楊珂
(山西路橋集團隰吉高速公路有限公司,山西 臨汾041300)
近幾年,我國公路工程數(shù)量和規(guī)模不斷擴增,這使得高等級公路路塹邊坡病害問題也不斷增多,如滑坡及落石問題等,不但影響著高等級公路的正常運營,同時也嚴重地威脅著行車安全。因此,切實做好挖方路段邊坡治理工作顯得極其重要,有必要對其治理措施做出深入研究,以確保我國公路工程不斷向好發(fā)展。
邊坡屬于公路工程中的一個重要組成內容,是為了保持土方開挖區(qū)域邊緣未攏動土體的安全性和穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)塌方而設置的斜坡,通常由人工開挖或自然形成,大部分邊坡的坡面均有一定的坡度。目前來看高等級公路挖方路段邊坡有多種不同類型,具體如表1所示。
表1 高等級公路挖方路段邊坡類型
現(xiàn)階段公路挖方路段邊坡病害問題相對較多,但最為常見的一般包括以下幾種類型。
滑坡指的是邊坡上的巖土體在較長的時間內遭受地下水、地表水或人為活動的影響,而逐漸在重力作用下沿著軟弱面持續(xù)向下滑動并且以水平運動為主的一種病害現(xiàn)象。這種邊坡病害問題分為蠕動變形、滑動破壞及漸趨穩(wěn)定三個主要階段,部分情況下也會出現(xiàn)高速急劇移動。結合導致滑動問題出現(xiàn)的力學性質來看,將滑坡劃分為推移式及牽引式滑坡兩大類型。
公路邊坡崩塌指的是陡坡位置上的一些巨大巖體或土體,在一定的重力或其他外力作用下,比較突然地從母體上脫落后向下崩落的一種現(xiàn)象。崩塌過程中相應的巖體或土體順著斜坡快速地向下翻滾、跳躍、互相撞擊,往往最終堆積在坡腳。崩塌本身并不屬于連續(xù)的變形,其有著明顯的運動學特征,可以分為滑移型、傾倒型、錯斷式崩塌等不同類型。
剝落一般指的是公路邊坡坡面中一些裸露的巖體在經過物理風化或水理的作用后,最終發(fā)展為碎屑物質然后剝離底層巖面,持續(xù)地沿著邊坡進行墜落的一種病害問題。這種病害極為常見,對道路安全不會產生較大影響,但長時間的風化剝落能夠導致邊坡巖體遭到嚴重破壞,有可能使上部硬質巖體逐漸發(fā)展為危巖。
案例工程為山西省隰縣至吉縣高速公路工程項目,全長105.834km,投資金額127.16億元,屬于國家高速公路網呼和浩特至北海的一個重要組成內容,也是山西省高速公路網中西縱的重要路段。該工程依照4車道建設,設計行車速度為80km/h,為避免出現(xiàn)邊坡病害問題,切實保證公路運營安全性,在挖方路段中對邊坡防護工程采取了多種治理措施,取得了良好治理效果。因此以該工程為例,針對高等級公路挖方路段邊坡治理對策做出分析和探討。
案例工程在實際施工建設階段,經過現(xiàn)場勘察檢測之后,確定某個挖方路段當中為砂土以及石混合地質,并且含水量高,同時發(fā)現(xiàn)坡面植被已經遭到了嚴重破壞。為了提高防護能力,設計了重力式擋土墻,但具體操作過程中因為勘查工作存在一定的疏忽,導致部分因素未能得到有效考慮,致使該工程邊坡方面的設計工作出現(xiàn)了失準現(xiàn)象,這間接地使得該擋土墻的建設不能滿足實際應用需求,在多次強降雨后產生了垮塌問題。有關部門及單位對該路段邊坡開展了重新勘察確認工作,最終認為該路段邊坡屬于不穩(wěn)定邊坡,同時提出了綜合治理方案。
一級邊坡合理增設抗滑樁(見圖1),以此增強自身的防護能力,主要涉及錨固段及抗滑段兩方面的內容。錨固段主要用來增強樁身牢固性;對于抗滑段則用來削弱滑坡土體方面的下滑力。借助這種方式使山體牢固性以及安全性得到有效提升。另外,案例工程打造了9根抗滑樁,為保證技術應用有效性及合理性,將樁徑將設計為2.4m×1.8m,長度為15m,實際樁間距為6m。
圖1 抗滑樁
案例工程的抗滑樁施工技術要點包括以下幾個方面:第一,結合跳樁開挖的形式合理完成開挖工作;第二,結合開挖實際進度,實施相應防護措施;第三,提前選定水平高、素質高以及專業(yè)技術強的施工團隊,以此確??梢园踩侠淼刈龊帽乒ぷ?;第四,切實結合施工作業(yè)的具體標準合理開展樁身鋼筋的采購活動,當采購回來之后由管理人員聯(lián)合質檢人員開展檢驗工作,確認達標后直接就地加工綁扎,實際綁扎豎向固定箍筋時借助電焊將其與主筋進行焊接,注意避免出現(xiàn)燒傷主筋問題,同時焊接過程中需要注意用電安全;第五,注意做好排水作業(yè),避免樁體受到水體作用產生失穩(wěn)問題,樁間墻需要借助漿砌片石擋墻開展連接工作。
對于二級邊坡主要增設了錨桿框架梁,促使邊坡形成一個整體。案例工程的錨桿框架梁主要是借助現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架開展工程邊坡坡面的防護工作,同時借助錨桿對坡體進行錨固,這樣可以使邊坡受到錨桿錨固力的作用進入足夠穩(wěn)定的狀態(tài)。具體施工時,先清除崩塌路段中的一系列塌落土石,完成平整作業(yè)后再開展框架梁方面的施工活動。案例工程在實際施工過程中,采用了3排錨索,對于各排長度經過詳細計算和論證,最終確定為18m、20m還有25m,而針對錨固段長度全部設定為15m,孔徑設定為150mm,傾角主要為20。完成施工作業(yè)后為了提高美觀性,在框架中填土種植了一些檸條。
案例工程在二級邊坡上同時增設了50根鋼管樁,使山體邊坡整體穩(wěn)定性得到了大幅度提升。具體操作方法如下:
第一,結合放線和鋼管樁平面布置圖科學有效地對鉆機開展設置工作,主要以梅花狀沿著滑坡方向進行布置。第二,開展成孔作業(yè):案例工程主要對泥漿護壁法這種技術手段進行了選用,在具體施工過程中,孔深設定為9m。第三,開展鋼管安裝作業(yè):案例工程在實際施工中對鋼管直徑強調必須為100mm,同時厚度方面要能夠達到1mm,具體作業(yè)過程中將鋼管樁安置在孔洞的中心位置。第四,開展注漿作業(yè):在將鋼管樁擺正后,開始向鋼管樁及花管中插入膠管然后再進行注漿,所用水泥主要為P·O42.5硅酸鹽水泥,實際水灰比控制為0.5,最終成樁后的具體強度控制在25MPa以上。第五,完成鋼管樁及花管施工作業(yè)后,在樁頭位置開展鎖扣梁施工作業(yè),從而形成較為完整的優(yōu)質結構體系。
實際開展鋼管樁施工作業(yè)時,應注意做到以下幾點:第一,錨桿上必須焊支架,在實際安置過程中放在孔洞的中心,保證注漿飽滿。第二,在實際施工過程中,鋼管樁孔口位置如果存在漿液流出問題,需要及時進行補充。第三,花管端部必須密封,實際注漿過程中,也應保證足夠密封嚴實。第四,鎖扣梁鋼筋依照設計規(guī)范進行綁扎,梁的尺寸滿足設計規(guī)定和要求。第五,槽鋼應借助錨具及錨桿連接牢固。
為了進一步提升邊坡的牢固性以及安全性,案例工程針對抗滑樁頂部實施了開挖活動,然后通過設置鐵絲石籠擋土墻這種方法,專門對2級邊坡方面的坡腳做出進一步防護,這種方法本身具備的優(yōu)勢大體上體現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,石籠屬于柔性結構,對邊坡有良好的適應性,當邊坡出現(xiàn)滑動問題時,石籠仍然能夠保持在穩(wěn)定狀態(tài)。第二,石籠本身具備著較強的透水性,能夠發(fā)揮出較強的過濾作用,這樣水中的一系列懸移物和淤泥等可以沉淀在石縫中,從而減輕土質的流失問題,并且促進自然植物的健康生長,進而達到逐步恢復當?shù)卦猩鷳B(tài)環(huán)境的目的。第三,所用石材可以就地取材,這樣能夠大大節(jié)省材料成本,此外該方法實際操作并不復雜,大多數(shù)情況下施工人員主要結合相關規(guī)定和標準將石材有效地放到相應的石籠中便能夠完成操作,呈現(xiàn)出了相對較高的作業(yè)效率,并且可縮短施工時間。但需要注意的是在實際施工過程中需要做好籠體還有相應鐵絲網方面的安全保護工作,確保其不會和其他材料或構件產生碰撞,從而出現(xiàn)損壞或者變形等相關問題。
現(xiàn)階段,針對柔性防護而言,在實際施工過程中需要注意的技術要點主要包括以下幾個方面:
第一,提前將坡面防護區(qū)打掃干凈,不準許存在任何垃圾、灰塵或浮石等,實際作業(yè)前若是發(fā)現(xiàn)局部有松散問題還應該采取加固措施進行加固。
第二,結合設計要求開展測量放線工作,確保錨桿孔位不會出現(xiàn)錯誤問題,在此基礎上,還應該在已經確定的位置做好鑿坑作業(yè),具體規(guī)格應該控制在寬×深=20cm×20cm。
第三,有效完成上述操作之后,便可以實施錨桿孔方面的開孔作業(yè),因為大多數(shù)情況下在開孔時會產生一些石屑等相應雜物,所以施工人員還應該注意做好清孔工作,現(xiàn)階段對于孔深通常需要保證超過實際設計深度5cm及以上。
第四,借助普通硅酸鹽水泥制成作業(yè)需要用的水泥漿液,對于水灰比方面,可以按照0.5進行控制,在此基礎上合理進行注漿,具體操作時施工人員應該注意漿液需要飽滿,在切實完成注漿作業(yè)后還應該養(yǎng)護3d及以上再開展下一個環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。
第五,對于縱向以及橫向支撐性需要進行合理設置,在此基礎上開展張拉作業(yè),并且在兩端有效地放置相應繩卡,借此實現(xiàn)與錨桿方面的相應環(huán)套開展足夠牢靠的連接作業(yè)。
第六,結合自上而下這一順序開展格柵網的鋪掛工作,實際重疊寬度控制在5cm及以上。案例工程的坡面設置了大量格柵網,為了提高整體性和牢固性,這些網均借助直徑大約為1.2mm的相應鐵絲進行連接,實際操作中需結合1m左右間距標準開展扎結作業(yè),使其形成一個整體。
第七,同樣結合自上而下的順序開展鋼繩網方面的設置工作,完成后需要借助直徑大約為8mm鐵絲開展縫合作業(yè),對于相應縫合繩還應該在其兩端有效地安裝繩卡,借此與網繩開展連接作業(yè)。如果選用的是雙層鋼繩網,需要借助同樣的方式完成剩余部分的鋪設和連接作業(yè)。
支撐滲溝發(fā)揮著分隔及支擋邊坡的作用,而且滲溝還可以排除及疏導坡體中多余的地下水,發(fā)揮出良好的防水導流作用,實際開挖前需要做好臨時截水及排水工作。案例工程施工過程中,在二級邊坡周圍設置了寬度約為1m及深度為3m左右的滲溝,在開挖到設計深度后,施工人員在溝中靠近山體一側合理地放置透水土工布,靠山體外側放置防水板,同時還需要回填碎石,這樣可以使山體中的水流沿著支撐滲溝的方向迅速流出。在開展支撐滲溝施工作業(yè)時注意做到以下幾點:首先,開挖過程從下游一直向上游開展作業(yè),同時一邊開挖一邊開展支撐回填作業(yè),避免出現(xiàn)坍塌問題。其次,滲溝溝底需要開展夯實處理,確保其足夠平整,不存在任何積水問題。
為進一步提升邊坡安全性以及可靠性,在做好擋土墻方面的修復作業(yè)后,要求施工人員在墻體上依照每5m間距設置一定數(shù)量的仰斜式排水溝,這種措施能夠在很大程度上增強擋墻自身的排水性能,如此一來內側水流往往能夠有效排出,這樣便能使山體當中積水問題得到良好緩解,使墻體不再受到相應干擾,從而使土體下滑力得到大大削弱。在具體施工過程中對于管材方面現(xiàn)階段多以PVC管為主,通過合理有效的施工操作,邊坡內部存在的水能夠順利地進入管道中實現(xiàn)快速排出,為了增強管材排水性能,需要打一定數(shù)量的滲水孔,一般孔徑為9~13mm,各個孔之間的距離盡量控制在49mm。為進一步增強排水性能,案例工程將管材設置為梅花形,然后整體設置大約7排管材。
具體操作中,打完滲水孔,必須注意借助復合土工布包緊管身,然后借助鍍鋅鐵絲進行綁扎,實際搭接長度一般需要大于15cm,完成此項操作后,還需要提前明確排水管的相應設置部位,同時開展開孔作業(yè),對于孔徑來講,主要以孔壁還有排水管能夠進行有效貼合為依據(jù),需要注意的是在孔洞形成后,清除內部雜物,再將排水管置入其中。
綜上所述,邊坡是否足夠穩(wěn)定、牢固以及可靠,往往可以對高等級公路日常正常運營產生巨大的影響,也是其發(fā)揮價值和作用的重要前提,因此對邊坡存在的病害問題必須做出及時處理。以某工程為例,針對挖方路段邊坡治理措施做出了深入研究,經分析論證具備良好可行性,能夠有效解決崩塌、滑坡等病害問題,大大提升了邊坡穩(wěn)定性,值得推廣和借鑒。