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淺析公路路基邊坡防護
[摘要]本文通過(guò)分析公路路基邊坡的破壞形式及原因,分析了路基邊坡防護設計原則,詳細介紹了公路邊坡的防護方法,以保證路基的穩定和防治各種路基病害,確保公路的正常使用品質(zhì)及投資效益。
[關(guān)鍵詞]公路 路基 邊坡 防護
路基防護是保證路基強度和穩定性的重要措施之一,防護的重點(diǎn)是路基邊坡,由于地形的變化,適路設計標高與天然地面標高的相互關(guān)系不同,會(huì )出現高于天然地面的填方路基即路堤、低于天然地面的挖方路基即路塹和介于前兩者之間的半填半挖路基。由巖土體填挖而成的路基,改變了原地層的天然平衡狀態(tài),且暴露于自然環(huán)境中,長(cháng)期受各種自然因素的影響,巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)會(huì )發(fā)生較大的變化,引起巖土體變形、移動(dòng),破壞邊坡的穩定,甚至導致一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,如崩塌滑坡、泥石流、土壤侵蝕和植被破壞等。因此為保證路基的穩定和防治各種路基病害,除做好路基排水工作外,還需結合當地水文、地質(zhì)及材料等情況,采取有效措施,對各類(lèi)土、石邊坡進(jìn)行必要的防護。
一、邊坡破壞形式及原因
路基邊坡的滑塌是最常見(jiàn)的路基病害之一,根據邊坡土質(zhì)類(lèi)別、破壞原因和規模不同,主要破壞形式為溜方、滑坡、剝落和碎落崩塌四種。溜方是由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成,即邊坡上薄的表層土下溜,通常是由于降水、降雨等流動(dòng)水沖刷邊坡或施工不當而引起的�；率侵敢徊糠滞馏w在重力作用下沿邊坡的某一滑動(dòng)面滑動(dòng),主要是因土體的穩定性不足引起的。路堤邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡坡度過(guò)陡或坡腳被挖空,或填土層次安排不合適等;路塹邊坡發(fā)生滑坡的主要原因是邊坡高度和坡度與天然巖土層次的性質(zhì)不相適應。剝落和碎落是指邊坡風(fēng)化巖層表面,在各種外界環(huán)境的影響下使表層巖石從坡而上剝落下來(lái)的破壞形式。崩塌通常是指較大的石塊脫離邊坡表面沿坡而滾落下來(lái)。
二、路基邊坡防護設計原則
公路邊坡沿公路分布的范圍廣,對自然環(huán)境的破壞范圍大,如果在防護的同時(shí),能夠注意保護環(huán)境和創(chuàng )造環(huán)境,采用適當的綠化防護方法來(lái)進(jìn)行,則會(huì )使公路具有安全、舒適、美觀(guān)、與環(huán)境相協(xié)調等特點(diǎn),也將會(huì )產(chǎn)生可觀(guān)的經(jīng)濟效益、社會(huì )效益和生態(tài)效益。因此,邊坡設計應遵循“安全綠色、水土保持、恢復自然、環(huán)保之路”的設計原則。
三、路基邊坡防護方法
1.植草防護。植物防護則是在邊坡上種植草或植樹(shù),以減緩邊坡上的水流速度,利用植物根系固結邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達到保護邊坡的作用。植物防護不僅可以美化公路環(huán)境,調節邊坡的濕溫,起到固結和穩定邊坡的作用,而且又比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟。
植草防護應選擇根系發(fā)達、莖矮葉茂耐旱草種,嚴禁采用生長(cháng)在泥沼地的草皮。直接植草護坡方法如下:其一,在土質(zhì)坡面上用草籽、肥料、水拌和,直接噴灑在坡面上,優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、施工方便、成本較低,但易受風(fēng)雨的侵蝕;其二,在修整好的坡面上,將粘土、種子、肥料、水等混合物用噴漿機直接噴射于坡面,與原土壤粘合,種子發(fā)芽后便會(huì )植根于邊坡土壤中,形成整體保護。上述兩種方法在植草初期,應免受風(fēng)雨的侵蝕,可覆蓋纖維網(wǎng),由于坡面沒(méi)有任何的加筋處理,在暴雨和徑流的沖蝕下極易導致坡面破壞,因此一般應在每年3-5月進(jìn)行。
2.工程防護。工程防護主要是針對不適宜植物生長(cháng)的土質(zhì)填、挖方邊坡或風(fēng)化嚴重、節理發(fā)育不良的巖石路基邊坡等,采取工程防護措施即設置人工構造物防護。
3.干砌片石。干砌片石適用于保護邊坡免受大氣降水和地面徑流的侵害,以及保護浸水路堤邊坡免受水流沖刷。對嚴重潮濕或有凍害的路段、長(cháng)期承受主動(dòng)土壓力地段一般不宜采用干砌片石防護,可用于下邊坡中的土質(zhì)邊坡防護,坡度為1:1.5-1:2。
4.漿砌片石。漿砌片石設置在浸水路堤及可能發(fā)生坡面被沖刷的土質(zhì)邊坡,應做好排水與防護的結合,否則不宜采用。當水流速度較大時(shí)(如4-5m/s),波浪作用較強,以及河流可能有流木及其他撞擊物等沖擊作用時(shí),宜采用漿砌片石防護,必要時(shí)可與浸水擋墻或護面墻同時(shí)設置。漿砌片石護坡優(yōu)點(diǎn)是耐久性較好,適宜防護不同控制邊坡中的巖土層和不同位置的邊坡,且造價(jià)適中,故適用于上下邊坡中的一般坡面。
5.拱式、網(wǎng)格防護。這種防護方式克服了魚(yú)鱗狀砌石防護排水抗沖刷能力弱和污工量大的特點(diǎn),最大限度地綠化坡面,外觀(guān)較好,在高填方、長(cháng)直線(xiàn)的護坡段,能達到美化、綠化的雙重效果,是近年來(lái)公路防護常用的方法之一。缺點(diǎn)是施上較繁瑣,勞動(dòng)強度大,對坡面要求嚴格,拱內必須填土植草或進(jìn)行其他工程防護,否則易被雨水沖蝕。
6.預制塊鋪砌防護。這是目前高速公路上應用較多的護坡方法之一,由于預制塊的規格一致,易于施工,外觀(guān)整齊,最大限度地減少了坡面防護對植草綠化的依賴(lài)性,即使坡面綠化效果不好,也不容易造成太嚴重的沖刷現象,所以,目前大多數高速公路采用這種方式,缺點(diǎn)是造價(jià)高,施工難度大。
7.噴射混凝土防護。噴射混凝土法分為素噴法和錨噴法。素噴法為直接將高標號砂漿噴射在大致平整的巖面上,使坡面易松散的顆粒得以穩固,保證行車(chē)及行人的安全。它用于表層易松散的風(fēng)化巖面。錨噴法,其工作原理是利用錨桿將滑動(dòng)體固定在山體上,以錨桿約束山體的滑動(dòng),并在滑動(dòng)體表面錨頭上加掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土,在滑動(dòng)體表面形成鋼筋混凝土板體結構,這樣可以將松散的巖石固定為一個(gè)整體,以達到徹底根治滑坡的目的。錨噴法適用于大部分巖石土和碎石土等地質(zhì)結構山體和易產(chǎn)生滑坡地段,它可預防早期滑坡的產(chǎn)生。只要產(chǎn)生滑動(dòng)的區域面積不很大,滑動(dòng)層不很厚,都可以采用此方法。
此外,對于邊坡破壞較嚴重的情況,如出現塌方、滑坡以及可能出現失穩等,必須采取相應的措施來(lái)確保邊坡的穩定性(強度方面)和安全性(變形方面)。根據邊坡的不良工程地質(zhì)特征和滑坡加固治理與防護工程特點(diǎn),主要選取適用性強、易于操作、工程負效應小的措施,如抗滑樁、錨桿(索)、擋土墻、削坡和灌漿等,使其分別適用于不同塌方、滑坡的物理力學(xué)條件和地質(zhì)條件。
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