王娜娜
(山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 山西 太原 030031)
公路邊坡防護不承受外部荷載力,對坡面只起隔離、防護的作用。邊坡防護的主要類型有工程防護和綠色生命防護兩種。防護設(shè)計時應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地形特征、地貌性質(zhì)、水文地質(zhì)狀況等,確定合適的防護類型,保護邊坡的穩(wěn)定性,減少公路病害發(fā)生。
傳統(tǒng)綠色護坡最常見的形式之一—撒播草籽。該防護形式常用于坡率≤1:1的土質(zhì)邊坡,坡面徑流速應(yīng)控制在0.6m/s的范圍內(nèi)。坡面土質(zhì)應(yīng)通過檢驗,易于植物生長繁殖,否則需先于坡面鋪設(shè) 50-100mm的營養(yǎng)土。草種要挑選多年生低矮植物,且具有根系發(fā)達,枝葉繁茂,生命力頑強等特征。撒播時草種要均勻沒入土層50mm以下,然后拍實表面松軟土層,并加強養(yǎng)護管理。
另一種常見的形式是鋪草皮,于撒播草籽相比較,鋪草皮具有施工效率快,防護效果好等特點。該防護對坡率要求同前,常用于軟而風(fēng)化嚴(yán)重的巖石邊坡或土質(zhì)邊坡,坡面流速需控制在0.6~1.8 m/s內(nèi),草皮鋪設(shè)厚度≥60~100mm,具體形式可采用平、疊、方格網(wǎng)等鋪設(shè)施工。
傳統(tǒng)的生命綠色防護施工容易、經(jīng)濟性高,但受環(huán)境影響大,草種的成活率得不到有效保障,影響防護效果,還可能出現(xiàn)水土流失、沖溝等路基邊坡病害。
該防護常用于砂礫類、土夾石類、或風(fēng)化嚴(yán)重的巖石類邊坡,要求坡率在1:1-1:0.75范圍內(nèi),常見類型有兩種,即客土噴播、濕法噴播。
(1)客土噴播。客土噴播結(jié)合土壤學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科知識,通過檢測土壤的PH值,合理配制易于植物生長的客土,并挑選合適的草籽。主要施工程序為清理坡面、鉆孔、固定錨桿、掛網(wǎng),噴附由客土、水、營養(yǎng)液、草種等組成的混合料。施工時注意確定噴播厚度,金屬網(wǎng)孔徑及錨桿尺寸等。客土噴播可使不良地質(zhì)段的巖石邊坡達到綠化作用。
(2)濕法噴播。該形式一般用于坡率≤1:0.5的土夾碎石、石質(zhì)風(fēng)化明顯的邊坡。濕法噴播常用于防護中央隔離帶、高速服務(wù)區(qū)、立交橋等處。后期一定要注意科學(xué)養(yǎng)護,保證植物的成活率,成活率應(yīng)控制在90%以上最佳。
錨桿框架綠色防護結(jié)合考慮了“工程”和“綠色生命”,是一種綜合防護類型,該形式具有防護性能好,美化環(huán)境、經(jīng)濟性高、施工簡單等特點、值得廣泛推廣。
施工時,首先選取具有代表性的風(fēng)化巖層進行原位現(xiàn)場抗拉拔試驗,結(jié)合試驗數(shù)據(jù),需對設(shè)計錨桿的極限抗拔力進行核對與校正,確定合適的極限抗拔力,用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工、也可用做施工驗收時的依據(jù)。
常見的噴護形式有噴射混凝土和噴射砂漿,常常用于保護易風(fēng)化但還未風(fēng)化明顯的巖石類邊坡,尤其對于下部未被風(fēng)化而上部風(fēng)化嚴(yán)重,需要進行較大面積防護的高邊坡,采用該種防護形式經(jīng)濟有效。噴護施工前要注意控制坡面的含水率。
(1)噴射砂漿。噴射砂漿常用在易風(fēng)化但并未造成嚴(yán)重風(fēng)化的土質(zhì)邊坡,或坡率≤1:0.5的巖石邊坡。砂漿配比需通過試驗確定,通常情況水泥與砂漿的比值為1:4,水泥石灰砂漿的比值為1:1:6。集料應(yīng)保證潔凈、干燥,篩分粒徑取10-25mm,水泥采用普通硅酸鹽水泥,標(biāo)號要求≥42.5,漿液強度大于≥M10。施工時,砂漿的噴射厚度需大于50毫米,待混合料達到初凝后,要注意為期7-10天的灑水養(yǎng)生,并定期維修養(yǎng)護。大面積采用噴漿防護邊坡時,需設(shè)泄水孔和伸縮縫,泄水孔可以采用圓形和方形,其縱橫相隔間距為2~3m,伸縮縫的間距控制在15~20cm。
(2)掛網(wǎng)噴護。掛網(wǎng)噴護常用于防護路塹邊坡,特別是坡體內(nèi)存在不連續(xù)的層狀結(jié)構(gòu)地質(zhì)層,坡體內(nèi)有分布不均的破碎硬質(zhì)巖層,或者是坡體巖石層和基巖之間有明顯裂縫的邊坡,采用掛網(wǎng)噴護會起到很好的防護效果。錨桿掛網(wǎng)噴護的施工順序主要是鉆孔機鉆孔—安裝錨桿—灌漿固定錨桿—掛網(wǎng)—噴射混合料,混凝土的噴射厚度取100-250mm的為最佳,鋼筋網(wǎng)隔離層的厚度需大于20毫米。
(1)干砌片石護坡。干砌片石防護常用于土質(zhì)邊坡,也可用于受雨水沖刷嚴(yán)重的邊坡,要求邊坡坡率不得大于1:1.25,該種防護在施工時可以采用單層鋪砌,片石鋪設(shè)厚度控制在250~350mm之間;也可采用雙層鋪砌,厚度則為400~600mm。此外為保證防護質(zhì)量,需在片石下部設(shè)置碎石或砂礫石墊層,厚度為100~150mm。干砌片石的基礎(chǔ)常使用體積較大的塊石,且深入側(cè)溝的底部,其埋設(shè)深度約為護坡厚度的1.5倍。
(2)漿砌片石護坡。漿砌片石護坡常用于易受外界環(huán)境破壞的巖石邊坡,也可用于土質(zhì)邊坡,但要求流速在3~6m/s,坡率小于 1:1情況。漿砌片石護坡常采用等截面的形式,片石鋪設(shè)厚度為250~500mm,具體尺寸需要根據(jù)邊坡高度和邊坡坡率相應(yīng)調(diào)整。為保證防護質(zhì)量,防護高邊坡時應(yīng)分級施工,每級高度要求小于20m,并于分級處修建大于1m的平臺。
砌石需自下而上錯縫修筑,為防止?jié)B水,片石周圍需用砂漿密封,砂漿強度應(yīng)大于M5,護坡表面要力求平整。防護基礎(chǔ)處需設(shè)置滲水式墊層,常選用碎石、砂礫石材料,墊層厚度為100~150mm。邊坡大面積采用漿砌片石防護時,應(yīng)按規(guī)范布設(shè)伸縮縫和泄水孔。
護面墻是工程防護中常采用的類型,對坡面起到了很好的隔離防護作用。該形式常用于防護易風(fēng)化或已風(fēng)化嚴(yán)重的巖石邊坡,也可用于常發(fā)生破碎、坍塌等病害的路塹邊坡,要求邊坡坡率應(yīng)小于1:0.5。施工時護面墻的尺寸要根據(jù)邊坡坡率、水文、地質(zhì)等情況而定,且符合相關(guān)規(guī)范。
護面墻墻身需結(jié)合實際布設(shè)方形或圓形的泄水孔,孔徑和間距要符合相關(guān)規(guī)范,墻身也需設(shè)置伸縮縫,其間距控制在 15~20cm。墻基礎(chǔ)應(yīng)深入到結(jié)實穩(wěn)定的土層,具體尺寸要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況而定。為保證墻身的穩(wěn)定性和安全性,可采用一定的措施加強,比如,可在墻背處每隔3-6m的高度處加設(shè)一耳墻,耳墻寬度常取 0.5~1.0m;其二墻身施工時應(yīng)錯臺分級修建,每級高度約為 6~10m,分級處還應(yīng)布置寬度為 1米的平臺。為使護面墻和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào),可在護坡平臺上布設(shè)不同形狀的花池或種植爬山虎之類的綠色植物。
主動防護網(wǎng)常用在邊坡坡體內(nèi)分布著密集的節(jié)理,或路塹邊坡陡崖處常發(fā)生崩塌落石的路段,為防止落石傷民,可在坡面處掛柔性鋼絲網(wǎng)。防護網(wǎng)由交叉連接的支撐繩和錨桿共同組成,其交叉形成的網(wǎng)格尺寸為4.5m×4.5m或2.5m×4.5m,網(wǎng)格內(nèi)需加掛一到兩張尺寸為4mX4m或4m×2m的鋼繩網(wǎng),為阻止小石塊掉落在鋼繩網(wǎng)下,需鋪設(shè)小網(wǎng)孔的SO/2.2/50型格柵網(wǎng)。周圍支撐繩和鋼繩網(wǎng)間需要用縫合繩縫合緊密,安裝之前進行預(yù)張拉檢測,該張拉工藝使防護網(wǎng)對坡面施以一定的法向預(yù)緊壓力,從而保證坡面巖石的穩(wěn)定性。
施工步驟及要求:①清理坡面。將防護區(qū)域內(nèi)的雜土、雜草或浮石等清理干凈,必要時還需采取加固措施;②放線測量。準(zhǔn)確標(biāo)注錨桿的孔位;③鉆孔機鉆孔。鉆孔深度要達到設(shè)計值,且比錨桿的設(shè)計長度大5cm以上,孔內(nèi)清理干凈;④安裝錨桿,注入槳液。漿液可采用水泥砂漿,其灰砂比1:1-1.2,也可采用水泥混凝土,水灰比0.45-0.50。漿液標(biāo)號要求大于M40,水泥選用標(biāo)號為32.5的普通硅酸鹽水泥,級料優(yōu)先選用粒徑≤3mm的中細砂,以保證漿液飽滿。注漿完成后,需養(yǎng)護3天以上方可進入下一道工序;⑤安裝支撐繩??v橫支撐繩準(zhǔn)確安裝到位后,兩端處用3-4個繩卡與錨桿外硯環(huán)套固定連接;⑥鋪掛格柵網(wǎng)。格柵網(wǎng)自上向下鋪掛,網(wǎng)間重疊寬度≥5cm,相鄰網(wǎng)之間應(yīng)緊密縫合,格柵網(wǎng)與支撐繩的連接需扎結(jié)處理;⑦鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)。鋼繩網(wǎng)自上向下鋪設(shè),同格柵網(wǎng)的鋪設(shè)同時進行;⑧扎結(jié)鋼繩網(wǎng)和格柵網(wǎng)。用01.5鐵絲進行扎結(jié),控制好扎結(jié)點縱橫間距,約1m左右。
要特別注意提漿工序,注漿完成2-3個小時后需進行為期3-5天的養(yǎng)生。
為保證路基的穩(wěn)定,邊坡防護應(yīng)遵循“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結(jié)合”的方針的基礎(chǔ)上,綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、水文、邊坡形式等條件,最終選擇經(jīng)濟性好且便于施工的防護類型,必要時還需要結(jié)合施工實際設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物。