公路工程高邊坡支護施工措施要點

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,，強度低的軟弱巖層調(diào)整較快，常在施工期就發(fā)生變形,；強度高的堅硬巖層調(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)生機制并反演出破壞時的巖土強度參數(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“固腳強腰”的原則,，“固腳”即加強坡腳1,、2或3級邊坡的支撐力，“強腰”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,，美化環(huán)境。

四,、高邊坡的常見處治方案

01坡面防護

坡面防護應(yīng)在穩(wěn)定的邊坡上設(shè)置,，通過坡面防護的設(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：植被防護,、三維植被網(wǎng)防護,、濕發(fā)噴播、客土噴播等,；

B,、骨架植物防護：拱形、人字形,、菱形等圬工骨架+植草防護等,；

C、圬工防護：噴護,、掛網(wǎng)噴護、圬工全防護,、護面墻等,；

D、主,、被動防護網(wǎng)：防治坡面巖石崩塌,、滾落等危害。

植物防護

骨架植物防護

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,。