摘 要:當(dāng)前我國交通事業(yè)快速發(fā)展,在公路項目日益增多的大環(huán)境下,需要高度重視公路使用中的安全穩(wěn)定性問題。在公路施工過程中,施工人員應(yīng)該將施工的重點放在路基邊坡上。路基邊坡的功能是保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷,防止路基病害,保證路基穩(wěn)定。當(dāng)邊坡出現(xiàn)沖溝、缺口等輕微破損時,雨水會進(jìn)入邊坡土層從而加劇邊坡的破損。當(dāng)邊坡破損較嚴(yán)重時,邊坡的穩(wěn)定性會受到影響,并且雨水會直接進(jìn)入路基土層從而降低路基土的強(qiáng)度和回彈模量,影響路基的穩(wěn)定性。因此,做好公路路基邊坡的防護(hù)至關(guān)重要。
關(guān)鍵詞:公路路基;邊坡防護(hù);施工技術(shù)
中圖分類號:U416.14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)24-0151-02
引 言
近年來,公路事業(yè)的快速發(fā)展,為我國城市現(xiàn)代化建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。但是在公路工程施工過程中,路基高邊坡防護(hù)設(shè)計施工卻常常會忽視。再加上我國高邊坡防護(hù)技術(shù)相對國外發(fā)達(dá)國家還不夠成熟,使得很多公路工程在后期總會因路基不穩(wěn)定而影響到最終使用效果。對此,為進(jìn)一步強(qiáng)化路基高邊坡防護(hù)施工設(shè)計的合理性、科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性以及實用性,就必須要從路基高邊坡防護(hù)施工入手,對其中的施工難點引起重視,從而最大限度地保證公路工程建設(shè)的質(zhì)量。
1 公路路基邊坡?lián)p壞的形式
在公路工程挖填土方過程中,不可避免的會使邊坡大量裸露在外,而一旦邊坡失穩(wěn),進(jìn)而造成邊坡?lián)p壞,甚至還可能引發(fā)泥石流等重大災(zāi)害,威脅人們的生命財產(chǎn)安全。其中,公路工程施工中常見的路基邊坡?lián)p壞形式有以下幾類。
1.1 滑 坡
滑坡主要是指路基邊坡的部分巖體在自身重力的作用下,沿著一定的軟弱面,整體向下移動的現(xiàn)象。其中,滑坡主要可劃分為以下三個階段,即蠕動變形、滑動破壞以及漸趨穩(wěn)定。當(dāng)巖土較陡的結(jié)構(gòu)發(fā)生整體下落的時候,就可稱之為錯落;而當(dāng)邊坡中的巖體不發(fā)展為連續(xù)的滑動面,卻是沿著邊坡方向發(fā)生塑性變形的邊,就可稱之為傾倒。
1.2 剝 落
如果邊坡表面巖土長期暴露于外界環(huán)境中,在風(fēng)化作用的侵蝕下,再加上自身重力作用以及沖刷的影響,巖體就會不斷的從邊坡上剝落,之后沿著邊坡向下翻滾,進(jìn)而堆砌在邊坡底部,這種現(xiàn)象就被稱之為剝落。
1.3 崩 塌
當(dāng)整個巖體突然脫離母體,并從較陡的邊坡上崩落,之后不斷地發(fā)生翻滾、跳躍,進(jìn)而滾落至坡底,這種現(xiàn)象就被稱之為崩塌。
2 影響公路路基高邊坡穩(wěn)定的因素
2.1 坡 長
在進(jìn)行公路路基高邊坡的防護(hù)工作中,坡長會影響其邊坡的穩(wěn)定性。據(jù)相關(guān)資料表明,在降雨條件相同的情況下,其徑流量與其坡長呈正相關(guān)的關(guān)系,坡長越長徑流量也就越大。但當(dāng)坡長的長度達(dá)到某一極限時,因為上坡侵蝕的泥沙量也變得越來越多,對于能量的消耗量也就越來越大,便會導(dǎo)致流速的降低;而水流對其坡面的正壓力增加的同時入滲量也會相應(yīng)地增加,但其徑流量增加的速率則會減小。
2.2 坡 度
徑流的沖刷能力是由地面的坡度決定的,而邊坡穩(wěn)定性又與徑流的沖刷能力有著直接的關(guān)系。在遇到自然危害時,其邊坡的破壞力隨著徑流的沖刷能力而逐漸增強(qiáng)。在一定的范圍內(nèi),徑流沖刷的能力也會隨著坡體坡度的增大而變強(qiáng),其侵蝕量也就會比較大。但其中也會存在某一個臨界坡度,每當(dāng)超過其臨界坡度時,坡度越大,其侵蝕量則會越小。
3 公路路基高邊坡防護(hù)的問題
3.1 設(shè)計體系不足
公路建設(shè)是國家發(fā)展過程中的重要組成部分,對很多地方的進(jìn)步都會產(chǎn)生特別大的影響,為了在日后的工作中取得更好的成績,應(yīng)堅持在設(shè)計工作上不斷的完善。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為設(shè)計體系不足的問題,主要是表現(xiàn)在以下幾個方面:①設(shè)計人員針對公路路基高邊坡防護(hù)的相關(guān)要求未充分了解,完全是按照理想化的方法來進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)代的公路路基高邊坡防護(hù)設(shè)計,引起了業(yè)界內(nèi)的高度關(guān)注,同時在媒體報道的次數(shù)上不斷增加,如果在相關(guān)的要求上,缺少合理的設(shè)計,肯定會造成很大的惡性循環(huán),甚至是對公路的安全性、穩(wěn)定性,都會造成難以彌補(bǔ)的損失[2]。②在設(shè)計工作的開展過程中,未開展大量的勘查分析,這就很容易對某些潛藏的地質(zhì)條件、特殊因素,無法深入的了解,以至于在具體工作的開展方面,造成很大的阻礙現(xiàn)象。③設(shè)計工作未進(jìn)行反復(fù)的推敲,在細(xì)節(jié)工作的成就上,未達(dá)到良好的工作效果。
3.2 設(shè)計方案不夠優(yōu)化
與既往工作不同的是,公路路基高邊坡防護(hù)在現(xiàn)階段的設(shè)計過程中,必須進(jìn)行持續(xù)性的優(yōu)化,還需要在相關(guān)的動態(tài)因素應(yīng)對上,采取多元化的手段來完成,否則無法在最終得到理想的成績。分析認(rèn)為,設(shè)計方案不夠優(yōu)化,主要是表現(xiàn)在以下幾個方面:①公路路基高邊坡防護(hù)的整體設(shè)計,沒有在備案上積極的設(shè)計。當(dāng)代的公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷的密集,很多地方的公路路基高邊坡防護(hù)項目較多,互相之間可能會產(chǎn)生一定的影響,在設(shè)計備案不充足的情況下,特別容易導(dǎo)致防護(hù)的效果達(dá)不到預(yù)期,給公路日后的運營和周邊環(huán)境的保護(hù)等,都產(chǎn)生了不良影響,需要耗費更高的成本來維護(hù)[3]。②在設(shè)計方案的探討過程中,沒有對多個部門的意見、看法積極的融入,僅僅是按照設(shè)計部門單獨的思想來完成。公路路基高邊坡防護(hù)的開展,設(shè)計雖然是核心工作,但是僅僅考慮到自身的內(nèi)容,對其他部門未做出積極的考慮,特別容易導(dǎo)致設(shè)計方案出現(xiàn)偏差現(xiàn)象,日后遭遇到突發(fā)情況后,無法及時的改善、解決。
4 公路路基邊坡穩(wěn)定性技術(shù)要點
4.1 防滑樁施工技術(shù)
在進(jìn)行防滑樁施工的過程中:①開挖樁孔,但是在此過程中會對路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定程度的影響,所以在開挖的過程中應(yīng)根據(jù)路基的實際情況制定有效的控制措施。②對施工現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行勘探,其中包括施工部位的地形、斜坡的傾斜程度以及地質(zhì)環(huán)境等,并將勘測結(jié)果記錄下來,與設(shè)計方案進(jìn)行對比。如果出現(xiàn)設(shè)計方案與實際施工環(huán)境相差較大的情況,要采取手段盡量縮短二者之間的差異,或者根據(jù)實際情況重新制定設(shè)計方案。③由于防滑樁施工通產(chǎn)在夏季進(jìn)行,所以施工環(huán)境中的溫度較高。在進(jìn)行跳樁開挖的過程中,非常容易出現(xiàn)樁身開裂的現(xiàn)象,所以要對樁身進(jìn)行保護(hù)處理。通常情況下,將混凝土澆筑到樁身上,減少截面之間的差距。另外,為了確保施工能夠正常運行,在施工之前要對施工土地中是否存在滑坡現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,如果存在滑坡現(xiàn)象,要及時對其進(jìn)行控制,避免滑坡現(xiàn)象進(jìn)一步擴(kuò)大。
4.2 干砌片石施工技術(shù)
干砌片石施工技術(shù)通常應(yīng)用于容易出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象、不適合種植植物以及軟巖的路基中。由于該種路基的環(huán)境比較復(fù)雜,所以在對該種路基進(jìn)行防護(hù)的過程中,對于干砌片石技術(shù)的要求也比較高。在施工過程中:①對路基表面的雜物廢石進(jìn)行清理,保證施工過程不受到外界環(huán)境的影響。②對施工環(huán)境進(jìn)行觀察,根據(jù)不同的施工環(huán)境制定不同的施工方案。例如,有的地基風(fēng)化程度比較嚴(yán)重,所以在進(jìn)行防護(hù)施工的過程中需要重點解決地基風(fēng)化情況。而有的地基中砂石含量較多,所以在施工之前需要對多余的砂石進(jìn)行處理。③應(yīng)對路面地基的防護(hù)范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大,清除路面地基中的障礙物。同時,還可以將種植土應(yīng)用到防護(hù)工程中去,利用三維網(wǎng)將種子撒到種植土中。這種方法能夠在對地基進(jìn)行防護(hù)的同時,對地基周圍的環(huán)境實施綠化。
4.3 錨桿框架施工技術(shù)
在進(jìn)行錨桿框架施工的過程中,應(yīng)注意按照從上到下的順序進(jìn)行施工,這種施工方式對施工技術(shù)的要求較高,一旦上一階段的施工出現(xiàn)問題,就會影響到下一階段的施工。在開挖時,不能夠分段挖掘,要一次性的進(jìn)行挖掘。在鉆孔的過程中,應(yīng)采用螺旋式的鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔。另外,在施工結(jié)束后,應(yīng)清除鉆孔內(nèi)的多余材料。目前應(yīng)用最廣泛的方法是高壓噴氣法,通過噴氣產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力,將鉆孔內(nèi)的雜物噴出,為接下來的施工工作提供便利的條件。
4.4 植物栽培施工技術(shù)
植物栽培施工技術(shù)主要是通過種植植物的方式對路基進(jìn)行保護(hù),降低路基中水土流失的速度,從而提高對路基邊坡的防護(hù)效率。另外,該種方法還能夠?qū)β坊車沫h(huán)境進(jìn)行綠化,提高人們的視覺感受。植物栽培施工的主要施工流程如下:①對將要進(jìn)行栽培的路基表面進(jìn)行清理。②將植物種子播撒在需要防護(hù)的路基上。③對植物進(jìn)行管理,例如,將種植后的植被上覆蓋一層透氣薄膜,避免雨水對植被造成破壞,使其順利生長,從而起到對路基進(jìn)行防護(hù)的效果。另外,植物栽培施工還能夠充分吸收環(huán)境中的有害物質(zhì),達(dá)到優(yōu)化環(huán)境的目的。
5 公路路基邊坡防護(hù)措施
5.1 植物防護(hù)
5.1.1 平鋪草皮和種草防護(hù)
平鋪草皮與種草防護(hù)是公路路基邊坡防護(hù)的重要措施,能起到很好的防護(hù)作用。如果公路路塹和路堤邊坡為土質(zhì),那么種草防護(hù)將是最適合的防護(hù)措施。在應(yīng)用種草防護(hù)措施時,工作人員要保證路基邊坡的高度和坡度符合相關(guān)要求,如果現(xiàn)有條件不利于草的種植,那么可以在路基邊坡上鋪設(shè)土壤,土層厚度保持在10~15cm。此外,還要求鋪設(shè)的土壤與邊坡能夠牢固結(jié)合。因此,要在公路上每隔100cm的距離挖20cm的臺階,種草過程中撒入草籽,加入土壤拌勻,將土壤翻松后再拍實,做好灑水和后期的養(yǎng)護(hù)管理工作。平鋪草皮的防護(hù)作用與種草防護(hù)基本一樣,并且效果更好。平鋪草皮更多是應(yīng)用在公路路基邊坡高而陡的情況下。
5.1.2 植樹防護(hù)
植樹防護(hù)最顯著的作用是預(yù)防路基邊坡破壞,更多地應(yīng)用在土壤風(fēng)化嚴(yán)重的地區(qū)。長期被水沖蝕的位置不能采用這種方法。通常情況下,植樹防護(hù)的適用條件為公路路基坡度較緩(坡度在1∶1.5以下),如果其中還存在一些不適合樹木生長的砂石,那么就要在植樹工作完成后填換土壤,并將填換的土壤壓實、澆水、確定成活率以后才能起到效果。植樹時要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件,盡量采用梅花形或方格形分布。如果植樹過程中遭遇大風(fēng)大雨天氣,那么雨后要注意做全面檢查,確保不影響邊坡施工。
5.2 干砌片石和漿砌片石防護(hù)
工程防護(hù)需要結(jié)合植物防護(hù)來實現(xiàn)調(diào)控和防護(hù)的目的。如果公路路基邊坡土質(zhì)不適合種植植物,那么就要及時換土。這種防護(hù)措施的綜合性很強(qiáng),需要結(jié)合多方面的條件綜合考慮。對于一些長時間遭受降水影響的邊坡,需采用干砌片石防護(hù)措施,從而對受流水侵蝕的路基邊坡起到保護(hù)作用。但如果公路凍害嚴(yán)重或長期潮濕,就無法通過這種防護(hù)措施加以解決。一些坡面遭遇沖刷或浸水的路基邊坡則可以采用漿砌片石進(jìn)行防護(hù),但同時還必須結(jié)合其他防護(hù)措施,否則這種方法不能發(fā)揮作用。當(dāng)路基邊坡受到較強(qiáng)波浪的影響時,這一措施可以發(fā)揮其作用,但必須科學(xué)設(shè)置浸水擋墻,才能提高防護(hù)效果。
5.3 網(wǎng)格與拱式防護(hù)和預(yù)制塊鋪砌防護(hù)
這兩種防護(hù)方法的應(yīng)用比較普遍,主要針對一些魚鱗狀砌石防護(hù)工程量大、抗沖刷能力差的公路地段,很好地實現(xiàn)了公路路基邊坡綠化的目的,提高了外觀的美觀度。對于高填方公路和長直線公路,應(yīng)用這種防護(hù)措施能將美化與綠化完美結(jié)合。但這兩種防護(hù)形式也有一定的缺陷,比如施工過程比較復(fù)雜、工程量偏大、施工要求非常嚴(yán)格,此外還要求工作人員在拱內(nèi)進(jìn)行大量的填土和種植處理,才能取得理想的效果。相比而言,預(yù)制塊鋪砌防護(hù)措施不過于依賴植草綠化,主要原因在于預(yù)制塊規(guī)格基本相同,應(yīng)用便捷,且外觀整齊度較高,即使沒有綠化,也能起到預(yù)防雨水沖刷的作用。
5.4 噴射混凝土防護(hù)
噴射混凝土防護(hù)是一種重要的公路路基邊坡防護(hù)措施,具體又可分為素噴法和錨噴法。前者是在平整巖面噴射砂漿,以預(yù)防路基邊坡表面出現(xiàn)松散甚至開裂,還能針對路面不平整的情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,進(jìn)一步保障了公路路基邊坡的使用質(zhì)量,一定程度上提高了安全性,多適用于一些松散的路基邊坡。后者主要適用于山體公路路基邊坡,使用錨桿進(jìn)一步穩(wěn)固,預(yù)防山體滑動,避免對公路造成安全威脅。采用錨噴法并結(jié)合其他一些防護(hù)措施和方法,可以很好地解決公路路基邊坡問題。如果遇到路基邊坡遭到嚴(yán)重破壞的情況,那么就需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件與環(huán)境,因地制宜地制定多種防護(hù)措施相結(jié)合或輪換使用的策略,來加強(qiáng)對公路路基邊坡的防護(hù),保證公路的使用質(zhì)量。
6 結(jié)束語
總之,由于公路路基兩側(cè)的地形、地質(zhì)條件較為復(fù)雜,因此,防護(hù)公路路基高邊坡是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。公路路基邊坡防護(hù)技術(shù)十分重要,采用良好的防護(hù)技術(shù)可以提升公路的穩(wěn)定性、延長公路的使用壽命。通過在工程實際中的應(yīng)用,該防護(hù)技術(shù)還可以更好地避免路基出現(xiàn)塌方、碎落以及滑坡等情況,減少后期的公路養(yǎng)護(hù)投入。因此,值得在相關(guān)工程中推廣和應(yīng)用。
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收稿日期:2018-7-23
作者簡介:倪 輝(1983-),男,漢族,浙江杭州人,工程師,本科,主要從事巖土工程勘察、地質(zhì)災(zāi)害治理工作。