情况,因此,强化对路基边坡的防护与支护处理十分关键。在进行路基边坡项目施工时,应当全面结合现场施工状况与环境特征,采用防护和支护彼此结合的方式,以此来确保路基边坡的安全性。

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