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高速公路滑坡與高邊坡病害的防治

2010-09-23 16:16  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  滑坡和高邊坡病害的防治,實質(zhì)上是一個采用工程措施保持或恢復邊坡自身平衡的過程。在山區(qū)高速公路建設(shè)中,大量自然邊坡被人為改造后,部分會出現(xiàn)或可能出現(xiàn)整體或局部失穩(wěn)變形現(xiàn)象,危及路基構(gòu)筑物安全,此時就須對邊坡進行治理。在高速公路病害防治中和在公路深挖方路段,根據(jù)病害的特點,需要從以下幾個方面著手:

  一、高速公路滑坡與高邊坡病害的防治原則

  在公路深挖方路段,病害的防治需要從以下環(huán)節(jié)著手。

  1.1在公路立項階段,山嶺重丘區(qū)公路建設(shè)項目的深挖方路段高邊坡的加固和防護標準應(yīng)相應(yīng)地提高,把公路邊坡的長期穩(wěn)定性和對山區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合治理有機結(jié)合起來;

  1.2在公路設(shè)計階段,加強地質(zhì)調(diào)查,合理選線,盡量避開不良的地質(zhì)體,無法繞避的則對有可能出現(xiàn)的邊坡病害提前預防和治理;

  1.3在公路施工階段,采取合理的施工方法和順序,及時對邊坡進行加固和防護。

  防治措施的選擇與技術(shù)經(jīng)濟效應(yīng)、勘測工作深度、施工方法、施工順序等各方面因素和條件有關(guān)。一般應(yīng)遵守下列原則:①以防為主,盡量繞避;②對癥下藥,綜合治理;③早下決心,及時處理;④力求根治,杜絕后患;⑤經(jīng)濟合理,安全可靠。

  對于大型復雜的邊坡危害,選線時應(yīng)盡量繞避,確實無法繞避的,應(yīng)采取合理的綜合治理措施。對于每一個邊坡危害,應(yīng)詳細邊坡病害的類型及其工程水文地質(zhì)特征,控制主要破壞因素,綜合考慮,合理運用各種治理措施。

  二、設(shè)計參數(shù)的選取

  在病害防治設(shè)計中,設(shè)計參數(shù)的選取時相當重要的,它直接關(guān)系到治理工程的安全和經(jīng)濟指標。一般來說,滑坡的滑帶一般依附于坡體內(nèi)的軟弱夾層、構(gòu)造面或軟、硬巖的接觸面生成。影響滑帶參數(shù)的因素有:

  ①邊坡病害的變形階段。②邊坡目前的穩(wěn)定性。③勘測季節(jié)。④試驗方法。⑤治理工程對病害的影響。⑥考慮在治理工程使用年限內(nèi)可能出現(xiàn)的最不利條件下設(shè)計參數(shù)變化。

  由于滑坡較薄,取樣困難,重塑土與原狀土的剪切值差別較大,或因滑帶內(nèi)含有粗粒物質(zhì),在進行剪切試驗時因剔除而影響試驗結(jié)果等,在工程實踐中確定抗剪度指標時,多采用反算法,剪切試驗的結(jié)果可作為參考值。當以下幾種情況下進行滑帶指標反算時,應(yīng)結(jié)合滑坡的各種影響因素對反算結(jié)果進行適當?shù)恼{(diào)整。

  2.1在邊坡未開挖或未開挖完成之前,滑帶未完全形成,此時雖可以通過地質(zhì)勘察查清潛在滑動帶的位置,但無法確定坡體開挖完成后滑坡的穩(wěn)定度;

  2.2旱季進行滑坡勘察時,其穩(wěn)定性較高,反算時要充分考慮雨季穩(wěn)定系數(shù)的降低;

  2.3考慮人類工程活動對滑坡的穩(wěn)定有影響。

  三、治理工程措施

  隨著大規(guī)模高速公路建設(shè)的開展,滑坡與邊坡病害的治理也形成了一套成熟的、以新型支擋結(jié)構(gòu)為主的成套治理工程技術(shù),主要從三個方面考慮:①利用外力抵消平衡下滑力即增加滑體的抗滑力;②增加滑帶的抗剪強度;③減小下滑力。一般采用減、錨、擋、固、疏等手段,即刷方減載與錨固支擋的結(jié)合,輔以截排地表水、疏排地下水措施。在選用時應(yīng)根據(jù)具體情況綜合考慮,以求達到最佳的經(jīng)濟技術(shù)成果。

  3.1一般高陡坡的加固工程浩大,為減小加固工程,取得合理的經(jīng)濟效果,多考慮穩(wěn)固坡腳、減低分級平臺高度、加寬平臺寬度、放緩邊坡坡率等刷方減載措施。不穩(wěn)定邊坡受控于邊坡體內(nèi)的軟弱夾層,一般傾角較緩,通過刷方完全清除不穩(wěn)定體較為困難,但可減小下滑力,因此刷方減載與加固工程常常配合使用。

  3.2預應(yīng)力錨索

  預應(yīng)力錨索是一種承受拉力的桿狀構(gòu)件,通過鉆孔鋼絞線或高強度鋼絲錨固于深部的穩(wěn)定地層中,并在被加固邊坡表面通過張拉產(chǎn)生預應(yīng)力,從而達到使加固體穩(wěn)定和限制其變形的目的。

  3.3抗滑樁

  抗滑樁在滑坡體上挖孔設(shè)樁,避免大開挖而破壞其整體穩(wěn)定,樁身嵌固在滑動帶以下的穩(wěn)固地層內(nèi),以抗衡滑坡體的下滑力。預應(yīng)力錨索抗滑樁由于改變了普通抗滑樁不合理的懸臂受力狀態(tài),從而可大幅度地降低工程造價,節(jié)省鋼材和水泥等材料,經(jīng)濟效益十分顯著;略O(shè)置一般抗滑樁后,仍要產(chǎn)生一定的變形,當滑坡體上或前緣處有重要建筑物時,不允許產(chǎn)生大的變形,這就限制了抗滑樁的使用范圍。而預應(yīng)力錨索抗滑樁則屬于主動式受力結(jié)構(gòu),通過錨索在樁頭施加一預應(yīng)力,根據(jù)需要主動限制滑坡的變形量。

  3.4錨桿

  錨桿按錨固方式一般分為機械錨固、黏結(jié)錨固、摩擦式錨固等,但工程上常見的一般為全長錨固的水泥砂漿錨桿。錨桿主要用于穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡的坡面防護,具有施工快捷、布置靈活、造價低廉等優(yōu)點。

  3.5灌漿加固

  邊坡開挖之前,預先在自然坡面上打孔注水泥漿,對坡體進行加固。但因灌漿效果不易評價,應(yīng)用時一般只作為輔助工程。

  3.6排水措施

  排水措施分為地表水和地下水。地表水的目的是把滑坡區(qū)以上山坡來水截排不使其流入滑坡區(qū),把滑坡區(qū)的降水及地下水出露部分通過人工溝槽盡快排出滑坡區(qū);地下排水措施可以起到截斷補給滑帶的水源、降低地下水位,減小滑帶上的孔隙水壓力,提高其抗剪強度等作用。

  四、工程措施的合理配置

  在選用抗滑或預應(yīng)力錨索抗滑樁時,主要考慮兩種因素:一是抗滑樁的位置,一般情況下,抗滑樁應(yīng)成排地布置在滑坡體前緣抗滑段位置,以充分利用樁前巖土的抗力,在特殊情況下或因施工條件限制才考慮其他部位。在治理規(guī)模大的坡體病害時,很少使用單一的工程措施,往往是各種治理工程措施組合使用。目前,樁—錨組合結(jié)構(gòu)在邊坡加固中大量使用,實踐證明是經(jīng)濟合理的,種種組合充分發(fā)揮了兩種治理措施的優(yōu)點,同時又彌補了各自的不足。

  五、坡面防護技術(shù)

  5.1坡面防排水措施

  防排水設(shè)計措施是保證邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。邊坡巖石破碎、裂縫發(fā)育,地下水一般由地表補充,所以坡面防排水措施十分必要。為此考慮到兩個措施:一是在邊坡周界外圍根據(jù)邊坡坡形設(shè)置截水溝;二是在坡面平臺設(shè)置排水溝。

  5.2噴射混凝土防護

  坡面噴混凝土分為普通噴射、掛網(wǎng)噴射和鋼纖維噴射三種。噴射混凝土適用于風化嚴重的巖質(zhì)邊坡;深路塹經(jīng)預裂光爆后,形成的多臺階高邊坡;成巖作用較好的黏土巖邊坡也可采用噴錨加固。

  5.3邊坡格構(gòu)防護

  格構(gòu)加固技術(shù)是利用漿砌片石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預制預應(yīng)力混凝土進行邊坡坡面防護,并利用錨桿或錨索加以固定的一種邊坡加固技術(shù)。格構(gòu)的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構(gòu)結(jié)點處的錨桿或錨索,然后通過錨索傳遞給穩(wěn)定地層,從而使邊坡坡體在由錨桿或錨索提供的錨固力的作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡格構(gòu)加固技術(shù)具有布置靈活、格構(gòu)形式多樣、截面調(diào)整方便、與坡面密貼?呻S坡就勢等顯著優(yōu)點,并且框格內(nèi)視情況可掛網(wǎng)、植草、噴射混凝土進行防護,也可用現(xiàn)澆混凝土板進行加固。

  5.4坡面植被防護

  坡面植被防護可分為植被坡面防護、土質(zhì)邊坡植被防護、巖石邊坡植被防護。其植被護坡功能主要通過植被的力學效應(yīng)和水文效應(yīng)來體現(xiàn);目前用于土質(zhì)邊坡的植被防護技術(shù)主要有以下幾種:①階梯植被;②框格植被;③穴播或溝播;④液壓噴;⑤植生帶;⑥綠化網(wǎng);⑦土工網(wǎng)墊。巖石邊坡不同于土質(zhì)邊坡,目前常用的植被護坡方法無法應(yīng)用于巖石邊坡,厚層基材噴射植被護坡技術(shù)則通過在坡面噴附一層結(jié)構(gòu)類似于自然土壤且能夠貯存水分和養(yǎng)分的植物生長所需的基層材料,解決了巖石邊坡無法生長植物的難題。

  結(jié)束語

  由于復雜的地形地質(zhì)條件,滑坡與高邊坡工程始終是山區(qū)鐵路和公路建設(shè)中一個重大工程地質(zhì)問題,因此加強滑坡和高邊坡病害的防治研究,不僅將對高原山區(qū)公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展有重要意義,也將對我國地質(zhì)災害防治理論以及防治技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極作用。

延伸閱讀:高速公路 滑坡 高邊坡
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