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【摘 要】 对公路边坡病害原因的分析,采取边坡的防护措施,坡面防护和冲刷防护,使用条件及施工注意事项,在不同环境和施工条件下采用不同的防护类型。
【关键词】 公路;边坡稳定性的因素;原因分析及防护措施
引言:
近年来我省许多公路边坡失稳的事例屡见不鲜,由于边坡失稳不仅影响行车安全,掩埋公路中断交通,甚至已建成的公路放弃使用,造成不可估量的经济损失;同时也给人们的生命财产带来重大损失,因此研究公路边坡的防护治理显得非常迫切和必要,通过对丹锡高速公路锦朝段和长深高速公路阜朝段的边坡施工和维护,总结出影响边坡的稳定因素和采取的防护措施,为今后施工提供经验。
1 影响边坡稳定性的因素分析
影响边坡稳定性的主要因素分为两类:自然因素和人为因素。
1.1影响边坡稳定性的自然因素
(1)地质条件
坚硬岩石由于地质构造引起的失稳以崩塌和结构面失稳为主;软弱岩石是由于应力控制性失稳为主。
所谓地质构造影响是指岩石结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成分和结构面的产出状态对边坡稳定性的影响。
(2)水文地质条件
边坡水文地质条件的改变必然导致其地下水富集程度的改变。由于岩土体的力学性质受水的影响很大,地下水富集程度的提高一方面增大坡体下滑力;另一方面降低软弱夹层和结构面的抗剪强度,导致不少边坡失稳与边坡水文地质条件恶化有关。
(3)气候因素
气候类型不同,大气降雨也不同,因此在不同的地区由于大气降雨不同,即使其他条件相同,边坡的稳定性也不同,暴雨或长期降雨及融雪过后往往可以见到边坡失稳增多的现象,大气降雪、融雪的增加提高了地下水的补给量,一方面降低岩体强度,增大孔隙水压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;另一方面降低岩体强度,增大孔隙水压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;同时增大边坡的下滑力,两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。
(4)风化作用
它使岩土的抗剪强减弱。裂隙增加、扩大,影响边坡的形状和坡度;透水性增加,使地面水易于侵入,改变地下水动态等,沿裂隙风化时,可使岩土体脱落或沿斜坡崩塌、堆积、滑移等。
1.2影响边坡稳定性的人类工程活动因素
(1)不当的削坡
不当的削坡往往坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿,减不坡体滑动面的抗滑力,而边坡的下滑力动没有相应地减小,造成稳定性降低。当结构面或软弱夹层的覆盖层初切穿时,结构面与边坡面构成不利组合,边坡产生结构面控制型失稳。
(2)坡顶加载
最常见的是在坡顶堆放弃土,坡顶增加荷载一方面增加了坡体的下滑力;另一方面加大坡顶张拉力和坡脚剪应力的集中程度使边坡岩土体破坏,降低强度,因而引起边坡稳定性的降低。当坡顶弃放物为的地表径流,增加大气降雨的入渗量,也会降低边坡稳定性。
(3)地下开挖
主要包括采矿和开掘铁路、公路隧道,它引起地表移动,造成地表沉降和塌陷,边坡的应力场改变,造成边坡的稳定性降低。
2 公路边坡的防护和治理措施
路基在水、风、冰冻等自然因素和人为因素的作用下,经常发生变形和破坏,不保证边坡的稳定性,除做排水工程外,还必须采取有效的防护与加固措施。防护与加固工程的重点是路堑,容易受水冲刷的边坡,不稳定的山坡更应加强防护。路基防护与加固的方法,一般可分为坡面防护与冲刷防护两类。
2.1坡面防护
(1)种草
种草适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微,且宜于草类生长的土质路堤与路堑边坡,用以防止表面水土流失,起固结表土作用,但经常浸水或长期浸水的路堤边坡不宜种草。施工时选用的草籽应注意当地的土壤和气候条件,通常应以容易生长、根部发达、叶茎低矮,枝叶茂盛有匍匐茎多年生草种为宜。
(2)铺草皮
铺草皮的方法有四种,分为平鋪草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮、卵石方格式草皮。其作用与种草防护相同,但在边坡较高陡和坡面冲刷较严重的地方,铺草皮较种草防护收效快。施工时草皮应选根系发达,基矮叶茂耐旱草种。干枯、腐朽及喜欢水的草种不宜选用,铺草皮应大春季或初夏,干燥地区在雨季进行。
(3)植树
在路基边坡上合理植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合使用,使坡面形成良好的防护层,植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡。但对盐渍土、经常浸水及经常干旱边坡及粉质土边坡不宜采用。
(4)抹面与捶面
抹面与捶面的边坡坡度不受限制,但不能担负荷载,亦不能承受土压力矿要求边坡稳定,坡面应该平整地干燥。适用于易受冲刷边坡和易风化岩石过坡。常用抹面材料有石灰炉渣混合料和水泥炉渣混合料。施工时抹面或捶面工程与未防护坡面周边,应严格封闭,如在其边坡顶部作截水沟,其沟底、沟边也要抹在或捶面。大面积抹面时应设伸缩缝,缝内用沥青麻筋或油毛毡填塞紧密。
2.2冲刷防护
为了覆盖各种软质岩石和较破碎岩石的挖方边坡,免受大自然因素的影响而修筑的防护分为护面墙、干砌片石防护、浆砌片石防护、混凝土预制块防护、土工织物防护。
(1)护面墙多用于易风化岩层,除自重外,不担负其他荷载,护面墙有实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙及助式护面墙等。
(2)干砌片石防护用于较缓的土质边坡,因雨、雪水冲刷会发生流泥、拉沟与水型溜坍,或有严重剥落的软质岩层边坡等洪水时水流平顺不受冲刷者,均可采用干砌石防护。
(3)浆砌片石防护
浆砌片石路基边坡缓于1:1的土质或岩石当边坡采用干砌片石效果不好时使用浆砌片石护坡。浆砌片石厚度一般为0.2~0.5m,护坡每长10~15m,应留伸缩缝,缝宽2cm,缝内填塞沥青麻筋或沥青木板。护坡的中、下部应设泄水孔。
(4)混凝土预制块防护
用于块石、片石材料缺乏的地区,常采用混凝土预制块防护边坡,它比浆砌片石更能防冲刷,只是造价较高。
(5)土工织物防护
土工织物是由高分子合纤维制成的一种新型建筑材料,它应用于土木工程已有二十多年历史。土工织物的作用具有排水、反滤、分隔、加固、防护等。土工织物在道路工程中应用十分广泛,使用土工织物加固边坡施工方便,占地少,节约投资,是一种具有发展前途的加固边坡技术。
用土工织物加固边坡时,应修建在承载能力较高的路基边坡上,一般做法是:首先清理好原地面上摊铺织物,靠着临时挡土模板倾倒填筑材料,并振动压到层厚的一半。在此阶段,前面上半层铺放铺筑材料,并把后面织物折叠过来,然后,填完整层材料并压实。再把临时活动模板安放在修筑层之上的前层末端,开始修筑另一层。
以上种种防护措施在丹锡高速公路锦朝段和长深高速公路阜朝段都已经起到了重要的作用,提高了经济效益,根据高速公路所处的环境,现场实际情况,采取相应的防护措施,这些防护与加固工程不仅可以稳定路基,而且可以美化公路环境,提高公路的使用品质,使景观协调,形成良好的视觉效果。也符合当今的舒适、和谐,经济、美观的公路建设理念。
【关键词】 公路;边坡稳定性的因素;原因分析及防护措施
引言:
近年来我省许多公路边坡失稳的事例屡见不鲜,由于边坡失稳不仅影响行车安全,掩埋公路中断交通,甚至已建成的公路放弃使用,造成不可估量的经济损失;同时也给人们的生命财产带来重大损失,因此研究公路边坡的防护治理显得非常迫切和必要,通过对丹锡高速公路锦朝段和长深高速公路阜朝段的边坡施工和维护,总结出影响边坡的稳定因素和采取的防护措施,为今后施工提供经验。
1 影响边坡稳定性的因素分析
影响边坡稳定性的主要因素分为两类:自然因素和人为因素。
1.1影响边坡稳定性的自然因素
(1)地质条件
坚硬岩石由于地质构造引起的失稳以崩塌和结构面失稳为主;软弱岩石是由于应力控制性失稳为主。
所谓地质构造影响是指岩石结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成分和结构面的产出状态对边坡稳定性的影响。
(2)水文地质条件
边坡水文地质条件的改变必然导致其地下水富集程度的改变。由于岩土体的力学性质受水的影响很大,地下水富集程度的提高一方面增大坡体下滑力;另一方面降低软弱夹层和结构面的抗剪强度,导致不少边坡失稳与边坡水文地质条件恶化有关。
(3)气候因素
气候类型不同,大气降雨也不同,因此在不同的地区由于大气降雨不同,即使其他条件相同,边坡的稳定性也不同,暴雨或长期降雨及融雪过后往往可以见到边坡失稳增多的现象,大气降雪、融雪的增加提高了地下水的补给量,一方面降低岩体强度,增大孔隙水压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;另一方面降低岩体强度,增大孔隙水压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;同时增大边坡的下滑力,两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。
(4)风化作用
它使岩土的抗剪强减弱。裂隙增加、扩大,影响边坡的形状和坡度;透水性增加,使地面水易于侵入,改变地下水动态等,沿裂隙风化时,可使岩土体脱落或沿斜坡崩塌、堆积、滑移等。
1.2影响边坡稳定性的人类工程活动因素
(1)不当的削坡
不当的削坡往往坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿,减不坡体滑动面的抗滑力,而边坡的下滑力动没有相应地减小,造成稳定性降低。当结构面或软弱夹层的覆盖层初切穿时,结构面与边坡面构成不利组合,边坡产生结构面控制型失稳。
(2)坡顶加载
最常见的是在坡顶堆放弃土,坡顶增加荷载一方面增加了坡体的下滑力;另一方面加大坡顶张拉力和坡脚剪应力的集中程度使边坡岩土体破坏,降低强度,因而引起边坡稳定性的降低。当坡顶弃放物为的地表径流,增加大气降雨的入渗量,也会降低边坡稳定性。
(3)地下开挖
主要包括采矿和开掘铁路、公路隧道,它引起地表移动,造成地表沉降和塌陷,边坡的应力场改变,造成边坡的稳定性降低。
2 公路边坡的防护和治理措施
路基在水、风、冰冻等自然因素和人为因素的作用下,经常发生变形和破坏,不保证边坡的稳定性,除做排水工程外,还必须采取有效的防护与加固措施。防护与加固工程的重点是路堑,容易受水冲刷的边坡,不稳定的山坡更应加强防护。路基防护与加固的方法,一般可分为坡面防护与冲刷防护两类。
2.1坡面防护
(1)种草
种草适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微,且宜于草类生长的土质路堤与路堑边坡,用以防止表面水土流失,起固结表土作用,但经常浸水或长期浸水的路堤边坡不宜种草。施工时选用的草籽应注意当地的土壤和气候条件,通常应以容易生长、根部发达、叶茎低矮,枝叶茂盛有匍匐茎多年生草种为宜。
(2)铺草皮
铺草皮的方法有四种,分为平鋪草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮、卵石方格式草皮。其作用与种草防护相同,但在边坡较高陡和坡面冲刷较严重的地方,铺草皮较种草防护收效快。施工时草皮应选根系发达,基矮叶茂耐旱草种。干枯、腐朽及喜欢水的草种不宜选用,铺草皮应大春季或初夏,干燥地区在雨季进行。
(3)植树
在路基边坡上合理植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合使用,使坡面形成良好的防护层,植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡。但对盐渍土、经常浸水及经常干旱边坡及粉质土边坡不宜采用。
(4)抹面与捶面
抹面与捶面的边坡坡度不受限制,但不能担负荷载,亦不能承受土压力矿要求边坡稳定,坡面应该平整地干燥。适用于易受冲刷边坡和易风化岩石过坡。常用抹面材料有石灰炉渣混合料和水泥炉渣混合料。施工时抹面或捶面工程与未防护坡面周边,应严格封闭,如在其边坡顶部作截水沟,其沟底、沟边也要抹在或捶面。大面积抹面时应设伸缩缝,缝内用沥青麻筋或油毛毡填塞紧密。
2.2冲刷防护
为了覆盖各种软质岩石和较破碎岩石的挖方边坡,免受大自然因素的影响而修筑的防护分为护面墙、干砌片石防护、浆砌片石防护、混凝土预制块防护、土工织物防护。
(1)护面墙多用于易风化岩层,除自重外,不担负其他荷载,护面墙有实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙及助式护面墙等。
(2)干砌片石防护用于较缓的土质边坡,因雨、雪水冲刷会发生流泥、拉沟与水型溜坍,或有严重剥落的软质岩层边坡等洪水时水流平顺不受冲刷者,均可采用干砌石防护。
(3)浆砌片石防护
浆砌片石路基边坡缓于1:1的土质或岩石当边坡采用干砌片石效果不好时使用浆砌片石护坡。浆砌片石厚度一般为0.2~0.5m,护坡每长10~15m,应留伸缩缝,缝宽2cm,缝内填塞沥青麻筋或沥青木板。护坡的中、下部应设泄水孔。
(4)混凝土预制块防护
用于块石、片石材料缺乏的地区,常采用混凝土预制块防护边坡,它比浆砌片石更能防冲刷,只是造价较高。
(5)土工织物防护
土工织物是由高分子合纤维制成的一种新型建筑材料,它应用于土木工程已有二十多年历史。土工织物的作用具有排水、反滤、分隔、加固、防护等。土工织物在道路工程中应用十分广泛,使用土工织物加固边坡施工方便,占地少,节约投资,是一种具有发展前途的加固边坡技术。
用土工织物加固边坡时,应修建在承载能力较高的路基边坡上,一般做法是:首先清理好原地面上摊铺织物,靠着临时挡土模板倾倒填筑材料,并振动压到层厚的一半。在此阶段,前面上半层铺放铺筑材料,并把后面织物折叠过来,然后,填完整层材料并压实。再把临时活动模板安放在修筑层之上的前层末端,开始修筑另一层。
以上种种防护措施在丹锡高速公路锦朝段和长深高速公路阜朝段都已经起到了重要的作用,提高了经济效益,根据高速公路所处的环境,现场实际情况,采取相应的防护措施,这些防护与加固工程不仅可以稳定路基,而且可以美化公路环境,提高公路的使用品质,使景观协调,形成良好的视觉效果。也符合当今的舒适、和谐,经济、美观的公路建设理念。