公路高边坡支护与防护是道路工程中非常重要的一个环节,它关系到道路及边坡的稳定性和安全性,它主要目的是防止边坡或路基遭受内外部影响,如连续雨水的侵蚀、地震、周边工程改造影响,导致滑坡、崩塌、剥落、塌陷等灾害,同时提升公路的生态环境效。
一、高边坡的定义:
所谓的高边坡,是指土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡,其边坡高度因素将对边坡稳定性产生重要作用和影响,其边坡稳定性分析和防护加固工程设计应进行个别或特别设计计算,这些边坡称为高边坡。
二、高边坡的危害及原因分析:
在山区公路建设过程中,不可避免地要大量开挖和填筑路基,形成大量的人工高边坡。这些人工高边坡在其形成过程中,岩土体内部原有的应力状态随着改造过程的进行而发生变化,引起应力的重新分布和应力集中等效应。有的边坡经过自身调整而稳定,形成稳定边坡;有的经过应力调整,不能达到平衡,存在失稳风险,而失稳发生崩塌、滑坡。对失稳的公路边坡,我们必须经过一定的工程措施,使其成为稳定边坡。失稳高边坡主要危害分为以下几类:
1、滑坡:斜坡的部分岩土体自然向下移动而形成。
2、崩塌:整体岩土块脱离母体突然从较陡的斜坡上崩落下来,并顺斜坡猛烈翻转、跳跃,最后堆落在山脚。
3、剥落:边坡表层受风化,在冲刷和重力作用下,不断沿斜坡滚落。
三、公路高边坡支护与支挡、防护
高速公路边坡的支护与加固,应有足够的稳定性,对于不稳定的边坡则应设计支护或支挡结构。这些支挡结构既有加固坡体作用,又有防护坡体的作用。
由于边坡的支护、支档体系比较多,本文介绍一下主要的、常见的支护与支档结构体系及防护措施:
1、混凝土抗滑桩:抗滑桩加固是近年来边坡治理中比较常见的的一种加固方式,其中抗滑桩是以桩作为抵抗边坡滑动的建筑物,抗滑桩穿过潜在的滑动面,提供支挡力稳定边坡,故又称为锚固桩。选取抗滑桩的类型可根据滑体的大小,推力的大小以及防水等。抗滑桩的布置形式可分为单桩和排桩,在施工过程中桩的间距取桩径的3-5倍,并且也要满足岩体不从桩间滑出,具体工程时候抗滑桩的位置和锚固的深度,需要根据计算得出。另外抗滑桩实际运用中,常根据需要联合锚索加固措施运用在高边坡支护中。
2、混凝土(毛石)挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法,并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡,阻止滑坡体变形的延展,具有结构简单,能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度,并在墙后设置泄水孔,使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力,还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。
3、格构梁+锚杆、锚索:
格构梁的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索,然后通过锚索传递给稳定地层,从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此就格构本身来讲仅仅是一种传力结构,而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索提供。一般提及到的格构梁加固技术是一种广义的术语,它包含了格构本身和锚杆(索)两部分。格构梁一般采用钢筋混凝土现浇成形模式。
4、喷浆或喷锚
边坡喷浆(挂网)是指防止边坡由表及里遭受风化侵蚀和降雨冲刷而在坡面采取的支护措施。施工简便,是防止坡面风化的有效措施。在喷浆前在坡面上设置钢丝网或钢筋网,以增加喷浆支护整体性。喷浆分重力式人工喷浆和机械喷浆。重力式喷浆是把浆桶置于坡顶,桶底接胶皮管,借助重力把浆均匀喷至坡面。机械喷浆是用喷浆机,通过喷嘴把浆喷至坡面,由于它有一定压力,浆与坡面黏着较好,质量明显优于重力式喷浆。喷浆前坡面应清理干净,喷浆厚度3cm左右。常用浆料为水泥砂浆、水泥石灰砂浆。喷锚是采用喷浆与打入岩层的锚杆联合使用的增强支护方式。在实际运用中,喷浆、喷锚支护会作为格构梁支挡、抗滑桩的间隙或空档部位一种支护方式。
5、注浆支护注浆加固是岩体加固技术的主要加固手段之一,其加固措施的实质是通过一定的方式,将浆液压入岩体的节理裂隙之中,通过浆液与节理岩体介质的化学作用,生成新的强度较高的胶结物质,从而改变节理面的力学特性,进而提高岩体的强度和稳定性以及岩体的防水性能。实际工程运用,注浆工艺往往和锚杆配合使用,通过中空锚杆体的压力注浆,可达到固结破碎岩体,改良岩体,隔断地下水及杆体防腐,从而达到良好的支护目的。
6、坡面防护:为了保证高边坡的整体稳定性,要对高边坡进行必要的坡面防护措施,对高边坡的坡面防护一般有工程防护和植物防护。有时会采取工程防护和植物防护相结合,如窗孔式护面墙和拱形骨架植物防护。
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