公路路基边坡防护施工技术的分析

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  摘 要:当前我国交通事业快速发展,在公路项目日益增多的大环境下,需要高度重视公路使用中的安全稳定性问题。在公路施工过程中,施工人员应该将施工的重点放在路基边坡上。路基边坡的功能是保护路基边坡表面免受雨水冲刷,防止路基病害,保证路基稳定。当边坡出现冲沟、缺口等轻微破损时,雨水会进入边坡土层从而加剧边坡的破损。当边坡破损较严重时,边坡的稳定性会受到影响,并且雨水会直接进入路基土层从而降低路基土的强度和回弹模量,影响路基的稳定性。因此,做好公路路基边坡的防护至关重要。
  关键词:公路路基;边坡防护;施工技术
  中图分类号:U416.14 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)24-0151-02
  引 言
  近年来,公路事业的快速发展,为我国城市现代化建设以及经济发展做出了巨大贡献。但是在公路工程施工过程中,路基高边坡防护设计施工却常常会忽视。再加上我国高边坡防护技术相对国外发达国家还不够成熟,使得很多公路工程在后期总会因路基不稳定而影响到最终使用效果。对此,为进一步强化路基高边坡防护施工设计的合理性、科学性、经济性以及实用性,就必须要从路基高边坡防护施工入手,对其中的施工难点引起重视,从而最大限度地保证公路工程建设的质量。
  1 公路路基边坡损坏的形式
  在公路工程挖填土方过程中,不可避免的会使边坡大量裸露在外,而一旦边坡失稳,进而造成边坡损坏,甚至还可能引发泥石流等重大灾害,威胁人们的生命财产安全。其中,公路工程施工中常见的路基边坡损坏形式有以下几类。
  1.1 滑 坡
  滑坡主要是指路基边坡的部分岩体在自身重力的作用下,沿着一定的软弱面,整体向下移动的现象。其中,滑坡主要可划分为以下三个阶段,即蠕动变形、滑动破坏以及渐趋稳定。当岩土较陡的结构发生整体下落的时候,就可称之为错落;而当边坡中的岩体不发展为连续的滑动面,却是沿着边坡方向发生塑性变形的边,就可称之为倾倒。
  1.2 剥 落
  如果边坡表面岩土长期暴露于外界环境中,在风化作用的侵蚀下,再加上自身重力作用以及冲刷的影响,岩体就会不断的从边坡上剥落,之后沿着边坡向下翻滚,进而堆砌在边坡底部,这种现象就被称之为剥落。
  1.3 崩 塌
  当整个岩体突然脱离母体,并从较陡的边坡上崩落,之后不断地发生翻滚、跳跃,进而滚落至坡底,这种现象就被称之为崩塌。
  2 影响公路路基高边坡稳定的因素
  2.1 坡 长
  在进行公路路基高边坡的防护工作中,坡长会影响其边坡的稳定性。据相关资料表明,在降雨条件相同的情况下,其径流量与其坡长呈正相关的关系,坡长越长径流量也就越大。但当坡长的长度达到某一极限时,因为上坡侵蚀的泥沙量也变得越来越多,对于能量的消耗量也就越来越大,便会导致流速的降低;而水流对其坡面的正压力增加的同时入渗量也会相应地增加,但其径流量增加的速率则会减小。
  2.2 坡 度
  径流的冲刷能力是由地面的坡度决定的,而边坡稳定性又与径流的冲刷能力有着直接的关系。在遇到自然危害时,其边坡的破坏力随着径流的冲刷能力而逐渐增强。在一定的范围内,径流冲刷的能力也会随着坡体坡度的增大而变强,其侵蚀量也就会比较大。但其中也会存在某一个临界坡度,每当超过其临界坡度时,坡度越大,其侵蚀量则会越小。
  3 公路路基高边坡防护的问题
  3.1 设计体系不足
  公路建设是国家发展过程中的重要组成部分,对很多地方的进步都会产生特别大的影响,为了在日后的工作中取得更好的成绩,应坚持在设计工作上不断的完善。结合以往的工作经验和当下的工作标准,认为设计体系不足的问题,主要是表现在以下几个方面:①设计人员针对公路路基高边坡防护的相关要求未充分了解,完全是按照理想化的方法来进行设计。当代的公路路基高边坡防护设计,引起了业界内的高度关注,同时在媒体报道的次数上不断增加,如果在相关的要求上,缺少合理的设计,肯定会造成很大的恶性循环,甚至是对公路的安全性、稳定性,都会造成难以弥补的损失[2]。②在设计工作的开展过程中,未开展大量的勘查分析,这就很容易对某些潜藏的地质条件、特殊因素,无法深入的了解,以至于在具体工作的开展方面,造成很大的阻碍现象。③设计工作未进行反复的推敲,在细节工作的成就上,未达到良好的工作效果。
  3.2 设计方案不够优化
  与既往工作不同的是,公路路基高边坡防护在现阶段的设计过程中,必须进行持续性的优化,还需要在相关的动态因素应对上,采取多元化的手段来完成,否则无法在最终得到理想的成绩。分析认为,设计方案不够优化,主要是表现在以下几个方面:①公路路基高邊坡防护的整体设计,没有在备案上积极的设计。当代的公路网络建设不断的密集,很多地方的公路路基高边坡防护项目较多,互相之间可能会产生一定的影响,在设计备案不充足的情况下,特别容易导致防护的效果达不到预期,给公路日后的运营和周边环境的保护等,都产生了不良影响,需要耗费更高的成本来维护[3]。②在设计方案的探讨过程中,没有对多个部门的意见、看法积极的融入,仅仅是按照设计部门单独的思想来完成。公路路基高边坡防护的开展,设计虽然是核心工作,但是仅仅考虑到自身的内容,对其他部门未做出积极的考虑,特别容易导致设计方案出现偏差现象,日后遭遇到突发情况后,无法及时的改善、解决。
  4 公路路基边坡稳定性技术要点
  4.1 防滑桩施工技术
  在进行防滑桩施工的过程中:①开挖桩孔,但是在此过程中会对路基结构的稳定性造成一定程度的影响,所以在开挖的过程中应根据路基的实际情况制定有效的控制措施。②对施工现场的环境进行勘探,其中包括施工部位的地形、斜坡的倾斜程度以及地质环境等,并将勘测结果记录下来,与设计方案进行对比。如果出现设计方案与实际施工环境相差较大的情况,要采取手段尽量缩短二者之间的差异,或者根据实际情况重新制定设计方案。③由于防滑桩施工通产在夏季进行,所以施工环境中的温度较高。在进行跳桩开挖的过程中,非常容易出现桩身开裂的现象,所以要对桩身进行保护处理。通常情况下,将混凝土浇筑到桩身上,减少截面之间的差距。另外,为了确保施工能够正常运行,在施工之前要对施工土地中是否存在滑坡现象进行准确的判断,如果存在滑坡现象,要及时对其进行控制,避免滑坡现象进一步扩大。   4.2 干砌片石施工技术
  干砌片石施工技术通常应用于容易出现风化现象、不适合种植植物以及软岩的路基中。由于该种路基的环境比较复杂,所以在对该种路基进行防护的过程中,对于干砌片石技术的要求也比较高。在施工过程中:①对路基表面的杂物废石进行清理,保证施工过程不受到外界环境的影响。②对施工环境进行观察,根据不同的施工环境制定不同的施工方案。例如,有的地基风化程度比较严重,所以在进行防护施工的过程中需要重点解决地基风化情况。而有的地基中砂石含量较多,所以在施工之前需要对多余的砂石进行处理。③应对路面地基的防护范围进行适当的扩大,清除路面地基中的障碍物。同时,还可以将种植土应用到防护工程中去,利用三维网将种子撒到种植土中。这种方法能够在对地基进行防护的同时,对地基周围的环境实施绿化。
  4.3 锚杆框架施工技术
  在进行锚杆框架施工的过程中,应注意按照从上到下的顺序进行施工,这种施工方式对施工技术的要求较高,一旦上一阶段的施工出现问题,就会影响到下一阶段的施工。在开挖时,不能够分段挖掘,要一次性的进行挖掘。在钻孔的过程中,应采用螺旋式的钻孔机进行钻孔。另外,在施工结束后,应清除钻孔内的多余材料。目前应用最广泛的方法是高压喷气法,通过喷气产生的强大压力,将钻孔内的杂物喷出,为接下来的施工工作提供便利的条件。
  4.4 植物栽培施工技术
  植物栽培施工技术主要是通过种植植物的方式对路基进行保护,降低路基中水土流失的速度,从而提高对路基边坡的防护效率。另外,该种方法还能够对路基周围的环境进行绿化,提高人们的视觉感受。植物栽培施工的主要施工流程如下:①对将要进行栽培的路基表面进行清理。②将植物种子播撒在需要防护的路基上。③对植物进行管理,例如,将种植后的植被上覆盖一层透气薄膜,避免雨水对植被造成破坏,使其顺利生长,从而起到对路基进行防护的效果。另外,植物栽培施工还能够充分吸收环境中的有害物质,达到优化环境的目的。
  5 公路路基边坡防护措施
  5.1 植物防护
  5.1.1 平铺草皮和种草防护
  平铺草皮与种草防护是公路路基边坡防护的重要措施,能起到很好的防护作用。如果公路路堑和路堤边坡为土质,那么种草防护将是最适合的防护措施。在应用种草防护措施时,工作人员要保证路基边坡的高度和坡度符合相关要求,如果现有条件不利于草的种植,那么可以在路基边坡上铺设土壤,土层厚度保持在10~15cm。此外,还要求铺设的土壤与边坡能够牢固结合。因此,要在公路上每隔100cm的距离挖20cm的台阶,种草过程中撒入草籽,加入土壤拌匀,将土壤翻松后再拍实,做好洒水和后期的养护管理工作。平铺草皮的防护作用与种草防护基本一样,并且效果更好。平铺草皮更多是应用在公路路基边坡高而陡的情况下。
  5.1.2 植树防护
  植树防护最显著的作用是预防路基边坡破坏,更多地应用在土壤风化严重的地区。长期被水冲蚀的位置不能采用这种方法。通常情况下,植树防护的适用条件为公路路基坡度较缓(坡度在1∶1.5以下),如果其中还存在一些不适合树木生长的砂石,那么就要在植树工作完成后填换土壤,并将填换的土壤压实、浇水、确定成活率以后才能起到效果。植树时要结合当地的环境条件,尽量采用梅花形或方格形分布。如果植树过程中遭遇大风大雨天气,那么雨后要注意做全面检查,确保不影响边坡施工。
  5.2 干砌片石和浆砌片石防护
  工程防护需要结合植物防护来实现调控和防护的目的。如果公路路基边坡土质不适合种植植物,那么就要及时换土。这种防护措施的综合性很强,需要结合多方面的条件综合考虑。对于一些长时间遭受降水影响的边坡,需采用干砌片石防护措施,从而对受流水侵蚀的路基边坡起到保护作用。但如果公路冻害严重或长期潮湿,就无法通過这种防护措施加以解决。一些坡面遭遇冲刷或浸水的路基边坡则可以采用浆砌片石进行防护,但同时还必须结合其他防护措施,否则这种方法不能发挥作用。当路基边坡受到较强波浪的影响时,这一措施可以发挥其作用,但必须科学设置浸水挡墙,才能提高防护效果。
  5.3 网格与拱式防护和预制块铺砌防护
  这两种防护方法的应用比较普遍,主要针对一些鱼鳞状砌石防护工程量大、抗冲刷能力差的公路地段,很好地实现了公路路基边坡绿化的目的,提高了外观的美观度。对于高填方公路和长直线公路,应用这种防护措施能将美化与绿化完美结合。但这两种防护形式也有一定的缺陷,比如施工过程比较复杂、工程量偏大、施工要求非常严格,此外还要求工作人员在拱内进行大量的填土和种植处理,才能取得理想的效果。相比而言,预制块铺砌防护措施不过于依赖植草绿化,主要原因在于预制块规格基本相同,应用便捷,且外观整齐度较高,即使没有绿化,也能起到预防雨水冲刷的作用。
  5.4 喷射混凝土防护
  喷射混凝土防护是一种重要的公路路基边坡防护措施,具体又可分为素喷法和锚喷法。前者是在平整岩面喷射砂浆,以预防路基边坡表面出现松散甚至开裂,还能针对路面不平整的情况进行适当调整,进一步保障了公路路基边坡的使用质量,一定程度上提高了安全性,多适用于一些松散的路基边坡。后者主要适用于山体公路路基边坡,使用锚杆进一步稳固,预防山体滑动,避免对公路造成安全威胁。采用锚喷法并结合其他一些防护措施和方法,可以很好地解决公路路基边坡问题。如果遇到路基边坡遭到严重破坏的情况,那么就需要结合当地的实际条件与环境,因地制宜地制定多种防护措施相结合或轮换使用的策略,来加强对公路路基边坡的防护,保证公路的使用质量。
  6 结束语
  总之,由于公路路基两侧的地形、地质条件较为复杂,因此,防护公路路基高边坡是一项十分复杂的系统性工程。公路路基边坡防护技术十分重要,采用良好的防护技术可以提升公路的稳定性、延长公路的使用寿命。通过在工程实际中的应用,该防护技术还可以更好地避免路基出现塌方、碎落以及滑坡等情况,减少后期的公路养护投入。因此,值得在相关工程中推广和应用。
  参考文献
  [1]蒋 惠.路基高边坡防护设计[J].工程技术,2016,8(7):223.
  [2]刘斯坦.路基高边坡防护技术的分析[J].工程技术,2016,8(5):143.
  [3]冯志刚.公路路基高边坡防护与措施探讨[J].城市建设理论研究,2016,6(8):65~66.
  收稿日期:2018-7-23
  作者简介:倪 辉(1983-),男,汉族,浙江杭州人,工程师,本科,主要从事岩土工程勘察、地质灾害治理工作。
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