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摘要:結合工程實例,對公路工程路基邊坡失穩現狀進行與處理措施研究,首先闡述公路路基邊坡失穩穩定性的影響因素,其次在分析路基邊坡失穩影響因素的基礎上,對公路路基邊坡失穩的防治措施要點進行討論,目的在于提高路基邊坡強度,提升整體工程穩定性。
關鍵詞:公路工程;路基邊坡;邊坡失穩;處理
0引言
公路施工中,如果路基邊坡的穩定性不能滿足使用的需要,就會出現滑坡、崩塌、錯落、斷裂等危害,從而造成公路項目無法達到規定的要求,交通無法正常的運行。因此,在公路項目實施過程中,路基邊坡穩定性的控制是主要的工作,必須全面了解各項關鍵性參數,制定出科學、可行的路基邊坡治理方案。基于此,對于某些地勢條件較差的區域進行高速公路建設而導致路基邊坡穩定性較差的原因較多,如果任何一個因素沒有考慮全面,都會導致公路質量和車輛行駛安全性無法保證。因此,高速公路項目的設計與施工環節,要深入進行路基邊坡結構穩定性分析,采取科學合理的應對措施,以全面提高邊坡結構穩定性。
1公路路基邊坡失穩的定性影響因素
1.1地質條件
1.1.1巖(土)體的地質性質
巖(土)體力學性能給邊坡穩定性影響最為直接,硬度高的巖層失穩以崩塌、結構控制失穩為主,而軟弱巖層則以應力控制失穩為主。從實際情況分析,巖(土)體地質性能越高,則其穩定性水平也會越高。
1.1.2地質構造
由于地質構造會影響巖(土)體結構發育程度、規模、連通性以及結構部分產出形態而產生形態給邊坡穩定性造成較大的影響,因此在進行巖(土)體結構面穩定性影響因素分析的情況下,要了解其產出形態給邊坡產生影響的要素,即結構面與邊坡面的組成結構不同,其穩定性也會受到較大的影響,所以需要提高重視程度。
1.2水文條件
通常的“十個邊坡九個水”說明了邊坡結構部分的穩定性與地下水有著直接的關系。這是因為地下水的持續沖擊影響之下,會使得土體下滑力比較大,并且會導致結構抗剪性能比較弱,進而造成結構穩定性下降。故而,在路基邊坡失穩處理上,需要從改善水文地質的角度出發,采取有效的方式提升整體公路路基邊坡的質量。
1.3新構造運動
新構造運動(地震)極易導致邊坡的變形,也會使地質結構發生嚴重的變化,最終造成邊坡失穩,地震的作用之下使邊坡下滑力增大、滑動面抗滑力減小而使其結構性能發生變化。
1.4地形地貌
邊坡的形態和規模等地質條件直接影響其結構的穩定性,形態與規模性質較差的問題會使得坡頂處的張應力減少,進而使得其存在嚴重的裂縫問題;坡地剪切應力的存在使得底部位置上存在剪切破壞帶,進而導致了其結構穩定性的下降。此外,邊坡面與地質結構特性比較差導致失穩病害的出現。
2公路路基邊坡失穩的防治措施
2.1植草防護
植物防護的措施就是在邊坡的位置上種植草與樹木,其根系可以固土防砂,還能夠有效緩解地下水給邊坡結構產生的沖擊力影響,固定效果非常好。植物防護不僅可以達到穩定邊坡的效果,還能夠美化當地的自然環境,對于生態保護效果是非常明顯的,經濟性和環保性非常強。
2.2工程防護
工程防護主要是在不適宜植物生長的區域上或者風化嚴重地區換填施工,組合成為整體的工程結構,提高穩定性。
2.3干砌片石
干砌片石可以應用到邊坡中,有效預防自然降水與地面徑流所產生的沖刷影響,從而可以起到保護邊坡結構的效果。
2.4漿砌片石
在公路路基邊坡治理上,可以采用漿砌片石的方式進行處理。漿砌片石砌筑需要在路基內側開展,砌筑時需要控制整體砌筑層面的傾斜度。要按照三角形的方式進行護坡。通過漿砌片石砌筑方式的應用,能夠將積水排出路基水渠,大幅提升路基邊坡的抗沖刷能力。
3實例分析
3.1工程概況
某高速公路項目中,路基要經過兩個山坡坡腳,其中間位置上存在一個U型山溝,坡度比較陡。山坡表層位置上直接露出在自然環境中,巖石內部包含有一定成分的硬塑黏土,局部區域還存在松軟種植土;下層是泥質灰巖材料,硬度比較高,其結構是比較完整的。在U形溝底部處存在一涵洞,該位置地勢比較緩和,表層有著一定量的黏土材料,植被分布茂盛,種植土質非常好。沿線的區域中有著大量的地下水,主要是以松散孔隙水為主,同時也有基巖裂隙水。從氣候條件角度出發,為亞熱帶氣候條件,降雨量豐富。從當前地質條件情況分析可以發現,本次項目應用的是半填半挖的路基施工方式。
3.2路基邊坡失穩分析及防治方案
在該項目施工之前,對整體工程的地質情況進行全面勘察。通過勘察發現該工程的自然邊坡巖石性能屬于穩定狀態,且坡度較大,對整體工程的質量產生的影響很大。故而,在結合現有資料與以往工程施工經驗,對該坡體進行分析,通過了解發現該坡體的自然邊坡強度難以滿足整體工程需求。它的力學性能差、安全性不高,所以,決定對坡體進行加固處理。通過對該公路路段情況分析后,項目部會議決定治理邊坡路基的方式決定采用減緩邊坡坡度的方式來提高其結構的穩定性,經過分析之后可以確定如下兩個具體方案:(1)直接削坡填方法。(2)挖臺階法。前者簡單、便捷,但經濟價值較低,要擴大坡腳的面積,同時還要大量填土。對比分析發現,考慮到該地段的地形條件,應用挖臺階法具備更高的經濟效益。
3.3具體施工
挖臺階法的主要作用是利用挖填的方式以平衡坡體結構,使得穩定性滿足使用的需要,主要技術就是在開挖臺階之后的各個坡面結構穩定性合格,即坡面防護與坡體加固的聯合方式。該防治加固施工環節,需要盡量減少頂部重量,而適當增大底部重量,從而可以盡量提高坡腳的穩定性,還應進行優質土方的回填施工,同時需要布置排水墊層結構。具體施工方式如圖1所示。坡體加固工藝流程:清理斜坡雜質→沿斜坡縱向開挖臺階→壓實施工→邊坡碼砌→填料→找平、壓實→下層施工。根據技術標準,臺階位置制作成2%~4%的反向橫坡,且高和寬均≥2m。坡體防護結束后,要進行坡面防護施工,可以通過噴錨、漿砌片等方式制作成為永久性護坡結構,也可以按照工程具體情況采取植物防護的方式,生態效益明顯,還能夠預防水土流失而導致邊坡失穩的情況存在,保證工程的質量和安全性達標。
3.4采空區路基處理
(1)開挖回填:施工之初,需要對路基上方的邊坡進行處理,具體的操作方案為開挖回填方案。(2)充填:通過采空區的填充可以切實將地表沉陷破壞范圍縮小。故而,在具體操作上,需要采用水砂進行填充,以提升整體路基的穩定性。且針對采深不大的區域時,則可以使用覆巖離層充填,通過采動覆巖破壞區穩定性提升,減少路基地表的破壞范圍。(3)混凝土碎石技術:針對路基下陷區規模不大的位置,在處理時可以采用土石混凝土配合的方式進行處理。該技術在應用時,需要在路基病害位置將碎石填滿,碎石的粒徑一般控制在20~30mm之間。當碎石填滿后,使用混凝土進行澆筑。在澆筑混凝土環節,一定要做好碎石的攪拌,保證混凝土能夠融入碎石與土體之間,對提升路基邊坡的穩定性有積極作用。
3.5防治效果及思考
通過使用上述挖臺階法來進行邊坡加固施工,可以使得地基穩定性得到提升,安全性滿足要求,大幅提升高速公路質量水平,防治效果明顯。從本工程的邊坡失穩防治的結果來分析,對于邊坡較陡的地區中,地基邊坡穩定加固環節,要按照設計方案要求,結合不同坡率來放坡施工,可以滿足技術標準,經濟效果也非常強。同時在邊坡的防治加固時注意如下幾點:(1)邊坡整體高度數據的確定要考慮到工程的地質條件,也應分析巖土變化情況,選擇最佳的坡度值;(2)為了能夠確保填土與原斜坡坡面能夠緊密貼合,需要在分層填筑前,要將原坡面削成一定內傾斜坡度臺階,為后續填土壓實提供良好條件;(3)邊坡的設計中,應根據實際情況對水系進行因勢利導,考慮到地形條件合理地布置排水系統,可以設置截水溝、盲溝等結構,對于地下水的攔截起到更好的作用,從而可以防止地表水與地下水的影響使得邊坡失穩,給工程的質量造成不利影響。
4結語
綜上所述,公路項目施工環節,要深入現場了解地質條件,掌握邊坡穩定性并開展失穩性能的研究,從而可以按照工程的實際需要來確定最佳的工程實施方案,以切實提升邊坡結構的穩定性,保證其結構性能達到規定要求,最終可以保證公路項目滿足使用的需要,為我國公路事業的發展起到積極的推動作用。
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作者:張偉 單位:張家口路橋建設集團有限公司