公路邊坡常見支護(hù)方法

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目前,我國(guó)山區(qū)高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展。在高等級(jí)公路的修建中,出現(xiàn)大量的深挖路塹與高填路堤邊坡,其防護(hù)問題非常突出。為了滿足安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理雙重目標(biāo),對(duì)高邊坡病害特征的深入分析和對(duì)其治理工程方案的慎重選擇顯得十分重要。
    公路邊坡沿公路分布的范圍廣,對(duì)自然環(huán)境的破壞范圍大,如果在防護(hù)的同時(shí),能夠注意保護(hù)環(huán)境和創(chuàng)造環(huán)境,采用適當(dāng)?shù)木G化防護(hù)方法來進(jìn)行,則會(huì)使公路具有安全、舒適、美觀、與環(huán)境相協(xié)調(diào)等特點(diǎn),也將會(huì)產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
    邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“安全綠色、水土保持、恢復(fù)自然、環(huán)保之路”的設(shè)計(jì)原則。
    對(duì)公路邊坡進(jìn)行防護(hù),必須考慮以下問題:
    ①邊坡穩(wěn)定:保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷,減緩溫差與溫度變化的影響,防止和延緩軟巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變過程,從而保護(hù)路基的整體穩(wěn)定性。
    ②環(huán)境保護(hù):使工程對(duì)環(huán)境的擾亂程度減少到最小,并謀求人工構(gòu)造物與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。
    ③綜合效應(yīng):綜合防光,防眩,防煙,誘導(dǎo)司機(jī)視線,改善景觀等目的進(jìn)行邊坡綠化防護(hù),充分發(fā)揮防護(hù)工程的綜合效益。
    1、工程防護(hù)
    1.1 抹面與捶面[1]
    1.1.1適用條件:
    ①對(duì)各種易于風(fēng)化的軟巖層(如泥質(zhì)砂巖、頁巖、千枚巖、泥質(zhì)板巖等)邊坡,當(dāng)巖層風(fēng)化不甚嚴(yán)重時(shí);
    ②所防護(hù)的邊坡,本身必須是穩(wěn)定的,但其坡面形狀、陡度及平順性不受限制;
    ③所防護(hù)的邊坡,必須是干燥、無地下水的巖質(zhì)邊坡。
    1.1.2構(gòu)造要求:
    ①抹面厚度一般為5~7cm,捶面厚度為10~15cm,一般為等厚截面。
    ②抹面與捶面工程的周邊與未防護(hù)坡面銜接處,應(yīng)嚴(yán)格封閉。如在其邊坡頂部做截水溝,溝底與溝邊也要做抹面或捶面防護(hù)。
    ③大面積抹面或捶面時(shí),每隔5~10m應(yīng)設(shè)伸縮縫。
    1.2 灌漿與勾縫[1]
    灌漿適用于石質(zhì)堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、巖層內(nèi)部節(jié)理發(fā)育,但裂縫寬度較小的巖質(zhì)路塹邊坡。
    勾縫適用于石質(zhì)較堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、張開節(jié)理不甚發(fā)育,且節(jié)理縫較大較深的巖石路塹邊坡上。
    1.3水泥土護(hù)坡
    1.3.1適用條件:
    ①適用于粉土、粉砂、粉質(zhì)粘土、粘土等填方邊坡。
    ②易受洪水浸淹的路基填方邊坡。
    ③可用于鹽漬土地區(qū)。
    1.3.2構(gòu)造要求:水泥土護(hù)坡厚度一般為10~20cm.水泥摻量一般為8%~15%,具體摻量施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。
    1.4 護(hù)面墻[1]
    1.4.1適用條件:
    ①多用于易風(fēng)化的云母巖、綠泥片巖、千枚巖及其它風(fēng)化嚴(yán)重的軟質(zhì)巖層和較破碎的巖石地段,以防止繼續(xù)風(fēng)化;
    ②所防護(hù)的邊坡本身必須是穩(wěn)固的;
    ③護(hù)面墻有實(shí)體護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱式護(hù)面墻和肋式護(hù)面墻。實(shí)體護(hù)面墻適用于一般土質(zhì)及碎石邊坡;空窗式護(hù)面墻用于邊坡緩于1:0.75,孔窗內(nèi)可采用捶面(坡面干燥時(shí))或干砌片石;拱式護(hù)面墻用于邊坡下部巖層較完整,而需要防護(hù)上部邊坡者或通過個(gè)別軟弱地段時(shí),邊坡巖層較完整且坡度較陡時(shí)采用肋式護(hù)面墻。
    1.4.2構(gòu)造要求:
    (1)實(shí)體護(hù)面墻
    ①厚度視墻高而定,一般采用0.4~0.6m,底寬一般等于頂寬加H/10~H/20;單級(jí)護(hù)墻的高度一般不超過15m,多級(jí)護(hù)墻的總高度一般不超過30m.
    ②沿墻身長(zhǎng)度每隔10m設(shè)置一道2cm的伸縮縫,縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞。在泄水孔后用碎石和砂做成反濾層,以排除墻后排水。
    ③修筑護(hù)面墻前,對(duì)所有的邊坡清除風(fēng)化層至新鮮巖層,對(duì)風(fēng)化迅速的巖質(zhì)(如云母巖、綠泥片巖等)邊坡,清挖出新鮮巖面后,應(yīng)立即修筑護(hù)面墻。
    ④頂部應(yīng)用原土夯填,以免水流沖刷。
    (2)孔窗式護(hù)面墻
    孔窗式護(hù)面墻的窗孔通常為半圓拱形,高2.5~3.5m,寬2~3m,半徑1~1.5m.其基礎(chǔ)、厚度、伸縮縫等與實(shí)體護(hù)面墻相同,窗孔內(nèi)視具體情況,采用干砌片石、植草或捶面。
    (3)拱式護(hù)面墻
    拱跨較小時(shí)(2~3m),拱圈可采用10#水泥砂漿砌片石,拱高視邊坡下面完整巖層高度而定,拱跨較大時(shí),可采用砼拱圈。
    1.5 噴漿或噴射混凝土防護(hù)[1]
    1.5.1適用條件:
    ①適用于巖性較差、強(qiáng)度較底、易風(fēng)化或堅(jiān)硬巖層風(fēng)化破碎、節(jié)理發(fā)育、其表層風(fēng)化剝落的巖質(zhì)邊坡;
    ②當(dāng)巖質(zhì)邊坡因風(fēng)化剝落和節(jié)理切割而導(dǎo)致大面積碎落,以及局部小型坍塌、落石時(shí),可采用局部加固處理后,進(jìn)行大面積噴漿(噴射混凝土)。
    ③對(duì)于上部巖層風(fēng)化破碎下部巖層堅(jiān)硬完整的高大路塹邊坡;
    ④不能承受山體壓力,邊坡須是穩(wěn)定的。
    1.5.2構(gòu)造要求:
    ①噴漿厚度不宜小于1.5~2cm,噴射混凝土的厚度以3~5cm為宜。
    ②為防止坡面水的沖刷,沿噴漿(噴射混凝土)坡面頂緣外側(cè)設(shè)置一條小型截水溝。
    ③漿體兩側(cè)鑿槽嵌入巖層內(nèi)。
    1.6 噴錨防護(hù)[2]
    1.6.1適用條件:
    凡易于噴漿(噴射混凝土)防護(hù)的巖質(zhì)邊坡,當(dāng)巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育,在破碎巖層較厚的情況下,如果繼續(xù)風(fēng)化,將導(dǎo)致墜石或小型崩塌,從而影響整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性。它具有較高的強(qiáng)度,較好的抗裂性能,能使坡面內(nèi)一定深度內(nèi)的破碎巖層得以加強(qiáng),并能承受少量的破碎體所產(chǎn)生的側(cè)壓力。
    1.6.2構(gòu)造要求:
    ①為防止坡面水的沖刷,沿噴漿(噴射混凝土)坡面頂緣外側(cè)設(shè)置一條小型截水溝。
    ②錨固深度視邊坡巖層的破碎程度及破碎層的厚度而定,用1:3的水泥沙漿固結(jié)。
    ③噴漿厚度不小于3cm,噴射混凝土的厚度不小于5cm.
    ④錨桿的類型有樹脂錨桿、全長(zhǎng)砂漿錨桿、塑料錨桿、水泥錨桿和縫管錨桿。
    ⑤提高錨桿承載力的措施主要有延長(zhǎng)錨固段長(zhǎng)度、二次壓漿、采用端頭擴(kuò)大或多段擴(kuò)大頭錨桿、重復(fù)高壓灌漿和改變錨桿傳力特征的剪力或壓力型錨桿。其中二次壓漿和重復(fù)高壓灌漿比較實(shí)用有效。
    1.7 土釘墻[3]
    土釘墻是一種較新式的結(jié)構(gòu)物,它主要由“釘”(即錨桿)、混凝土面板(掛網(wǎng)噴射混凝土)、錨板組成。
    1.7.1作用機(jī)理
    通過規(guī)則排列的錨桿(“釘”)、面板、錨板將邊坡一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行原位加固,形成一種復(fù)合結(jié)構(gòu)式的墻——土釘墻,墻后土壓力由土釘墻承擔(dān)。
    1.7.2適用條件
    主要適用于風(fēng)化破碎較嚴(yán)重的巖石邊坡,也可用于粉土、礫石和砂土邊坡。承受土壓力一般,其優(yōu)點(diǎn)是從上往下逐層開挖土石方并及時(shí)對(duì)邊坡進(jìn)行封閉加固,能有效減少邊坡因開挖臨空而帶來的英里釋放,使邊坡保持原來的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),避免坍塌。
    1.7.3構(gòu)造要求:
    ①施工程序?yàn)椋撼煽祝蹇祝媒睿{-噴射第一層細(xì)石混凝土-裝掛鋼絲網(wǎng)-噴射第二層細(xì)石混凝土;
    ②第一層細(xì)石混凝土厚7~10cm,第二層細(xì)石混凝土厚8cm.
    1.8 預(yù)應(yīng)力錨索梁[4]
    預(yù)應(yīng)力錨索梁是最近幾年發(fā)展起來的一種新型加固措施。結(jié)構(gòu)分為錨索和錨梁兩部分。
    1.8.1作用機(jī)理
    把破碎松散巖層組合連接成整體,并錨固在地層深部穩(wěn)固的巖體上,通過施加預(yù)應(yīng)力,使錨索長(zhǎng)度范圍內(nèi)的軟弱巖體(層)擠壓密實(shí),提高巖層層面間的正壓力和摩阻力,阻止開裂松散巖體位移,從而達(dá)到加固邊坡的目的。這種方法的特點(diǎn)是:可保持既有坡面狀態(tài)下深入坡體內(nèi)部進(jìn)行大范圍加固;預(yù)先主動(dòng)對(duì)邊坡松散巖層施加正壓力,起到擠密鎖固作用;同時(shí),錨索孔高壓注漿,漿液充填裂隙和孔隙,又可提高破碎巖體的強(qiáng)度和整體性;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低廉。
    1.8.2適用條件
    裂隙和斷層發(fā)育、防緩邊坡工作量巨大的高陡邊坡。
    3.構(gòu)造要求:
    ①錨梁:錨梁為鋼筋混凝土梁,采用C30混凝土澆注,它不僅為預(yù)應(yīng)力錨索提供反力裝置,而且也對(duì)邊坡巖土有著框箍和壓緊作用。
    ②錨梁的施工順序?yàn)椋悍谰€挖槽—綁扎鋼筋—支?!獫沧⒒炷痢?BR>    ③錨梁與錨索交叉部位預(yù)留塑料套管,便于錨索從中間穿過;在錨頭部位預(yù)埋承壓鋼板,并與錨梁澆注成整體。
    ④預(yù)應(yīng)力錨索施工程序?yàn)椋悍劈c(diǎn)鉆孔—編制鋼絞線—注漿—張拉鎖定。
    ⑤可與噴射混凝土或框格護(hù)坡相結(jié)合。