單武林,歐廣州,楊瑞芬
(中建二局土木工程集團有限公司,廣東佛山 528010)
山區(qū)公路高邊坡穩(wěn)定性較差、破壞性較強,會導(dǎo)致塌方、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,對人們的生命財產(chǎn)造成威脅,施工過程中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o技術(shù)措施解決高邊坡穩(wěn)定性問題。本文結(jié)合實際項目重點闡述立體綜合防護技術(shù)在山區(qū)公路高邊坡治理中的應(yīng)用,該治理方案技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、安全可靠,提升了公路邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保了公路行車的安全性與舒適性,在山區(qū)高速公路的邊坡(滑坡)治理中得到推廣應(yīng)用,取得了一定的社會效益和經(jīng)濟效益。
本項目位于廣西賀州市,標(biāo)段起點位于蒼梧縣石橋鎮(zhèn),終點位于賀州市平桂區(qū)水口鎮(zhèn),全線隧道共4 997 m/7 座,主線橋梁共17 946.75 m/50 座,地質(zhì)條件為細砂巖、頁巖等,屬于山嶺區(qū)地形,山勢較陡峻,施工段落內(nèi)深挖路塹共18 處,最高路塹邊坡53 m,高填路基8 處,最大路基邊坡54.5 m,邊坡根據(jù)地質(zhì)情況采用掛網(wǎng)噴播、掛網(wǎng)噴漿、拱形骨架、錨桿框格梁、錨索框格梁、擋土墻等多種結(jié)構(gòu)形式進行綜合防護。
首先,人工在坡面上挖楔形溝(按一定的行距),楔形溝挖好后在溝內(nèi)回填種植土(參入土壤改良劑)以及養(yǎng)料等種植基質(zhì)材料,然后進行三維植被網(wǎng)張掛,同時進行噴播植草(基質(zhì)材料覆蓋好),針對高速公路挖方路塹的巖質(zhì)邊坡,取得了較好的效果。
一般采用正六邊形進行掛網(wǎng)噴播,并鋪設(shè)網(wǎng)目小于或等于5 cm 的14 號單層鍍鋅鐵絲網(wǎng),鐵絲網(wǎng)需要進行鉚釘固定,主鉚釘采用B18(長120 cm),輔助鉚釘采用B12(長80 cm),主鉚釘按縱橫向間距2 m 控制,輔助釘按縱橫向間距1 m 控制,客土噴播厚度宜控制在10~12 cm,在特殊地段可根據(jù)實際情況調(diào)整噴播厚度(如巖性破碎、硬坡段)[1]。客土噴播應(yīng)分層依次進行,下層噴播厚度控制在5 cm,并保持客土穩(wěn)定(10~20 min),然后進行上層客土噴播,上層客土噴播應(yīng)達到設(shè)計厚度要求,待客土噴播完成后,應(yīng)進行無紡布覆蓋(無紡布用30 g/m2的),并做好噴水、補種、清除雜草及病蟲害等養(yǎng)護管理,無紡布揭除前,應(yīng)確保幼苗植株長度達到5~6 cm,或者片葉長到2~3 片時,這樣有理由幼苗生長正常。
根據(jù)邊坡巖體構(gòu)造的特征及表層形狀合理確定噴射混凝土的厚度,本工程設(shè)計時對厚層微風(fēng)化巖層間結(jié)合較好、裂縫較為發(fā)育好的區(qū)域,噴射混凝土厚度為12cm,噴射混凝土標(biāo)號為C25 細石混凝土。保護層厚度不小于20 mm,按照錨桿在孔的中心線位置布孔,錨桿居中支架焊接間距1.5~2 m。支架焊好后在孔內(nèi)放置錨桿體,插入孔內(nèi)注漿塑料管(注漿管應(yīng)符合孔深要求),向孔內(nèi)注入純水泥漿(距孔底約0.5~1.0 m),水泥漿應(yīng)經(jīng)試驗室試驗合格,保證注漿的壓力≥0.2 MPa[2]。
在完成錨桿注漿和綁扎網(wǎng)片后,將錨桿的頭部用圓鋼(φ10 mm)焊接連接在桿體上,確保焊接點牢固可靠,泄水孔呈梅花形布置,間距2~3 m,在掛網(wǎng)噴射混凝土完畢后實施,噴射混凝土的抗?jié)B等級不應(yīng)低于S6。一般保證混凝土的噴射厚度為8 cm,對特殊部位應(yīng)增加噴射混凝土的厚度(增加5 cm),比如,變截面處(地下工程)、陽角部位(軸線轉(zhuǎn)折點),噴射細石混凝土強度為C20,配合比為水泥∶砂∶細石=1∶2∶2,噴射混凝土應(yīng)多次分層進行,噴射混凝土終凝2 h 后,應(yīng)噴灑養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不得少于14 d。
首先,進行土層整理,將浮土以及松散的表面土清除,清除干凈后用土填平壓實,確保填土的壓實度達到原路基土的壓實度,避免砌體施工時由于土方下沉而產(chǎn)生裂縫,保證砌體的安全及穩(wěn)定性滿足要求,然后,進行骨架輪廓放樣,確定基槽開挖部位,拱形骨架基槽采用人工開挖的方法,開槽深度為垂直坡面以下30 cm,基槽開挖完畢后,放樣撒白灰線確定護腳部位,護腳一般采用片石砌筑,砂漿強度M7.5,深600 mm,寬450 mm。
鑲邊石一般采用水泥混凝土(C20)預(yù)制構(gòu)建,需要進行預(yù)制,將預(yù)制好的水泥混凝土構(gòu)件運至施工現(xiàn)場,施工時砌筑需要進行水泥砂漿勾縫,采用坐漿或者擠漿法施工,嚴(yán)禁采用灌漿施工,尺寸為49.5 cm×23 cm×5 cm(直鑲邊石),弧形鑲邊石半徑(內(nèi)徑)為1.5 m,長寬高與直鑲邊石尺寸大小一樣,拱形骨石料強度≥30 MPa,采用片石砌筑(M7.5 砂漿),拱圈高度依據(jù)邊坡實際高度進行統(tǒng)一調(diào)整(一般采用3 m)、拱圈直徑一般為1.5 m、寬度為40 cm,拱形骨架護坡如圖1 所示。
圖1 拱形骨架護坡示意圖
根據(jù)設(shè)計資料,確定墻身斷面、擋土墻的起訖點和墻長、基礎(chǔ)形式和埋置深度,布置排水設(shè)施,伸縮以及沉降縫部位確定,擋土墻基礎(chǔ)布置,確保地面墻趾縱坡≤5%,布置泄水孔的位置,仰斜墻背的坡度不宜緩于1∶0.3,通常在1∶0.15~1∶0.25,俯斜墻背常用1∶0.25~1∶0.4,不超過4 m 的低墻可用垂直墻背,凸形折線墻背上下墻的墻高比一般采用2∶3,對于衡重式墻,一般上、下墻俯仰斜墻背坡度為1∶0.25~1∶0.45,1∶0.25~1∶0.3,墻高比為2∶3(上下墻)[3]。
地面橫坡較陡時一般為1∶0.05~1∶0.20(墻面坡度),采用陡直墻面(矮墻),地面平緩時一般采用1∶0.20~1∶0.35 較為經(jīng)濟,混凝土塊和石砌體擋土墻的墻頂最小寬度≥50 cm,混凝土墻頂最小寬度≥40 cm。路肩墻墻頂一般做成頂帽(使用粗石料或C15 混凝土),厚40 cm 寬度不小于60 cm,突出10 cm 墻外的飛檐,干砌擋土墻的高度一般不宜大于6 m。
3.5.1 錨桿工程施工
錨桿與水平面的交角不大于45°,一般在l5°~20°,鉆完第一個孔后,需做壓水試驗,孔壁的裂隙大于160 μm,水泥漿將會漏失,在一個附加大壓作用下,將產(chǎn)生32 L/min 的滲流量,若試驗發(fā)現(xiàn)漏漿,可用較稀的水泥漿漏灌注孔內(nèi),24 h 后重新鉆孔,在做壓水試驗。
鉆進過程中如遇特殊情況應(yīng)及時停止鉆孔并采用水泥砂漿灌漿處理,如出現(xiàn)塌孔、縮孔等,灌漿壓力控制在0.1~0.2 MPa,然后重新鉆進(水泥砂漿初凝后),錨桿孔徑要求110 mm,在孔底留存渣段0.5 m,實際鉆孔深度大于設(shè)計深度0.2 m 以上插入桿時應(yīng)將灌漿管同時放至鉆孔底部,但應(yīng)留約50 cm 的保護層。
錨孔注漿自孔底向上一次性注入,注漿壓力應(yīng)≥0.8 MPa,中途不能停灌,錨桿下入孔后6 h 后必須開始注漿作業(yè),如果中途停止時間超過30 min,應(yīng)潤滑注漿罐以及管路,潤滑采用水或水灰比為0.5~0.6 的純水泥漿,錨孔采用水泥砂漿全孔一次性灌注,砂漿拌和時間≥3 min 并及時使用,否則砂漿作為棄漿處理(拌和后1 h 未使用),封錨前應(yīng)對外留錨桿仔細涂刷防銹劑及保護劑,最后用C25 混凝土將外露鋼筋錨桿封死,錨混凝土任意部位的最小厚度,不得小于25 mm。
3.5.2 框格梁施工
框架梁基礎(chǔ)施工時應(yīng)先進行砂漿調(diào)平層鋪設(shè),鋪墊厚度一般為20 mm,然后再進行制作和安裝鋼筋,保證同一截面鋼筋接頭根數(shù)與鋼筋總根數(shù)的比例≤1/2,且截面之間有焊接接頭的距離應(yīng)≥1 m。框架梁的澆筑應(yīng)整體一次性澆筑完成,混凝土強度一般采用C25。
錨桿框格梁的肋柱地梁嵌入深度布置要求:一般的土質(zhì)及全風(fēng)化層嵌入48~50 cm,強風(fēng)化層嵌入35 cm,六角空心磚20 cm,骨架嵌入10 cm,六角空心磚20 cm,對于中~ 弱風(fēng)化層,因地梁無法刻槽嵌入,需要對地梁與骨架進行35cm 培土后,做20 cm 的六角空心磚,框格橫梁在框格中間應(yīng)設(shè)2 cm寬的伸縮縫(間距為每隔3~5 排框格),伸縮縫內(nèi)用浸瀝青木板填縫[4]。
碎落臺應(yīng)采用素混凝土澆筑,素混凝土厚度為8 cm,強度等級為C15,并設(shè)平滑圓弧過渡(碎落臺與下層邊坡交界處),設(shè)置變形縫(碎落臺應(yīng)與框格梁邊坡對應(yīng)位置),肋柱內(nèi)應(yīng)按設(shè)計設(shè)置φ12 mm 定位鋼筋,不容許鐵絲定位,肋柱加密箍筋,錨桿、索框格梁示意如圖2、圖3 所示。
圖2 錨桿示意圖
圖3 索框格梁示意圖
3.5.3 錨索施工
錨索采用鋼絞線制作,強度要求:抗拉強度Rb=1 860 MPa,一般鋼絞線數(shù)量及直徑要求:4 根S15.2 mm,錨具:OVM15-4型錨具鎖定,張拉段長度:增加1.5 m,錨固段架線環(huán)與緊箍環(huán)間隔設(shè)置(每隔0.75 m),自由段架線環(huán)設(shè)置:每隔2 m 設(shè)置一道以保證鋼絞線順直,單根錨索:設(shè)計錨固力≤500 kN,錨固長度一般為7~8 m(穩(wěn)定巖體)。
錨索的張拉及鎖定應(yīng)采用整體張拉、分級進行,按設(shè)計值分5 級荷載逐級增大(25%、50%、80%、100%),且完成每一級張拉后,應(yīng)進行穩(wěn)壓5 min,出現(xiàn)實際伸長值比理論伸長值大出10%或小于5%時,應(yīng)停止張拉并及時查明原因補救后方可繼續(xù)張拉,當(dāng)張拉荷載達到設(shè)計荷載的1.1 倍后,進行穩(wěn)壓10~20 min 后鎖定,在設(shè)計張拉完成后要在補償張拉一次(一般在設(shè)計張拉完成30~45 d 后)然后封錨,上述過程應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行。
山區(qū)公路高邊坡防護工作應(yīng)重點分析影響因素,比如,氣候環(huán)境、水域情況和人為活動等,施工前必須根據(jù)設(shè)計內(nèi)容和現(xiàn)場具體情況條件,制訂經(jīng)濟上合理,技術(shù)上可行的高邊坡防護治理方案,選擇合理的邊坡防護形式,采取恰當(dāng)?shù)姆雷o治理技術(shù)措施,確保高邊坡的穩(wěn)定性與安全性,強化邊坡防護治理,保證邊坡防護效果,確保安全施工、安全通行,掛網(wǎng)噴播、掛網(wǎng)噴漿、拱形骨架、擋土墻、錨桿索框格梁等立體綜合防護技術(shù)作為公路工程施工的重要施工技術(shù),在山區(qū)公路高邊坡防護治理中發(fā)揮了顯著作用和效果,為山區(qū)公路高邊坡的長期穩(wěn)定提供了保障。