公路工程高邊坡支護(hù)施工措施要點

欄目:工程預(yù)算時間:2020-09-05

公路高邊坡支護(hù)措施

土方開挖過程中,，土壁是由土體內(nèi)磨擦阻力和粘結(jié)力保持平衡而穩(wěn)定,。一旦土體失去平衡(俗稱失穩(wěn)),，土體就會塌方。為了確保道路施工完畢后,，辛辛苦苦鋪好的公路不會突然就被土蓋了,，咱們也得想點辦法不是?

一,、邊坡的變形特征

1、公路邊坡是將地質(zhì)體的一部分改造成人為工程設(shè)施,，因此其穩(wěn)定性取決于自然山坡的穩(wěn)定狀況(穩(wěn)定,、不穩(wěn)定,、極限平衡)、地質(zhì)條件(地層巖性,、地質(zhì)構(gòu)造,、坡體結(jié)構(gòu)、巖體結(jié)構(gòu),、水文地質(zhì)條件,、風(fēng)化程度等)和人為改造的程度(開挖深度、坡形,、坡率等),。

2、人工邊坡是對自然坡體的改造,，改變了自然坡體的應(yīng)力狀態(tài)和地下水的滲流條件,，而且是在短短幾個月內(nèi)改造完成的。自然坡體的應(yīng)力調(diào)整有一個過程,，強(qiáng)度低的軟弱巖層調(diào)整較快,，常在施工期就發(fā)生變形；強(qiáng)度高的堅硬巖層調(diào)整較慢,，或可自身穩(wěn)定,，或在1～3年后發(fā)生變形。只有當(dāng)人工邊坡對其改變不大時,，才可保持穩(wěn)定,，否則就會發(fā)生失穩(wěn)，甚至引起自然坡體的破壞,。

3,、自然山坡和人工邊坡都處在各種自然營力的作用之下，如陽光照射,、降雨沖刷和下滲,、風(fēng)化和地震等。但人工邊坡所造成的自然狀態(tài)的改變使這種作用更強(qiáng)烈,，如開挖暴露風(fēng)化加劇,、破壞植被地表水容易下滲、坡體松弛,、爆破震動等都使邊坡更容易發(fā)生變形,。

4,、自然條件千差萬別，所以邊坡設(shè)計也變得十分復(fù)雜,，每個高邊坡工點都需單獨分析和計算,，這也是目前高邊坡設(shè)計尚無規(guī)范可循的原因。

二,、高邊坡形成的原因分析

01主觀原因

1,、公路選線時對地質(zhì)工作重視不夠，沒有將“地質(zhì)選線”落實到實處,，對已經(jīng)存在的古老滑坡和潛在滑坡認(rèn)識不足,，將線路布設(shè)在這些地段，甚至大填,、大挖,，造成老滑坡復(fù)活或新生滑坡。

2,、對高邊坡的危害認(rèn)識不夠,，強(qiáng)調(diào)節(jié)約工程投資，本來可以內(nèi)移作隧道或外移作橋或半路半橋的,，為節(jié)省投資而造成大挖方,，結(jié)果造成高邊坡變形破壞，有時其治理費用比橋,、隧還多,。

02客觀方面

1、山區(qū)公路(特別是高等級公路)對線形和道路走向有特定的要求,，也不可能一味強(qiáng)求優(yōu)良的工程地質(zhì)條件,，而回避不良地質(zhì)、高邊坡等巖土工程問題,，因此就不可避免的在近于極限平衡的天然山坡上或其內(nèi)開拓修建,。

2、自然陡邊坡本應(yīng)該作工點針對性勘察設(shè)計的,，因工作量大,、工期緊、勘察基礎(chǔ)資料不足,，設(shè)計依據(jù)不充分,，因坡形坡率設(shè)計不符合場地巖土條件，或排水與加固工程不完善,，不足以保證穩(wěn)定,，造成挖方坡口不斷向山體移動，形成高邊坡,。

3,、不科學(xué)的施工方法也是造成邊坡失穩(wěn)變形的重要原因,，如雨季大開挖，而不及防護(hù)造成大量雨水滲入坡體,，軟化坡體巖土,；大爆破施工破壞巖體完整性；開挖后長期暴露而不防護(hù)和加固,，甚至一挖到底不加固等,。

三、高邊坡的勘察設(shè)計

01基礎(chǔ)資料收集

防治方案的選擇建立在詳實的基礎(chǔ)資料之上,。必須對該段高邊坡進(jìn)行詳細(xì)勘察,。

查明該路段的地層、巖性,、產(chǎn)狀、風(fēng)化程度,、強(qiáng)度特征,，不同地層在邊坡上的分布位置，有無軟弱夾層或接觸面,，其產(chǎn)狀與邊坡開挖面的關(guān)系等,；山坡和邊坡上地下水出露位置、高程,、流量變化,；并取代表性巖土進(jìn)行試驗，為穩(wěn)定分析計算提供必要的參數(shù),。

02穩(wěn)定性分析

由于高邊坡或滑坡地質(zhì)復(fù)雜性,，計算的邊界條件(范圍)和破壞面巖土參數(shù)難以準(zhǔn)確判定、試驗和選取,，使計算結(jié)果的可信度大大降低,。一般認(rèn)為應(yīng)以工程地質(zhì)分析對比法為基礎(chǔ)輔以力學(xué)計算兩者結(jié)合較為合理，前者為后者提供變形類型,、范圍和邊界條件,，后者則可得出穩(wěn)定系數(shù)和作用力大小，為設(shè)計提供依據(jù),。

1,、工程地質(zhì)分析對比法從以下幾方面分析對比

a、從自然極限穩(wěn)定坡的坡形,、坡率,、坡高，與人工邊坡的平均坡率和坡高對比中評價其穩(wěn)定性,；

b,、從自然山坡已發(fā)生的變形類型和規(guī)模,，推斷人工邊坡可能發(fā)生的變形類型和規(guī)模；

c,、從坡體結(jié)構(gòu)分析人工邊坡可能發(fā)生的變形類型及產(chǎn)生的部位(整體或局部),；

d、從作用因素及其變化幅度分析,，主要是開挖引起坡體松弛,、地表水下滲、巖土(特別是軟弱帶)強(qiáng)度降低,，分析可能發(fā)生的變形類型及規(guī)模,；

e、從已發(fā)生的變形分析其發(fā)生機(jī)制并反演出破壞時的巖土強(qiáng)度參數(shù),。

2,、力學(xué)計算方法

力學(xué)計算法有多種，只有選擇與破壞類型及模式相一致的計算方法才能得出正確的結(jié)果,。

除順層邊坡外,，可用有限元計算開挖后邊坡的應(yīng)力場和位移場來確定。

對土質(zhì)邊坡和類土質(zhì)邊坡可用傳統(tǒng)的圓弧形破壞面進(jìn)行計算,，但沿土石層界面滑動者不一定是圓弧,。

巖質(zhì)邊坡，即使是強(qiáng)風(fēng)化巖體,，其破壞也要沿不利結(jié)構(gòu)面組合,，因此多為折線形，用推力傳遞法比較符合實際,。

選用的計算參數(shù)C,、Φ值應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況不同而分段選取。

03高邊坡的設(shè)計

1,、高邊坡的設(shè)計特點：

a,、高邊坡設(shè)計以翔實的地質(zhì)資料為基礎(chǔ)。

b,、高邊坡設(shè)計是預(yù)測性設(shè)計,。

c、高邊坡設(shè)計是風(fēng)險性設(shè)計,。

d,、高邊坡設(shè)計應(yīng)是動態(tài)設(shè)計。

e,、高邊坡設(shè)計對施工工藝提出嚴(yán)格要求,。

2、高邊坡設(shè)計的原則：

a,、由于坡腳應(yīng)力和地下水集中,，加固工程應(yīng)貫徹“固腳強(qiáng)腰”的原則,，“固腳”即加強(qiáng)坡腳1、2或3級邊坡的支撐力,，“強(qiáng)腰”則是防止高邊坡的局部失穩(wěn),。既要保整體穩(wěn)定，也要保局部穩(wěn)定,。

b,、高邊坡設(shè)計應(yīng)有完善的地表和地下排水系統(tǒng)，減少水對邊坡穩(wěn)定的影響,。

c,、高邊坡設(shè)計應(yīng)充分考慮環(huán)境保護(hù)，美化環(huán)境,。

四,、高邊坡的常見處治方案

01坡面防護(hù)

坡面防護(hù)應(yīng)在穩(wěn)定的邊坡上設(shè)置，通過坡面防護(hù)的設(shè)置可以達(dá)到減少或阻止水流沖刷和下滲,、減少水土流失,、減緩或防治坡體風(fēng)化、穩(wěn)固淺層坡面土體的目的,。

A、植物防護(hù)：植被防護(hù),、三維植被網(wǎng)防護(hù),、濕發(fā)噴播、客土噴播等,；

B,、骨架植物防護(hù)：拱形、人字形,、菱形等圬工骨架+植草防護(hù)等,；

C、圬工防護(hù)：噴護(hù),、掛網(wǎng)噴護(hù),、圬工全防護(hù)、護(hù)面墻等,；

D,、主、被動防護(hù)網(wǎng)：防治坡面巖石崩塌,、滾落等危害,。

植物防護(hù)

骨架植物防護(hù)

主動網(wǎng)防落石

被動攔石網(wǎng)

02支擋加固

路基支擋加固是當(dāng)邊坡穩(wěn)定不滿足要求時采取的措施，設(shè)計應(yīng)滿足在各種設(shè)計荷載組合下支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,、堅固和耐久,。

1,、擋土墻

2、預(yù)應(yīng)力錨索

預(yù)應(yīng)力錨索加固適用于土質(zhì),、巖質(zhì)地層邊坡加固,，但為確保錨索工程安全可靠，其錨固段應(yīng)置于巖層內(nèi),。錨固段若置于土層內(nèi),，則需要拉拔試驗并進(jìn)行個別設(shè)計。

公路上錨索一般采用Φ12.7mm和Φ15.24mm鋼絞線,；

錨索一般與其他加固結(jié)構(gòu)物組合使用,，如錨索抗滑樁、錨索樁板墻,、錨索地梁及格子梁等,；

硬質(zhì)巖錨固采用拉力型錨索，土質(zhì)及軟質(zhì)巖錨固采用壓力分散型錨索

錨索框架梁

錨索樁+錨索地梁

3,、錨桿

錨桿加固適用于土質(zhì),、巖質(zhì)地層邊坡加固，錨固段應(yīng)置于穩(wěn)定的地層中,。

a,、預(yù)應(yīng)力錨桿：預(yù)應(yīng)力錨桿同預(yù)應(yīng)力錨索類似，只不過它的桿體材料為精軋螺紋鋼筋或普通預(yù)應(yīng)力鋼筋,，而錨索桿體材料采用的是預(yù)應(yīng)力鋼絞線,、鋼絲。但預(yù)應(yīng)力錨桿提供的錨固力和錨桿長度不及錨索大,、長,。

b、全長粘結(jié)型錨桿：桿體材料一般選用普通鋼筋,。

由于錨桿是剛性體,，錨桿長度太長很難施工，一般最大不超過20米(部分施工單位建議不要超過15米),。

錨桿同錨索一樣,，一般與格子梁(框架梁)、地梁等支擋結(jié)構(gòu)組合使用,。