关于高边坡防护技术的几点思考

发表时间:2019/1/10   来源:《防护工程》2018年第30期   作者:陶泉霖
[导读] 不仅会造成不必要的经济损失,而且还会导致当地的环境被破坏。文中对高边坡防护技术进行了分析。

黄河勘测规划设计有限公司  河南郑州  450003
        摘要:自建国以来,公路是一项发展最为广泛的运输通道,很大程度上发展了我国的运输业;而且随着我国电子商务的飞速发展,我国的运输也得到了蓬勃发展,作为运输事业一个重要组成部分的公路,有着不可代替的巨大作用。随着我国的经济战略不断地向西发展,建造的川藏公路、青藏公路都是我国公路的里程碑式建设,中西部地区的公路建设正在迅速地发展。但在西部建设公路的过程中,往往会由于当地的一些土质结构、气候环境、地理环境等影响,对公路路基高边坡产生一系列的问题。特别是对于新疆的极端沙尘暴气候、青藏高原的坚硬地质、黄土高原的竖立式黄土构造等问题,如果在技术上得不到妥善的处理,便很容易发生公路边坡的灾害事故,不仅会造成不必要的经济损失,而且还会导致当地的环境被破坏。文中对高边坡防护技术进行了分析。
        关键词:高边坡;植物防护;防护技术
       
       
        1 高边坡施工的重要性
        高边坡施工具有较高的风险性,直接改变原有土体的力学平衡,借助人工改造的方式,实现力学平衡的重建。整个过程中,需要做好边坡防护工作,并不是边坡开挖前做好准备,而是开挖后实施,边坡开挖并未实施防护时地质会出现松动,影响到边坡稳定。此时就需要设计单位依据地质勘查报告完成针对性的设计,采取有效的工程处理措施。
        2 经常使用到的高边坡防护技术
        2.1 工程防护
        高边坡的工程防护措施可从坡体、坡面两大方面考虑。坡体常用的防护方式有加固处理、支挡、放缓坡率等。为防止边坡整体失稳,需对高边坡予以支挡加固,通常有土钉墙和锚杆框架梁加固方式。土钉墙包括土钉、混凝土面板等部分,形状类似于挡土墙。该方法是充分利用土体的自承能力达到加固坡面的目的,工艺相对简单,也不需要单独占用场地。与永久性锚杆法相比,土钉墙所用材料以低强度钢材为主,更为经济,且防腐性更强,近些年来应用越来越多。锚杆框架梁主要包括锚杆、框架梁、绿化三部分,其中锚杆多选择非预应力锚杆,框架梁多由钢筋混凝土制成。与土钉墙相比,锚杆框架梁技术的优势在于方便开展绿化工作,稳定性更高,但其工艺步骤比土钉墙繁琐,需要制作钢筋笼、浇筑混凝土。坡体支挡即针对不稳定的边坡,利用某支撑物予以支护。常见的支挡形式有挡土墙和抗滑桩,前者优势在于结构简单,能够就地取材,施工较为方便,有助于节约成本,但其开挖量大,可能会造成坡体失稳;后者的抗滑能力比前者强,整体稳定性高,但成本相对较高。如果边坡过陡,比土体的稳定坡率还高,极易引起边坡失稳,此时可通过放缓坡率来解决。坡面防护有护面墙、挂网喷浆、骨架护坡等方式。护面墙多以浆砌片石作材料,多可就地取材,施工较为方便,在黄土高边坡防护中有着广泛应用。该技术已有很长的应用历史,实用性强,不过外形美感不足,一定程度上不能满足现代人对绿色环境的需求。骨架护坡也以浆砌片石作为材料,砌筑成骨架的形式,在骨架内开展绿化,但其抗变形能力较低,且适用范围有限。
        2.2 植物防护
        植物不但具有绿化功能,还能对高边坡起到加固作用。随着人们环保意识的加强,公路路基高边坡防护除了实用性外,还要考虑其生态性,为此相继出现了许多植物防护技术。
        2.2.1 植树防护
        这也是一种坡面防护方式,同样需要在适合树木生长,且一般都在缓坡应用。通过植树,沿着边坡形成林带,既能加固边坡、防止水土流失,又能调整微气候,保护生态环境,甚至可以增加木材收益。须注意的是,在公路两边植树需慎重,虽有防风、保护边坡等作用,但会占据一定空间,影响行车视距,所以国内公路两侧一般不会栽植高大的树木,而多选择灌木。
        2.2.2 铺草皮技术
        草皮铺设方式主要有平铺、平铺叠置或方格式等,与边坡呈45°斜角铺设。


该方法施工简单,成本较低,是一种比较传统的技术,但后期养护非常难,一方面因为草皮的成活率难以保证,另一方面是草皮容易被雨水冲走,修复会增加经济成本,所以近些年来的使用并不是很多。
        2.3 综合防护
        三维网植草防护作为一种有效的公路边坡防护技术,施工方便,成本较低,防护效果明显,能够加固土体,而且施工快,可净化空气、美化环境,提高公路与周边环境的协调性。该技术以热塑树脂作为原料,经过一系列复杂工序最终制成的层状结构网,外形凹凸不平,网络加筋突出,可应用于各类土质边坡。三维网的网垫为网孔状,使得土体通透性好,表层积聚的雨水能很快下渗,为植物生长创造了良好的条件。网孔较大之处,能够将土颗粒、草籽等填充物包在一起,以免被冲刷掉,整体的植物覆盖率较高,能大大提升路基边坡的抗冲蚀性,而且由于表层凹凸不平,水流会形成小漩涡,进而减缓流速。
        3 高边坡防护技术的使用
        3.1 案例介绍
        某半挖半填高路堤路段,右侧为泥夹石高边坡,左侧为高20m的砌石挡墙路堤,因砌石挡墙出现裂缝及勾缝剥落等病害危及边上民房和道路行车安全,故对其实施灾害防治工程。工程采用C30钢筋混凝土非预应力锚杆框架梁方法加固,本文以此工程为例,对砌石高边坡加固防护施工进行分析和探讨。
        3.2 施工方案
        通过对该段工程实际情况的分析,针对国省道上较多的砌石挡墙防护,在该段工程中使用了非预应力锚杆框架梁进行加固,在砌石挡墙的加固方法选用上形成经验总结并有良好的借鉴意义。该段工程下边坡的高度达到了20m,首先搭满堂支架对挡墙边坡表面进行清理杂草,接着严格按设计要求确定出孔位,标以明显标记,成孔孔位实际偏差应控制在±15mm。然后是钻孔,清孔,放置锚杆,注入砂浆,最后设置C25混凝土横梁竖肋,并与锚杆形成统一的受力整体。
        在锚杆设置时要注意,水泥砂浆的注入需要一次性完成,锚杆钻孔直径130mm,孔壁应保证顺直,便于锚杆钢筋安放。钻孔水平及垂直孔位误差≤50mm。钻孔深度应≥设计长度,也应≤设计长度的2%,成孔后吹净孔内岩粉。锚杆体钢筋采用Φ25HRB335螺纹钢,锚杆孔灌浆采用M30水泥砂浆,孔内送浆压力选用1.0MPa。砂浆配制:水泥采用424#普通硅酸盐水泥,骨料采用粒径<2mm的中细砂,砂含泥量≤3%。砂浆配合比:水、灰、砂比为0.45∶1∶1(质量比)。灌浆时送浆管应插至孔底附近,浆液从孔底向孔口溢出。肋梁施工:锚杆灌浆结束后,安装肋梁钢筋,梁钢筋保护层均为35mm。
        本工程框架梁的混凝土强度为C30,采用商品混凝土,框架梁进入坡面350mm,土质采用人工开挖,部分岩层采用风镐开挖,局部超挖部分采用浆砌片石找平,框架梁梁底垫层采用1∶1水泥砂浆抹平,厚度约50mm。接着绑扎钢筋骨架,竖梁的钢筋骨架先绑扎,在交接部位预留横梁的钢筋。由于本工程锚杆不需要张拉,因此锚杆尾部无需加工丝口和外露,也不需要混凝土锚头封块,将锚杆尾部和竖梁的钢筋焊接牢固即可。钢筋绑扎接头应错开,同一水平面钢筋接头数量不得超过钢筋总根数的50%,距离焊接接头≥1m;接着施工横梁的钢筋骨架;钢筋骨架验收合格后立木模板,模板加固采用短锚杆直接固定在坡面上,模板安装应平整顺直和牢固;混凝土浇筑时应连续不中断,振捣密实,横梁的伸缩缝每隔15m设置1道,宽度为20mm,填缝材料采用沥青麻筋。框架梁混凝土浇筑后应及时进行洒水养护,必要时加盖塑料薄膜,确保混凝土的质量。
        4 结束语
        综上所述,在高边坡防护施工时,需要根据工程的实际情况制定相应的防护措施,并严格按照规范要求进行防护作业,保证防护施工可以达到要求。本案例通过使用锚杆+框架梁组合的方法进行防护作业,取得了良好的防护效果,保证了边坡防护质量。
        参考文献:
        [1]张志平.公路路基高边坡防护施工技术[J].交通世界,2016,23(35):58-59.
        [2]吴建华.高边坡防护工艺设计与施工技术研究[J].成功(中下),2017(8):32.
        [3]苏文斌,苏健.路基高边坡稳定性及加固措施探讨[J].城市建筑,2016(35):308.

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