公路路基高边坡滑坡病害处置施工技术研究

(整期优先)网络出版时间:2023-06-08
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公路路基高边坡滑坡病害处置施工技术研究

肖念蒙

湖北交投建设集团有限公司  湖北武汉 430000

摘要:由于公路路基高边坡受地质条件等因素的影响,我国公路路基高边坡易出现滑坡现象,因此,不少学者对高速公路路基滑坡现象展开研究,并取得一定的成果。因此应应分析造成滑坡原因并提出多种处置措施,确保公路畅通安全。

关键词:公路路基;高边坡;滑坡病害原因;处置施工技术

1公路路基高边坡滑坡

公路路基高边坡滑坡通常是因为在坡脚施工时,原有的斜坡支撑力降低,加之地下水或地表水的作用,使堆积层或岩层在其自身的重力作用下沿一个相对脆弱的滑动面滑移。与崩塌、坍塌相比,滑坡的速度相对较慢,滑移后的滑动体并非如崩塌、坍塌后处于稳定状态,而是在特定的情况下发生一定程度的变形。在滑移过程中,其内部不会发生相对运动,呈相对静止状态,但是在快速滑落过程中会引起局部土体的倾覆、翻转。通常,在滑动体与坡面接触的部位会有裂纹产生,裂纹呈羽状或环形状[1]

2公路路基高边坡滑坡病害原因

2.1物质构成

滑坡地层主要由残坡积粉质黏土夹煤层构成,滑动软弱面基本上分布在黏土层及煤层中,土层受长期或突发强降雨影响后,软弱土黏结强度及抗剪强度下降,对边坡的稳定性产生不利的影响,上部覆土层重量不足以产生下滑,裂隙逐渐贯穿至一定深度后,加上坡脚削坡,上部滑体失去支撑而发生滑动破坏,继而发生牵引式整体破坏,从而形成滑裂面。

2.2坡体变形活动

当形成软弱带后,局部的微变形是持续进行的,土体的抗剪强度大为弱化。人工削坡过程中,坡脚开挖深度范围内的抗滑力逐步消失,变形明显,表现为各类滑坡裂缝(拉张、剪切、鼓胀)持续发展,滑坡下移加剧。由此可见,人类工程活动及降雨的影响是滑坡变形破坏的主要外在因素。

2.3水文地质条件

公路路基高边坡滑坡处于山坡中下部,有利于坡面地表水汇集。该区域表层的粉质黏土渗透性较弱,局部中等。降雨是影响地下水动态变化的主要因素,地下水位频繁的升降,改变了上覆土体的状态和强度,降雨入渗作用使得边坡土体抗剪强度急剧下降,进一步弱化了滑动面的抗剪性,加剧了滑坡发生的可能;另外,降水还直接增加了滑坡体重量和降低滑动面抗滑力,局部含黏粒较高的部位易形成包水带,亦增加了下滑力,同样加速了滑坡的形成与发展。现场调查表明,坡脚处见路堑墙倾覆,滑坡后缘位置处见有开裂点,大部分地段见裂缝,在钻孔周围见大范围塌方变形,局部变形十分严重。受暴雨及削坡的影响,随着坡脚开挖、卸荷力逐渐增大,导致坡脚抗滑力不断减少,在上部岩土体下滑力持续作用下,坡体局部出现变形、蠕动,内部较薄弱层逐步形成贯穿型裂缝,坡脚重载扰动、降雨等作用都加剧了滑坡的变形发展,直至失稳破坏[2]

3公路路基高边坡滑坡病害处置施工技术

3.1抗滑挡墙

抗滑挡墙应设置在滑坡体的前缘,可与削坡减载措施联合使用,其高度和基础埋深必须能防止滑坡体从挡墙顶上或沿基底以下土层滑移。根据现场情况,为防止边坡进一步滑动,需减小上部荷载,故在坡脚设置抗滑挡墙。采用仰斜式毛石混凝土重力挡土墙,挡土墙高度4~6m,基础埋深1.2~1.5m。同时,加大公路路基边坡坡率,将现有的三级边坡坡率由下往上分别调整为1:1.5、1:2、1:2.5。考虑到正常工况和处于暴雨或连续降雨状态下的工况,选取最不利位置,进行稳定性分析计算,得到的安全系数分别为1.658和1.354,能够满足规范要求。因此,采用抗滑挡墙方案能够使得公路高边坡稳定安全系数满足规范要求,技术上是可行的。

3.2抗滑桩

抗滑桩是穿过滑坡面深入于滑床的桩柱,用以支挡滑坡体,并提供抗滑力来稳定边坡,一般适用于浅层和中厚层的滑坡。抗滑桩是一种广泛采用的抗滑措施,具备效果明显、土石方开挖少等优点。同时,在开挖桩孔时,还可以直接校验地质情况,发现问题及时调整。如某公路工程,抗滑桩设置为:桩长16m,嵌固端8m,圆桩直径1.2m,桩间距1.5m。根据计算,该工程高边坡滑坡治理方案的各项安全系数和技术指标均满足规范要求,技术上可行。

3.3锚索框架梁

锚索框架梁是一种适用于高边坡加固工程的复合支护结构,使用广泛,主要是将柔性支护的锚索与混凝土框架梁结合起来,在实际具体施工过程中的支护效果良好。锚索加固深层岩土体时,应穿过滑坡体,深入基层岩层中足够的锚固深度,以确保锚固效果[3]

3.4坡面损坏的防治

3.4.1营养麦草泥+网锚植草技术

利用有机肥、麦草秸秆、无机肥、植物种子、种植土、水按照一定比例进行混合搅拌,采用人工方法将其覆盖到坡面上,使其达到与天然土壤相似的效果,能够有效地贮存更多水分和营养物质,促进植物有利的生长,然后在坡面上覆盖一层“T”型的钢筋结构。在植被恢复生长后,由于植物发达的根系可以深入黄土坡体深处,进而与坡面和钢筋结构形成一个整体,从而达到保护坡面、美化环境和防止滑坡的作用。

3.4.2客土喷播防护技术

喷施是利用特殊的喷剂装置,在边坡的荒地上喷洒粘结剂、植物种子、复合肥、保水剂、速效肥和水,使其在坡面上进行组合,从而在坡面上形成一种多孔稳定的结构,表现为一种带有连续孔状态的硬质体,能在土壤中实现生根、生长,从而达到保持水土、恢复自然、改善景观、美化生态环境、稳固坡面等作用。

3.4.3穴种防护技术

穴种是在斜坡上使用专用的钻具(钻头直径为50mm),在斜坡上打1个50~80mm深、100~150mm直径的孔洞,然后把土壤和沙子混合填进孔洞,达到提高洞室密度的效果(密度为12~28)。化肥可以用禽畜粪便、磷肥、草木灰、锯末、尿素等经过特殊的方法混合而制成,这种方法适合于坡度比为1∶0.5~0.7、坡高不超过8m的黄土边坡施工。植被生长后形成的根系能够稳定边坡,实现对坡面剥落现象的有效控制,是处理地表剥落病害的最为理想的方法。

3.4.4骨架植物防护技术

这种技术方案是指在斜坡上浇筑混凝土框架或浇筑浆砌片石骨架,然后在边坡或边坡暴露处进行人工种植或机械喷播。骨架可以阻止坡面土壤和草皮的剥落,种植草可以使坡面土壤保持稳定,还能美化道路和环境。骨架植物保护技术克服了传统的人工保护与机械保护的不足,使其成为公路高边坡工程与绿化工程相结合的一种有效方法。

3.4.5土工格室防护技术

土工格室是用高密度聚乙烯宽频超声焊接而成的三维网格室。与土工格栅、土工网等平面加筋材料网格相比较,它具有立体结构、强度高、整体性能好的优势,且可进行伸缩,在搬运时可以实现折叠,在使用时展开即可,在其内填充泥土、石头等物料可以形成高强度、高刚性的网状结构。另外,其具备耐光性、抗氧化、抗磨系数高、不易被酸碱腐蚀、化学性能稳定、密度小等特点[4]

4结语:城市公路工程的建设不断增多,对我们城市公路的设计提出了更高的要求,路基高边坡的设计分析也变得更为复杂。对于高边坡的稳定性计算,我们需要选取合适的计算方法,结合城市公路工程的实际情况,建立计算模型,并根据详勘资料,设置合适的计算参数来进行计算,以确保计算结果与工程实际相符。同时,对于城市公路工程来说,路基高边坡的滑坡治理方案应从多个方面进行比选。除了从技术角度和工程投资方面进行考虑以外,还应综合考虑城市的发展用地规划、征地拆迁、环境影响及景观效果等因素,充分论证后,作出判断。高边坡的滑坡治理应该防治结合,以防为主。城市公路路基高边坡施工前,勘察应详细、准确;施工时,应注意边坡防排水;边坡开挖完成后,应及时进行坡面防护,尽量避免后期出现滑坡现象,进而为人们创建安全的出行环境。

参考文献:

[1]杨伟佳.公路路基高边坡滑坡病害处置施工技术研究[J].工程建设与设计,2022(21):183-185.

[2]苏巧娴.公路路基高边坡滑坡病害处治施工技术研究[J].中国高新科技,2021(02):114-115.

[3]王鹏飞.路基高边坡防护工程施工技术[J].砖瓦,2020(12):221-222.

[4]莫峰,陶晓华.高速公路路基高边坡滑坡的病害处治方案探讨[J].交通世界,2020(Z1):28-29.