加固防护措施（共8篇）
加固防护措施 篇1
公路路基是整个公路承载力的最主要部分, 不仅要承载来自公路路基以上部分的重量, 还要承载着从公路路面传下来的来自众多过往车辆的压力。由于公路路基不像房屋地基深入到地下, 而是直接暴露在外界, 经常受到大风、雨雪、水流冲刷等自然力的作用, 经过一些列的物理和力学作用, 路基材料的性质会发生变化, 这样一来, 路基的稳定性和牢固性就难以得到保证。所以, 在公路建设中, 对于路基的防护和加固需要高度重视, 采取合适的措施进行加强。
1 边坡坡面防护
1.1 公路路基的坡面防护
公路路基坡面防护主要为了避免路基边坡表面受到雨水的作用, 减小由于外界环境中温度和湿度的变化对公路路基产生的影响, 减缓路基岩土的风化进程, 减少岩土碎裂现象, 维持公路路基的系统的稳定。另一方面, 通过多种形式进行公路路基坡面的防护, 还可以起到美化公路、协调交通环境的作用。
1.2 公路路基坡面防护的措施
公路路基坡面防护有植物防护和工程防护两种形式:1) 边坡坡面植物防护。路基坡面植物防护主要是在坡面种植植物, 植物层根系深入土壤进行固结, 对坡面进行防护, 还可以调节边坡土层的湿度, 增强路基岩土的牢固性和稳定性, 降低雨水冲刷对路基的损害的方式来进行路基的边坡防护。这种防护措施简单有效, 主要运用于边坡坡度较为平缓且路基为土质的坡面。这种坡面防护措施的方法是在公路路基坡面植树、种草或者铺草皮, 也可以固定网格撒种, 拉伸网草皮, 固定草种布等方式。在坡度小于45°的边坡, 适于种草;在坡度较陡的边坡可以采取铺草皮的方式;植树则主要用于河滩边坡, 降低水流速度, 促进泥沙的淤积;在高速公路建设施工中, 坡面边坡坡面植物防护同混凝土预制块建造的网格共同防护。2) 边坡坡面工程防护。在不适宜在公路路基边坡进行植物防护的坡面, 如坡面为水泥、石灰和砂石等矿物质材料修筑的坡面, 则可以采用工程防护这种无机防护措施。工程防护可以对边坡进行喷浆防护、砂浆抹面、石砌、护面墙等方法。喷浆防护施工过程简单, 效果好, 适用于坡面不齐、易风化的岩石挖方边坡;但是这种方式使用水泥较多, 可以在较重大的防护工程中使用。砂浆抹面, 可以对减少坡面的风华, 适用于坡面完整、易于风化、尚未剥落的石质挖方坡面, 按照1∶1∶6∶3的比例进行水泥、石灰、河沙和水进行搭配的砂浆, 较为经济使用。石砌法主要是在地质较为松软的坡面, 用岩石垒砌的方法进行坡面的防护, 增强坡面的稳定性, 这种方式工程缝隙较大, 可以在缝隙中灌浆或嵌补。护面墙用于封闭坡面较软岩层和零碎的挖方边坡, 护面墙的墙面要紧贴边坡, 表面平整。护面墙则运用于岩层较软或者破碎较多的陡坡, 在建造护面墙前需要对陡坡进行适当清理, 保证防护工程的稳固性。
2 沿河路堤河岸冲刷防护
2.1 沿海河滨路堤河岸冲刷防护
在水域较多的公路路基, 如河滩、沿海、沿河路堤、桥头引道等环境下, 进行公路路基的建设, 需要防止公路路基受到冲刷, 加强对水流冲刷的抵抗能力, 加固堤岸的稳定性和牢固性。
2.2 沿海河滨路堤河岸冲刷防护和加固措施
对沿海河滨公路路基的冲刷防护有直接防护和间接防护两种形式, 直接防护主要是对边坡进行加固, 间接防护则是降低水流对岸堤边坡的冲刷。直接防护措施有植物防护、砌石防护、抛石防护、石笼防护、浸水挡土墙和混凝土预制块防护等措施。植物防护可以运用于路向与水流方向平行且较少受到洪水冲刷的季节性漫水河堤边坡以及有浅滩的河岸;砌石防护适用于受水流冲刷较为严重的边坡;抛石防护适用于水流较平顺但被水流浸泡的边坡;石笼防护适用于受水流冲刷严重但无滚石的边坡地段;浸水挡土墙适用于水流冲刷严重有斜谷的特殊边坡;混凝土预制块防护则适用于水流湍急、冲刷较强的边坡。
间接防护措施主要是采取对水流进行改向和减速的方式进行沿海河滨公路路基的防护, 可以设置丁坝、顺坝这种构造物。
3 湿软地质中地基加固
在地质十分湿软的地区进行公路路基建设, 要十分注重路基的防护与加固措施, 保证路基建设的牢固性和可靠性。湿软地质进行地基加固, 主要有机械碾压法、强夯发、化学加固法、换填土层法、排水固结法、土工格栅加筋法和挤密法。
1) 机械碾压法。在黄土中, 水分以多种形式 (结合水、吸附水和自由水) 存在于土壤空隙中, 在巨大外力作用下, 水分可以受到排挤, 土壤更加密实, 机械碾压法就是利用这种土壤原理进行地基加固的。这种方法只有在土壤一定的含水量范围进行操作, 才能取得较好效果。进行机械碾压时, 需要根据试验进行机械和碾压工艺的选择。在碾压操作中, 先使用小吨位碾压机进行静压, 然后用大吨位极其进行震动碾压, 最后使用光轮碾压机进行碾压。碾压路线遵循由边线向中线纵向进行的原则, 碾压痕迹保持在三分之一以上的重叠。
2) 夯实法。夯实法与碾压法类似, 也是利用强大的外力将土壤中的水分排出。在施工前将场地进行平整, 按照成型布置图确定每个夯打点位, 用极其对准点位, 测量夯锤高程, 将夯锤吊到相应高度进行自由落体式的夯打。
3) 化学加固法。化学加固法是利用化学粘胶剂或者溶液, 进行压力灌注, 使土壤颗粒粘结在一起, 进行土壤的加固。化学加固法比较常见的是注浆法和深层搅拌法。注浆法是运用注浆压力使地层孔隙张裂, 将浆液注入。注浆法有劈裂注浆法、渗入注浆法、压密注浆法等方式。深层搅拌法是将化学粘胶剂搅拌到土壤颗粒中间进行图层的加固。
4) 换填土层法。换填土层法是将路基基底下面一定深度内的湿软图层换掉, 注入砂石、灰土等稳定性好、承载力强的材料, 以增强土层的稳定性, 防止图层冻结、胀缩现象。
5) 排水固结法。排水固结法主要是针对沼泽、淤泥等特殊的土质采用的一种地基加固方法, 通过这种方法, 可以加固软性地基, 提高抗剪强度。
6) 土工格栅加筋法。土工格栅加筋法通过在松软图层中形成纵横的加固条, 进行路基的加固。
7) 挤密法。挤密法是在松软的土层中间捣孔, 在孔中注入石灰、砂石等矿物材料, 减小土壤颗粒之间的空隙, 增强土层的稳定性。
4 结语
在公路路基防护与加固时, 需要对公路路基的地质构造进行分析, 因地制宜, 保证防护和加固工程具有针对性, 保证工程建设的坚固和稳定。
摘要：随着我国交通事业的发展, 高速公路的建设需求越来越大, 这对公路路基的防护和加固提出了更高的要求。本文简单介绍了公路路基防护和加固的重要性, 然后从公路路基的边坡防护、冲刷防护和地基的加固三方面进行公路路基防护与加固措施的分析。
关键词：公路路基,防护,加固
参考文献
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[2]宋义.浅谈公路路基边坡防护与加固[J].科技信息 (学术研究) , 2008.
[3]熊淼.公路路基常见病害问题分析及控制措施[J].科技资讯, 2010.
加固防护措施 篇2
【关键词】道路边坡；稳定分析；防护与加固
一． 引言
路基边坡的综合防护技术一直是公路修筑中的一个常见的研究课题。进入20世纪90年代以后，我国大量修建高等级公路，遇到大量的高填深挖路基，边坡稳定问题日渐突出。高等级公路路基边坡的综合治理不容忽视。
二．边坡的稳定性分析
（一）定量分析法：边坡稳定性分析还远没有走到完全定量这一步，它只能算是一种半定量的分析方法。
1.极限平衡分析法：极限平衡法是边坡稳定分析中最常用的方法。它是通过分析在临近破坏状况下，土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡，计算土体在自身和外荷作用下的土坡稳定性程度，通常以边坡稳定系数表示为：
ε＝■
式中：Ｓ为抗剪强度；τ为实际剪应力。
边坡中最小的稳定系数称为边坡稳定安全系数，它表示了该边坡的稳定程度。目前已有了多种极限平衡分析方法与其他方法相比，极限平衡法的缺点是在力学上作了一些简化假设，但是近年来已在计算模型、滑动面确定、边坡类型等方面都得到了一定的完善。
2.数值法：现在已出现的数值法有：有限元法、无单元法、离散单元法（DEM）、快速拉格朗日分析法（FLAC）、不连续变形分析法（DDA）、快速流线元法（1990）。有限元法是一种十分成熟的数值方法，也是边坡稳定分析中用得较多的一种方法。有限元的优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性，可以给出岩体的应力、应变大小与分布，避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点。
（二）定性分析法：定性分析方法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析，对已变形地质体的成因及其演化史进行分析，从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势定性的说明和解释。
（三）非确定性评价方法：边坡稳定的影响因素纵多，即使在变量确定的情况下，由于工程量庞大，难以用常规的定量或定性的方法来分析。此时，可以借助一些非确定性的评价方法：模糊综合评价法、可靠度评价方法、灰色系统评价方法。
三、边坡防护与加固措施
边坡的处治可以分为防护与加固两种。防护是在边坡稳定的基础上进行的，如果边坡不穩定，首先要进行加固。常用的防护与加固的特点记适用范围如下。
（一）各类加固的特点及适用范围
1. 挡土墙①重力式：墙自重承受土压力，保持平衡；一般用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区可用混凝土。②半重力式：混凝土灌注，在墙背设少量钢筋；墙趾展宽，或基底设凸形。③悬臂式：采用钢筋混凝土，由立臂、墙趾板、墙踵板组成，断面尺寸小；墙过高，下部弯矩大，钢筋用量大。④扶臂式：由墙面板、墙趾板、墙踵板、扶臂组成；采用钢筋混凝土。⑤锚杆式：由肋柱、挡土板、锚杆组成，靠锚杆的拉力维持挡土墙的平衡；适用于挡土墙高>12m，石料缺乏或挖基困难，具有锚固条件地区。一般多用于路堑挡土墙。
⑥ 锚定板式：结构特点于锚杆式相似，只是拉杆的端部用锚定板固定于稳定区；填土压实时，钢挡杆易弯，产生应力；适用于缺乏石料，具有锚固条件的地区，大型填方工程，不适用于路堑挡土墙。⑦加筋挡土墙： 由墙面板、拉条及填土组成，结构简单、施工方便，经济效益大；对地基变形适应性大，对地基承载力要求低；建筑高度大，适用于大型填方工程。
2.抗滑桩：抗滑桩是一种用于处理滑坡或防止边坡下滑的钢筋水泥混凝土结构，是一种较理想的抗滑设施，但投资较大。桩体可埋入土体20m～30m。能够承受较大的土体压力或滑坡推力；桩的横截面较大，刚度大，变形小；桩间土体可用喷锚等柔性防护，不必采用挡土板；适用于边坡开挖后土体压力大或又滑坡推力的情况。锚索抗滑桩具有抗滑桩的特点但比抗滑桩能承受更大的土体压力或滑坡推力。
3.预应力锚索：用预应力锚索处理单斜构造岩石边坡，对保证该类边坡的稳定有较好的效果，但难以准确计算被锚固体的下滑力和张拉控制应力。锚索的锚固段应设置在稳定的岩体中，一般用于岩石路段，而不适用土坡或土质松散处。
4.压浆锚柱(固结)：压浆锚柱(固结)简单地说就是往地层注入水泥浆(掺加一定量的外加剂)，以改变土(岩)体物理力学性质(必要时，加一钢筋笼或钢筋束，即锚柱)从而稳定边坡的一种方法。其施工设备简单，占地面积小，工期短，见效快，加固地层的深度可深可浅。
5.排水固结：排水固结主要用于表层地下水较多处的边坡加固。有树枝状盲沟，塑料排水管等方式。工艺简单，耗用材料少，但遇到有滑层的地方，需配设支档构造物才能达到满意的效果。
（二）各类防护的特点和适用范围
1.圬工防护①片(块)石护坡和护面墙：片(块)石护坡分为浆砌和干砌两种。护面墙比护坡厚，有一定的抗推力作用。其优点是能就地取材，工艺简单，但自重大，不宜在高边坡上使用。②菱形网格护坡：菱形网格护坡，可预制安装也可用水泥混凝土现浇和石砌。工艺简单，网格内可植草。但只适用于填方边坡和土质挖方边坡。③六角空心砖护坡：用水泥混凝土预制安装的边坡防护形式，似蜂巢状。施工工艺简单，空洞内可填土绿化。但自重大，费用高，阻碍边坡水的排出，对边坡稳定不利，要慎用。④窗孔肋式护坡：窗孔肋式护坡一般用浆砌片石或片石混凝土做肋，用水泥预制混凝土做成拱形窗台，坡面水从肋上排出，窗内可植草。⑤喷射混凝土护坡：对一些较高的风化岩石边坡，采用喷射混凝土作护坡可阻止风化，且重量轻，施工所需设备简单，但费用较高，厚度难以控制，对景观有一定影响。
2.生物防护：生物防护除植树(主要用于小边坡)，除传统防护形式外，植草或铺草皮是近年来才在高速公路上兴起的一种绿色防护形式。其优点是能在短期内恢复公路沿线的绿色景观和防止边坡冲刷，但养护费用高，要随时保持绿色有一定的困难。现在公路上植草护坡较新的技术有如下三种：①液压喷播植草护坡；②三维植被网护坡；③客土喷播。
四、未来边坡防护与加固设计发展方向
现行的路基边坡设计在整个公路工程设计过程中受重视程度较低，究其原因，主要是在路线勘测设计阶段对工程地质条件了解不够充分，设计缺乏针对性，往往导致施工时边坡失稳，频繁变更设计，造成很大经济损失。反过来说，如果片面要求公路全线进行详细的工程地质勘察，同样也会由于路线长、工程地质条件好坏不一，增大很多投资，造成一些不必要的浪费,而且对地质资料的掌握仍然不容易满足设计要求。因此有必要调整边坡的设计思路。公路路基边坡加固与防护设计应遵循并行性、反馈性、智能性、绿色性的原则：
参考文献
［1］周德培，张俊云著，植被护坡工程技术人民交通出版社，北京，2003.
［2］陈忠达.公路挡土墙设计[Ｍ].北京:人民交通出版社2000.
（作者单位：辽宁省高速公路管理局应急处置中心）
加固防护措施 篇3
关键词：路基防护,路基加固,路基防水
1 前言
在公路建设中, 要采用相应的措施方法加强对路基的加固与防护, 并给予高度的重视。路基材料的性质会随着物理和力学的相互作用而发生变化, 这样路基的牢固性以及稳定性很难保证, 因为它经常受到水流冲刷、雨雪以及大风等自然力因素的作用, 所以公路承载力最主要的部分就是公路路基, 它即要承载路面下传的过往车辆的压力, 还要承受公路路基以上部分的重量。
2 路基防护设计技术措施
公路边坡沿公路分布的范围广, 对自然环境的破坏范围大, 如果在防护的同时, 能够注意保护环境和创造环境, 采用适当的绿化防护方法来进行会产生可观的生态效益和社会效益以及经济效益, 同时公路工程建设具有舒适安全和美观以及环境相协调等特点。因此, 边坡设计应遵循安全绿色环保、恢复自然以及水土保持的设计原则。
2.1 坡面防护
近年来, 我国从保护环境的角度出发, 大力的推广既能一劳永逸的种草防护方法, 又能美化景观、改善生态环境, 因为使用混凝土防护以及石砌圬工的方法具有很多问题, 例如容易破损、造价比较高等。不同类型的坡面路基有不同种类的防护方法, 随着我国对环境保护的重视程度, 高级公路的边坡多采用种草防护, 但石砌圬工防护仍然较为普遍的使用着, 带窗孔的护面墙以及连成片的护面墙一般用于路堑边坡, 而混凝土的预制块护坡一般用于路堤边坡, 同时坡面防护可以起到防止坡面沿途的风化剥落、地表水流冲刷以及协调美化环境的作用。风化破碎的或者破裂的岩石路堑边坡, 一般多用于高强塑料网格喷浆、喷射纤维混凝土以及锚杆挂铁丝网喷射混凝土等进行防护。在西部干旱缺水的地方, 能够选择出正确的边坡种草防护类型是十分重要的, 种草的方式就是将土壤草籽、肥料均匀的进行混合, 大多采用草坪植生带。如果边坡较陡或者较高时, 要采用切石框格, 例如M型、方形以及菱形等方式种草进行防护, 这样不仅仅使路基得到防护, 同时又给司机们创造了一个舒适的驾驶环境。现阶段当草籽发芽长成成年植株时, 就会起到固土的作用了, 这时无纺布纤维就会自然腐烂而不会使环境受到严重的污染, 同时也会减少后期的工序并达到更好的效果。
2.2 冲刷防护
抛石、挡土墙以及砌石被称为传统的直接防护方式, 为了免受冲刷, 直接防护一般适用于防护沿河路基的边坡。冲刷防护的措施在不同程度上都有进步, 例如一些能够适应土体不均匀沉降的防护措施, 石笼一般是用高强土工格栅代替铁丝来做的, 同时用聚胺脂类土工织物或者聚脂等混凝土护坡模袋做成护面板, 这样能保护边坡不受水浪的冲击。
2.3 支挡防护
支挡防护的主要模式就是挡土墙, 因为它的墙身圬工体积比较小, 现在已经被广泛的应用在公路路基的防护中, 扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙以及板柱挡土墙这三种一般适用于受力较合理的钢筋混凝土结构中, 而石砌的重力式挡土墙一般适用于地基土质较好、墙高较低以及石料丰富的一些场合。
3 路基的加固技术措施
3.1 机械碾压法
机械碾压法一般用于杂填土地基以及非饱和粘性土的浅层处理上, 它被经常用于地下水位以上大面积填土的路基压实工作上, 机械碾压法是用推土机、压路机、羊足碾和平碾以及其他碾压的机械在路基表面上来回的开动, 这种路基压实加固方法是最为广泛的一种, 它凭借着机械的自身重力将松散的路基土加固并压实, 使路基土达到标准的强度要求, 提高路基的稳定性, 减少路基在行车载荷的作用下发生沉降现象, 同时减少路基土之间的空隙并增强路基的防水性能。
3.2 强夯法
我国公路行业在20世纪80年代时就推行了强夯法, 在河北、天津新港等多个地方进行了研究试验, 并取得了显著的加固效果。强夯法是一种土体加固法, 它又被称为动力压实法或者动力固结法。
3.3 注浆法
目前, 劈裂注浆、压密注浆、渗透注浆以及喷射注浆这四种方法是我国常用的注浆法。注浆法通过注浆利用气压、电化学原理以及液压等, 将浆液由管中均匀地向地层注入, 它是一种常见的化学加固的方法, 在经过了一段控制时间后, 浆液会与原来的岩石胶以及松散的土壤结合成为一个新的整体, 浆液利用渗透和充填的方式, 将岩石裂缝中以及土壤土颗粒间的空气和水分全部赶走, 并且占据了它们原来拥有的空间, 由此形成一个稳定性高、防水性强以及大强度的“结石体”。
3.4 桩基加固法
(1) 碎石桩。预配式碎石桩、振冲碎石桩碎石桩以及锤击式碎石桩是根据成桩方式的不同来区分的, 振冲碎石桩是使用最为广泛的一种, 它的成桩效率比较高, 而且施工十分方便, 粒径不大于80m的卵石、砾石以及碎石都可作为碎石桩的填料, 将碎石桩与软土组成复合地基就是碎石桩加固软土地基的原理, 碎石桩的直径一般为在80到100cm之间, 一般土体应力要比桩体的应力低3到5倍, 桩长一般在6m到9m之间, 并且根据间距, 按照设计的承载力分为长方形排列或者梅花排列。
(2) 挤密砂桩。为了达到加固的目的要求, 要将软土层和密实的砂桩挤密从而形成复合的地基, 为了制成挤密砂桩, 首先要在软土的地基中制出一定数量的孔, 然后将土、石、砂以及灰土等材料灌到这些孔中, 同时利用横向的挤紧作用, 使地基中的土粒彼此间相互紧靠并使孔隙减少, 然后捣实形成大直径的桩体, 桩体本身具有较高的承载能力, 这都取决于它的高紧实度。挤密时, 在砂桩设置约束力很小的超软土层中极易出现侧向挤出或者地面隆起的状况, 这是通常会用两种方法来解决, 一种是采用间隔挤密的方法, 而另一种则是采用角砾与砂较大摩擦力的回填材料。
(3) 生石灰桩。土体中孔隙水与生石灰相结合发生的反应就是生石灰桩加固软土地基的机理, 当这个变化发生时, 生石灰桩周围软土中的水由于被生石灰大量的吸收而水降低, 并且土体被挤密, 体积逐渐膨胀后放出大量热量, 为了形成石灰桩地基, 首先要在软土层中冲好的孔眼, 然后一般要用大于2cm且小于5cm的生石灰块填入到准备好的孔眼中。在生石灰桩加固后, 它的软土地基的沉降量会大大的减小, 同时通过让土体以及生石灰发生胶凝作用和离子交换, 使土体的强度大大提高, 并且增加了软土地基的承载力, 从而完善了土地的结构、力学性能以及物理性能等, 但前提是要在沉降要求十分严格的情况下才可以使用。
4 路基排水技术措施
4.1 地面排水
对于高速及一级公路上的排水沟渠, 国家有关部门一般要求使用铺砌防护的方法。截水沟、急流槽、地表排水管以及边沟是我们在生活中经常见到的地面排水设施, 排水沟会采用浆砌片石进行加固从而将渠道铺满。为了提高公路路基的工程质量, 一级公路以及高速公路都要通过水网地段修建的路基, 如今在这些水网地段做出一些改进, 为了不使排灌涵洞穿越公路的路线, 就利用逢沟设涵的方法为公路路线两侧的灌溉沟渠重新设置系统。与此同时, 水泥混凝土的预制板块也被广泛的应用。
4.2 路面排水
为了减少冲刷路基边坡的机率并减少路面渗入的水量, 使用路面排水是排除路面范围内的水的最快速的方法。
4.3 地下排水
带渗水管的渗沟一般适用于水流量较大的地方, 路基地下排水的特点就是渗透力式排水, 一般都用渗井、渗沟、暗沟以及盲沟等, 改用有反滤功能的土工织物, 在几年中研制的, 直径为8—30cm并带有加强合成纤维、钢圈以及滤布的加劲软式透水管的很适用于地下排水。
5 结束语
重载和高速定会成为未来公路的发展方向, 所以我们现在就要从基础出发, 做好公路路基的施工工作, 并从根本上提高其社会经济效益, 而且要保证工程的质量。这样路基强度、施工质量、公路设计标准以及公路路基的稳定性才会越来越高。
参考文献
[1]王俊辉.公路路基防护与加固[J].商品与质量:学术观察, 2013, (1) :58-58.
[2]黄秋星.公路路基防护与加固方法探讨[J].交通科技与经济, 2012, (3) :26-28.
道路边坡加固防护治理 篇4
关键词：边坡防护,治理,工程费用,经济
本工程位于某道路项目B0+520~B0+940段左侧, 全长420米, 由于路堑边坡高差大, 最高处达23米。根据边坡岩岩工程勘察报告, 需采取边坡防护措施, 以保证边坡稳定。
本项目经过方案阶段的方案比选, 并与业主经过了几次的讨论, 由于用地红线的原因, 无法采用坡率较缓的分级放坡支护形式, 最终选择护墙防护、肋柱式挡土墙及锚杆挡土墙防护进行边坡防护。
1 工程地质及水文地质概况
工程范围内的地质比较复杂, 而且钻孔不多, 勘探孔控制范围内岩土层自上而下划分为第四系坡积层、第四系残积层及燕山三期岩浆岩等三大类, 现分述如下。
1.1 第四系坡积层 (Qdl, 层号 (1) )
粉质粘土 ( (1) ) :该层见于ZK1~ZK4、ZK8、ZK10、ZK12共7孔缺失, 层顶埋深:0.00m, 层顶标高:12.87m~36.23m, 层厚:1.60m~10.25m, 平均5.45m。土黄、褐黄色, 稍湿~湿, 可塑;粘性一般, 含较多砂粒、细砾。建议承载力特征值fak=180kPa。
1.2 第四系残积层 (Qel, 层号 (2) )
根据其状态划分进一步为二个亚层。
(1) 砂质粘性土 (层号 (2) 1) :该层仅见于ZK1孔, 层顶埋深:9.30m, 层顶标高:7.53m, 厚度:4.50m;紫红杂浅黄色, 湿, 可塑;组织结构完全破坏, 粘性较差, 含较多砂粒、细砾, 遇水易软化、崩解;为花岗斑岩风化残积土。建议承载力特征值fak=200kPa。
(2) 砂质粘性土 (层号 (2) 2) :该层见于ZK1~ZK4、ZK7、ZK8、ZK10、ZK12共8孔, 层顶埋深:0.00m~13.80m, 层顶标高:3.03m~34.63m, 层厚:1.20m~9.50m, 平均3.73m;土黄、褐红、灰白或其混杂色, 稍湿, 硬塑;组织结构完全破坏, 粘性较差, 含较多砂粒、细砾, 遇水易软化、崩解;为花岗斑岩风化残积土。建议承载力特征值fak=250kPa。
1.3 燕山三期岩浆岩 (γ52 (3) , 层号 (3) )
场地基底岩石为燕山三期花岗岩, 属硬质岩石, 花岗斑状结构, 块状构造;其风化不均匀, 山坡中球状风化现象发育, ZK9、ZK10二孔强风化岩带中揭露到球状风化岩块。在勘探孔揭露深度范围内, 按其风化程度可划分为全风化、强风化共2个风化岩带。
1.3.1 全风化岩带 (层号 (3) 1)
该层仅ZK9号孔缺失, 层顶埋深:0.00m~15.00m, 层顶标高:-0.63m~31.43m, 层厚:2.00~8.10m, 平均4.61m;黄灰、褐红等色, 岩石风化剧烈, 组织结构基本破坏, 但尚可辨认, 岩芯呈坚硬土状;遇水易软化。建议承载力特征值fak=400kPa。
1.3.2 强风化岩带 (层号 (3) 2)
该层仅ZK3孔未揭露到, 层顶埋深:0.00m~22.60 m, 层顶标高:-2.36 m~26.23m;披露厚度0.85~18.90m, 平均6.92m。建议承载力特征值fak=600kPa。
于球状风化岩体中采取岩样1组, 其天然极限抗压强度为95.4MPa。
2 边坡综合治理措施
2.1 护墙设计
本工程B0+520~B0+810采用浆砌片石护墙上接拱型骨架内铺草皮进行加固防护。护墙高5m~7m, 坡度为1:1, 拱型骨架坡度为1:1.5~1:2, 墙身于地面以上部分正三角形设置Φ=0.1m的PVC圆型泄水孔, 间距为2m, 泄水孔内侧一端包裹土工布。墙背设置0.5×0.5×0.3m碎石反滤层, 下设粘土防渗层厚0.3m。
2.2 柱板式锚杆挡墙设计
B0+820~B0+940设柱板式锚杆挡土墙上接锚杆铁丝网喷浆防护进行加固防护。柱板式锚杆根据路堑高差分三级设置, 其中B0+922~B0+940采用一级柱板式锚杆挡土墙, B0+820~B0+842和B0+882~B0+922采用二级柱板式锚杆挡土墙, B0+842~B0+882采用三级柱板式锚杆挡土墙。柱板式锚杆挡土墙每级高度为4m、6m或8m三种类型, 最高处高度为8m。
肋柱采用C30现浇钢筋混凝土构件, 肋柱截面尺寸为0.5m×0.5m, 长度有4m、6m及8m三种。基础采用C15混凝土基础, 宽1.0m, 厚0.3m。
挡土板采用矩形板, 采用C30钢筋混凝土预制构件, 每片挡土板长1.96m, 宽0.5m, 厚0.2m。挡土板后设0.3米碎石反滤层。
每个锚孔内设6Ф15.24预应力钢绞线, 长度为30m, 其中锚固段长度12m, 自由段长18m, 与水平面夹角为150, 锚杆的设计张拉力为600KN。水泥浆体采用525#普通硅酸盐水泥, 标号采用M30。
两级挡墙间设2.0m平台, 平台用C20混凝土封闭, 厚0.5米, 并设2%外倾的横向排水坡。
锚杆锚具采用OVM.M15-6型组合锚具, 锚具由螺丝、螺母、钢垫板、垫圈组成。
锚孔直径为130mm, 造孔方向沿水平方向向下倾斜150。
2.3 板肋式挡墙设计
由于在B0+520~B0+810采用护墙防护, B0+820~B0+940采用柱板式锚锚杆挡土墙防护, 两种防护形式差别较大, 直接相接则突变太大, 故在B0+810~B0+820采用板肋式锚杆挡土墙进行过渡。板肋式锚杆挡土墙采用两级设计, 西侧与护墙接顺, 东侧与柱板式锚杆挡墙接顺。
板肋墙身采用C30钢筋混凝土现浇砼, 肋的截面尺寸为0.5m×0.5m, 长度为6m~8m。板厚为0.2m, 0.3米碎石反滤层, 基础采用C15混凝土基础, 宽1.0m, 厚0.3m。
每个锚孔内设6Ф15.24预应力钢绞线, 长度为30m, 其中锚固段长度12m, 自由段长18m, 与水平面夹角为150, 锚杆的设计张拉力为600KN。水泥浆体采用525#普通硅酸盐水泥, 标号采用M30。
两级挡墙间设0~2.0m平台, 宽度由护墙侧0.5m渐变到柱肋式挡墙侧的2.0m, 平台用C30混凝土封闭, 厚0.5米, 并设2%外倾的横向排水坡。
面板地面以上部分正三角形设置Φ=0.1m的PVC圆型泄水孔, 间距为2m, 面板设泄水孔地方钢筋不得外露。
锚杆锚具采用OVM.M15-6型组合锚具, 锚具由螺丝、螺母、钢垫板、垫圈组成。
锚孔直径为130mm, 造孔方向沿水平方向向下倾斜15。
3 施工中应该注意的问题
(1) 锚束放入钻孔之前, 应检查孔道是否阻塞查看孔道是否清理干净, 并检查锚索体的质量, 确保锚束组装满足设计要求。安放锚束时, 应防止锚束扭压、弯曲, 注浆管宜随锚体一同放入钻孔, 注浆管端部距管底宜为50mm~100mm, 锚束放入角度应与钻孔角度保持一致, 在入孔过程中, 注意避免移动对中器, 避免自由长度段无粘结护套或防腐体系出现损伤。
(2) 锚杆正式张拉前, 应取0.1~0.2轴向拉力设计值对锚杆预张拉1~2次, 使杆体完全平直, 各部位接触紧密。锚杆张拉前要求水泥浆体强度达到80%以上方可进行。
(3) 注浆作业应连续紧凑, 中途不得中断, 使注浆工作在初始注入的浆液仍具塑性的时间内完成;在注浆过程中, 边灌边提注浆管, 保证注浆管管头插入浆液液面下50cm~80cm, 严禁将导管拔出浆液面, 以免出现断杆事故。并且注浆水要求采用钦用水, 不得使用污水。
(4) 锚杆验收试验是在锚固工程完工后为了检验所施工的锚杆是否达到设计的要求而进行的检验性抗拔试验, 该试验起到鉴别工程是否符合要求的目的。验收试验检验的锚杆的数量应沙于锚杆总数的5%, 验收试验最大试验荷载:为设计轴向拉力值的1.5倍。
(5) 验收试验所得的总弹性位移超过自由段长度理论弹性伸长的80%, 但小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长。
(6) 锚杆自由段防腐应除锈、刷沥青船底漆并用沥青玻纤布缠裹二层以上, 再装入聚乙烯塑料套管中, 套管两端100~200mm长度范围内用黄油充填, 外绕工程胶布固定。
(7) 锚杆拉力的监测, 在安装测力计后最初10天内每天测定一次, 第11~30天每一个3天测定一次, 以后每月测定一次。遇有降雨及拉力测定结果发生突变情况时, 应加密监测频率。锚杆拉力监测时间不少于24个月。
4 结语
(1) 路堑边坡坡面高陡, 岩体破碎, 土体松散, 地下水丰富, 其局部坍滑变形和破坏严重, 根据该高边坡病害的特征和规律, 采用多种形式的边坡防护措施进行工程整治, 达到安全可靠和经济合理的目的, 并为治理此类路堑边坡病害探索一种新的防护加固模式和治理思路。
(2) 对于复杂路堑边坡防护加固工程, 应做好坡体监测工作, 结合现场实际开挖揭示地层信息及坡体结构条件, 通过与勘察资料进行对比, 再进行必要的调整与完善, 即进行动态设计和信息化施工, 使边坡治理安全可靠, 工程费用也比较经济。
公路特殊路段路基防护与加固 篇5
路基是公路结构中主要的承重结构, 最近几年, 高速公路的建设数量和建设规模也在不断的增加, 在公路中会存在一些特殊的路段, 对这些特殊路段的处理也是公路建设中十分重要的内容, 而究竟应该如何加强这方面的施工质量也成了很多施工人员最为重视的问题, 因为它将直接影响到公路的使用寿命。
2 设计的基本原则
首先是以安全为核心, 兼顾路基的美观性。在公路路基设计的过程中要按照预防为主, 防治结合的原则来进行公路的设计, 它也是边坡防护工作中需要坚持的一个十分重要的准则, 而针对地质条件相对较差的路段, 应该予以更加仔细的研究, 同时在养护的过程中还要对这种路段予以重点的保护, 这样才能保证路基的稳定性, 而美观性方面也应该在安全性的基础上才能实现, 公路要和周围的环境相互的融合和协调, 同时也给驾驶人员创造一个良好的环境, 从而也有效的减少了交通事故的发生。其次是进行深层次的调查, 同时还要充分的结合实际的要求。路基防护和加固施工的过程中应该进行更加深层次的调查, 同时还要采取多项措施, 充分的做好工程地质测绘和勘探工作, 与此同时还要根据施工地点的实际情况, 来选择当地盛产的一些施工原料, 同时还要根据工程的类型和建设需要选择合适的施工工艺, 这样才能更加有效的提高路基的稳定性。而对于一些地质水文条件本来就比较差的地点一定要高度的重视, 采取有效的措施对其加以处理, 这样才能有效的减少事故发生的概率。
3 路基防护的一般步骤
首先是要确定土体的粘聚力和内摩擦角, 路基的设计过程中要充分的考虑到施工路段的土质, 同时还要通过试验的方式来检验相关的数据, 根据相应的试验和计算再确定设计方案, 从而也更好的保证设计的合理性和结构的稳定性。其次是确定合理的边坡坡度。边坡防护的过程中UI定要首先满足相关文件当中对稳定性的相关要求, 所以, 在施工的过程中, 确定边坡的坡度是一个十分重要的环节, 通常情况下砂类土坡的坡角不能大于内摩擦角的度数, 这样结构才能更加的稳定。最后是采用切实可行的防护措施。按照施工地点的水温和地质特征来进行合理的分析。从而也更好的确定一个适合于建设工程的施工方案。经常采用的防护手段有植物防护和工程防护两种, 对于那些坡度并不是很大的土坡可以采用植物防护的手段, 这种方法对于美化环境, 改善道路的景观都有着非常好的作用, 同时它也起到了加固边坡的重要功能, 当然也可以使用拉伸网草皮或者是固定草种布对种子进行固定, 土质边坡和防护边坡的比值也应该予以严格的控制, 一般二者的比值应该控制在1:1或者是1:2.而人工建设防护工程的形式中, 通常采用的是砂石、水泥和石灰等矿物质材料来对边坡起到重要的防护作用。
4 风沙路基防护
4.1 产生原因
风沙破坏水细沙在受到风力的作用下而产生的风蚀和堆积等现象, 诸恶中路基产生的主要原因可以分成两方面, 一方面是路基风蚀, 另一方面是路基沙埋。其中, 前者产生的原因主要是沙子受到风力的侵蚀, 公路路基上的尘土颗粒被风吹动到其他的位置当中, 所以在路基的表面也会出现严重的侵蚀现象, 而展现在表面的现象就是路基沉降和坍塌。后者的主要原因是风沙经过路基的时候, 风俗减缓, 这样就会是的砂砾下落到路基的表面, 这样就掩埋了路基。
4.2 路基防护措施
根据风沙破坏的产生根源, 只有采取有效的措施防止风沙, 就能很好地做好路基防护工作, 这就要求施工前根据风沙地区特殊的情况做好路基设计工作。风沙地区因降水量稀少且沙的渗水性好, 一般不考虑设路基边沟和排水设施, 如有特殊情况, 可设置宽浅的边沟。沙区路基, 一般为路堤较好, 半填半挖和不填不挖断面路基最为不利。路基应避免采用较长和较深的路堑, 但坡顶变坡点处应注意做成流线形, 并考虑预留路基积沙缓冲带, 以便于养护时人工或机械清除积沙。路堤边坡一般采用1B2-1B5之间;路堑边坡一般采用1B15-1B10之间, 主要看当地的地形、地貌和路基的填挖高度而合理选择边坡坡率。路基弃方应堆放在路基下风侧或背风侧的低洼处, 并需摊平, 不得随意堆放。路基两侧20-30m范围内应保持平坦顺适, 地上突起物或植被均需铲除, 并予整平。流沙地段防护带的宽度, 一般在路基上风侧不小于100m, 下风侧不小于50m设防护带。在路线通过流动沙丘地段时, 宜设置必要的输沙、导流、固沙措施, 以使流沙顺利越过路基和限制沙丘向前移动, 而使路基不产生堆积和沙阻。在路基设计中, 主要采取以填方为主, 路基高度视沙区的大小和地理变化情况, 一般高度在015-115m左右, 路堤边坡为1B3, 挖方路基边坡放缓为1B10。路基边坡做成弧形, 并清除路基两侧一定范围的障碍物和植被。通过上述设计, 可大大减少流沙对公路的危害, 以取得良好的效果。
5 滨河路基防护
5.1 水流对沿河路基的作用
水流对沿河路基冲刷有两种作用, 一种是水流直接作用于路基的边坡坡面, 冲刷坡面上的泥沙颗粒, 并将它带走, 形成坡面冲刷;另一种是河弯、顶冲、绕流产生的螺旋流、旋涡等水流冲刷坡脚, 使坡面高度和坡度增大, 上部边坡因重力作用而坍塌, 形成坡脚冲刷。
5.2 防护措施的选取及处理措施
5.2.1 坡面冲刷常用浆砌片石护坡;
峡谷性河段和边坡较陡的高路基, 宜沿河设挡土墙, 挡土墙高度主要取决于洪水位的高度, 并应保证边坡的稳定性。
5.2.2 坡脚冲刷是路基水毁最常见的现象。
当坍塌的物质堆积于坡脚后, 随水流被带走, 以致坡脚冲刷继续进行, 坍塌会不断发生;当水流不能将坍塌物质带走, 堆积在坡脚, 将增加河岸边坡稳定性, 起到保护坡脚的作用。由此可见, 改变水流结构使坡脚免受冲刷或提高坡脚抗冲刷能力对沿河路基的稳定性是至关重要的。
5.2.3 从调查大量的公路水毁情况来看, 造成
水毁的原因主要是没有设置必要的防护构筑物或防护构筑物设置过于简单, 不能发挥应有的防护作用。因此在进行可行性研究时, 就应当从项目的长远综合效益出发, 从减轻自然灾害破坏的角度出发, 重视公路防护构筑物的设计。
6 结论
公路建设事业在最近几年有了非常好的发展, 同时我国的车流量也更大, 这也给公路建设提出了更高的要求, 在公路建设的过程中会存在一些特殊的路段, 这些路段的建设质量将对工程整体的质量产生重要的影响, 所以在公路施工的过程中, 尤其要注意这些特殊路段路基的加固, 这样才能保证公路稳定运行。
摘要：公路运行的过程中, 强度和稳定性是保证公路运行质量的两个十分重要的指标, 尤其是对于一些特殊的路段更要通过一些有效的措施来对路基进行有效的养护和加固, 这样才能更好的保证公路的安全运行, 主要分析了公路特殊路段路基防护与加固, 以供参考和借鉴。
关键词：防护,路基,风沙
参考文献
[1]秦秋云.桩基工程在公路路基下陷路段的使用[J].黑龙江交通科技, 2013 (9) .
高速公路边坡加固与防护对策 篇6
关键词：边坡加固,稳定性,方案比选,公路
1 概述
经济的快速发展促进了高速公路建设逐渐延伸至山区丘陵等地形复杂区域, 使高速公路建设面临的技术难题日益增多, 其中较为重要的技术问题就是边坡开挖与防护, 边坡开挖有易引起地质灾害并不可预见地增大投资, 延误建设工期, 严重的还会导致人员重大伤亡。高速公路边坡可分为自然边坡与人工边坡两种, 自然边坡经开挖或填筑等人为处理过程就转变为人工边坡。高速公路因绝大部分都具有较长的线路, 途径地质水文条件各异的环境, 边坡由风化程度不同的岩层构成, 具有种类繁多且复杂的特点, 易于发生滑坡、崩塌与泥石流等地质灾害。
2 分析边坡稳定性的方法
2.1 定性分析法。
定性分析法主要利用勘察的工程地质条件, 综合分析对边坡稳定的地质地貌、气候水文、运动构造等因素产生的影响, 进而实现对引起边坡破坏方式及可能性的分析。通常较为常用的有图解法、历史分析法及类比法等几种方法。
图解法能够对边坡结构类型进行快速直观确定, 明确分辨主要与次要结构面, 并对不稳定块体的形状规模进行判断, 对滑动方向等趋势进行较准确地预测, 常用的图解法有摩擦圆法、实体比例投影法及赤平极射投影法等。自然历史分析法是以边坡岩体结构与构造形式作为重要依据, 基于地质条件的历史演变对斜坡稳定性与发展趋势进行评价, 分析天然斜坡的稳定性是该方法的主要应用。
目前, 工程地质类比法是一种分析边坡稳定性的常用方法, 可靠性由于不同评判人的不同层次水平与经验, 在主观上具有较大的随意性。
传统类比方法可包括地质现象观测判断法与自然斜坡类比法等。灰关联分析法作为一种新兴分析方法, 能够对因主观随意性而产生的不足在一定程度进行有效解决, 类比法被引入到定量分析中, 使结果与实际相符的情况得到有力保证。
2.2 定量分析法。
在定量分析法中的有限元法与极限平衡分析法比较常用。经典极限分析法在均质材料中比较适用, 基于对危险滑动面的假设而将该假设计算相应稳定安全系数, 这正是极限平衡分析法中存在的不足之处。由于不存在绝对均质的岩体, 假设的各种滑动面也不能将岩体破坏状态被真实反应出来。弹塑性极限平衡法能够将经典极限分析法的不足之处进行解决, 边坡应力与应变可以确定极限平衡状态, 不需要对最小安全系数进行反复计算, 使工作量明显减轻, 进而使准确率得到有效提高。
有限元法可以实现对经典极限分析法的不足指出的弥补, 对非均质岩体问题进行处理, 易于掌握, 应用范围较广, 实用性较强, 可与计算机有效结合, 使运算速度明显提高。
2.3 不确定性分析法。
模糊综合评价法结合了模糊评判与层次分析, 对边坡稳定的多种影响影响因素进行分析, 分层划分多种因素后获得影响边坡稳定性的各种指标。人工智能方法在解决大型复杂问题中比较适用, 利用群体概率对全局收敛法进行迭代, 具有较强的全局搜索能力。
3 边坡加固技术
3.1 常见边坡地质灾害。
滑坡、崩塌与泥石流是在高速公路边坡加固过程中常见的三大地质, 在重力作用下岩体沿软弱面向下呈现整体滑动的现象被称为滑坡, 一般由于坡脚具有较软的地基, 多发于雨水作用下高速公路边坡施工中, 因为人为作用的施工易导致山坡下部临空, 岩土在外界条件作用下被逐渐软化, 进而引发灾害。滑坡在通车时不确定性很大, 只要发生就会产生严重的损失。
崩塌, 一般是指岩土岩软弱面或裂隙产生脆性破坏的现象, 具有突发性与瞬时性的特点, 发生在高速公路施工与运营时会导致公路堵塞, 对物流运输与人们出行产生严重影响。
泥石流, 通常指泥沙等大量液相颗粒沿斜坡产生快速冲泻的现象, 多发于地质条件不佳的山区, 高速公路施工过程中主要通过避绕措施将灾害影响降至最低程度。
3.2 边坡加固处理技术措施。
边坡处理加固时要坚持简单、有效的原则, 根据实际情况采取有针对性地综合有效措施,
减载、加载反压、改良土质、支挡及综合加固等几种方式是比较常见的边坡加固方法。处理过程中要利用好自然条件, 对围岩状态进行顺应协调, 不仅能使边坡下滑阻力减少, 还能避免产生下滑的因素。
减载, 对边坡进行削头与削坡, 移除边坡上部附近某些范围内岩体, 使其总高度降低, 减缓边坡坡度, 使两方面的下滑力减少。减载分为主动与被动两种减载方式, 在开挖边坡前已实施的被称为主动减载, 在开挖过程中完成的被称为被动减载, 结合边坡附近环境进行实施, 一般地理环境与周边建筑物会影响削坡。加载反压, 在牵引式滑坡灾害中, 能够通过石跺的修建使抗滑土重增加, 进而使坡体实现稳定的效果。
排水, 滑坡体内的水采取地表与地下排水方式向坡体外一定范围引出, 使由于水作用引起的失稳减轻。截水沟可修建在坡顶与坡面用于表面排水, 使裂隙水压力影响边坡的不利之处尽可能减少, 该方式能使岩质边坡的稳定性快速提高。地下排水影响坡体渗透性能及输水能力等条件, 可将地下水位有效降低,
4 边坡防护决策
4.1 边坡分类。
边坡根据组成物质可分为岩质、土质及复合边坡三种, 不同边坡类型要采取不同边坡防护措施, 根据结构效应与完整性可将岩质边坡分为破碎岩质边坡、完整岩石边坡及受优势结构面控制边坡三种。土质边坡包括纯土质与类土质两种, 类土质边坡破坏具有土质与岩质两种边坡的特征。复合式边坡其上部一般为土质, 下部一般为岩质, 是一种在工程中比较多见的边坡。
4.2 边坡防护决策探讨。
公路边坡根据其破坏类型与防护标准可大致划分为五大类, 将不同边坡类型及高度的防护方式应用工程经验类比法等进行初步分类。再结合边坡类型采用有针对性的防护方式, 岩质边坡分类一般采取模糊综合评判方法, 土质边坡采取极限平衡及工程经验类比法, 类土质边坡根据岩质边坡进行模糊综合分类, 基于此基础进行定量分析, 对防护类型进行确定。复合式边坡能根据不同区域的坡体, 对各自区域的防护类型进行确定。
结语
在高速公路建设施工中, 要将边坡加固作为一项重要工作, 并采取积极有效的防护对策, 才能不断提高高速公路的建设施工质量。
参考文献
高速公路边坡加固与防护技术研究 篇7
1 边坡防护与加固类型
1.1 边坡防护类型。
一般说来, 对于高速公路边坡防护的措施主要有两种, 一种是生物防护, 另外一种是圬工防护。首先, 生物防护技术就是在高速公路的边坡处栽种植被, 如草皮、树木等。这些植被可以有效地涵养水土, 保护公路边坡的稳定。其次, 圬工防护方法就是运用必要的工具来进行保护公路的边坡。常见的就是窗孔肋式护坡以及片石护坡等。
1.2 边坡加固的类型。加固类型主要有护脚墙、抗滑柱、抗滑墙、压浆锚柱、预应力锚索、排水固结等。
2 影响边坡稳定的因素
由于高速公路特殊的地理位置, 其稳定性受到很多因素的影响, 但是主要有两大类:一是自然环境;二是人为因素。
2.1 人为因素。
在高速公路的建设中, 由于施工人员的专业技能或者是综合素质低下等原因, 使得高速公路的建设存在着一定的不完善现象。对于建设材料的选择没有按照相关的规定进行;对于道路建设工作的性质认识程度不高;受到经济利益的趋势, 在建设的过程中偷工减料, 盲目地追求速度, 忽视了质量。在前期的设计中, 缺乏专业的设计人才, 有些技术上的工作没有按照要求完成。同时, 对于后期的养护工作做得不到位, 使得高速公路在使用中出现一系列的质量问题。
2.2 自然因素。
高速公路和普通的道路相比, 其车辆的形式数量较多, 其承载能力有限。而且, 高速公路要经过风吹日晒, 一些建设原材料在受到高温或是低温的情况下就会产生一定物理或是化学反应, 使得高速公路的质量受到一定的影响。同时, 公路的地形也很复杂, 地质也有很大的差异。自然环境对高速公路的影响程度较大, 又是无法避免的。所以, 就需要在高速公路建设的过程中, 严格按照施工的要求进行。然后要做好其加固和防护的工作。最后要做好后期的养护工作, 只有这样, 才能在一定程度上保证高速公路的稳定性。
3 各类边坡防护和加固要点及主要施工工艺
3.1 护面墙与片石护坡。
片石护坡是比较常见的一种加固技术。这种护坡技术在应用的过程中可以采用浆砌也可以采用干砌的方式。护面墙的厚度要远远厚于护坡, 抗推能力较强。这两种护坡方式的好处及时可以就地取材, 避免了材料的运输成本, 其施工工艺比较简单, 易于操作。但是, 存在的不足就是这两种护坡工艺的自重很重, 一些高地边坡无法应用。
3.2 菱形网格护坡。
菱形网格护坡实际上可以直接采取预制安装措施, 并且也可以直接采取混凝土现浇以及相应石砌措施, 在菱形网格之中, 还能够种植一定的草, 总体上来说, 施工工艺较为便利。该类型的防护措施本身实际并不能够保障边坡得以稳定, 仅仅只能够使用到填方施工中。
3.3 窗孔肋式护坡。
窗孔肋式护坡措施, 一般情况下都是使用浆砌片石以及片石形式的混凝土来做肋, 而其上的拱型窗台就必须要使用预制混凝土的方式来制作, 如此以来, 坡面之上所存在的水就能够向上排出, 并且还能够在窗内进行种草。
3.4 六角空心砖护坡。
六角空心砖护坡是利用预制混凝土进行安装的边坡防护形式, 在空洞内可以填土种草, 施工工艺比较简单, 但是成本高, 且会造成边坡排水不畅, 自重比较大, 厚度难以控制。
3.5 喷射混凝土护坡。
喷射混凝土护坡就是将添加外加剂的水泥浆注入地层以达到改变岩土的物理力学性质, 进行边坡的稳定。这种防护形式施工设备的简易, 占地面积比较小, 工期周期短, 地层加固的深浅可以自由控制, 但是对于加固的范围与状态难以检测。
3.6 抗滑柱。抗滑桩是用于防止边坡下滑或是处理滑坡的钢筋混凝土结构, 是具有较好抗滑作用的设施, 但是成本较高。
3.7 护脚墙和抗滑墙。
护脚墙和抗滑墙没有根本的区别, 只是在埋深与断面上有区别。护脚墙可以防护坡脚免受破坏与冲刷, 但是不具有抗推力。抗滑墙除了具备护脚墙的作用之外, 具有抗推力的作用。
3.8 排水固结。
排水固结主要被用于边坡表层的地下水较多边坡稳定, 主要方法有塑料排水管边坡、树枝状盲沟以及土质挖方边坡。
3.9 生物防护。
生物防护是实现可持续发展的一项重要的防护措施, 主要是通过种草、栽树等一些方法来对高速公路的边坡进行防护。这种方法可以有效的防止雨水对边坡的冲刷, 不仅可以防风固沙, 还可以保持公路旁的水土, 减少水土流失给边坡带来的影响。同时也能够保证生态环境的稳定。生物防护技术主要用于风化程度较大的岩质边坡。
3.1 0 预应力锚索。
预应力锚索主要是根据边坡高度与地质条件, 采用预应力锚索与全长粘结型锚杆对稳定性较差的挖方路堑边坡进行锚固的防护形式。
3.1 0. 1 施工原则。
对于高速公路来说, 其边坡的加固最重要的就是要做到稳定。采用先进的加固技术和防护手段, 做好边坡的排水设施, 对高速公路周围的自然景观进行综合利用, 同时也要做好公路两旁的绿化工作。对于不同地形和地势的高速公路来说, 在进行具体的加固时, 要采用不同的加固方法, 因地制宜。最终目的就是要保证高速公路的长期性和稳定性。
3.1 0. 2 施工要点
a.边坡施工要边开挖边加固, 不能开挖到底;b.根据工程立面图与设计要求, 在坡面上准确放置锚孔位置, 误差不能超过5厘米;c.采用干钻方式进行锚孔钻孔, 以保护边坡岩体的地质条件与孔壁粘结性, 并且实际的钻孔深度要比设计深度大30厘米;d.在钻孔的过程中, 要详细记录每个钻孔的钻进状态、地质变化以及地下水等状况;e.锚孔钻好以后要经过相关质监部门的严格检验以后, 才可以进行下一道工序;然后, 在锚束编束之前, 应该确认每一根钢绞线能够排列均匀, 剔除存在机械损伤与死弯的。
结束语
总而言之, 高速公路的边坡加固和防护工作是一项难度较大的工程。施工人员在实际的工作过程中要充分考虑到高速公路周边的地理环境和自然环境, 要做好一切的调查, 在对整个工程十分了解的情况下开始施工工作。同时要运用合理的加固方式和防护技术, 努力做好高速公路的加固工作, 保证其稳定性。
摘要：对于高速公路来说, 其边坡位置是非常重要的一个部分。对高速公路边坡的加固能够提高道路的质量, 促进交通的正常运行。因此, 对高速公路的边坡加固和防护技术的应用就变得尤为重要。主要通过对高速公路边坡加固与防护技术的深入探讨, 旨在给相关工作人员提供一定的借鉴, 为我国公路建设作出一定的贡献。
关键词：高速公路,边坡,防护加固
参考文献
[1]贾跃斌, 苏桂萍.高速公路边坡防护探讨[J].技术与市场, 2012 (6) .
[2]张晓芳.浅谈高速公路边坡防护[J].技术与市场, 2010 (3) .
加固防护措施 篇8
关键词：公路边坡,生态防护,根系加固机理
公路沿线的植物不仅能美化和恢复当地自然生态环境,还具有较好的护坡的功能。植物护坡适用于土质边坡和破碎岩体边坡。近年来,国内外学者分别采用数值模拟、相似材料模拟以及工程量测动态信息处理等方法在植物护坡机理方面进行了大量的研究工作,但从目前取得的成果来看仍处于探索阶段。
1 边坡生态防护的功能
1)再造被破坏的生态环境。2)防止水土流失。3)调节和净化空气,保护自然环境。4)降低噪声。5)美化路容和减轻视觉疲劳。
2 边坡防护中植物的加固机理
本文拟从植物根系的力学效应和茎叶的水文效应两个方面来阐述岩体边坡防护中植物的加固机理,见图1。
2.1 植物根系的力学效应
1)水平浅根坡面加筋作用。草本植物的根系在土壤中盘根错结,使边坡表层土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料,根系的这种构造以网兜的方式将土颗粒粘结并牢牢固定起来。作如下假定:将草本植物根系视为带预应力的三维加筋材料,随着单位体积中根系数量的增加,土体的抗剪强度也随之提高。根据摩尔—库伦强度理论,植物根系的加筋作用增加了土体的凝聚力c值,使其破坏线向上平移了Δc,另外根系的张拉可有效限制土体的侧向变形,使σ3增加为σ3+Δσ3,从而使摩尔圆向右平移了Δσ3,如图2所示。Δc,Δσ3的大小与根系的密度、强度及土体性质有关。根据1993年Shields和Gray在美国加利福利亚洲所做的相关试验,根的面积比率(简记为RAR)随深度的变化曲线如图3所示,由图3可知:面积比率随着深度的增加而迅速减小,在1.2 m深度以下根的含量已经很小,水平断面上面积比率一直很小,表明大部分的根是水平伸展的侧根。不同的植被的根其强度大小与植物品种、生长环境、季节、根的生长方位和根的直径等有关,并且差别非常大。
长安大学的杨晓华和王文生等人通过对有根和无根的砂土、黏性土的三轴剪切对比室内试验证实了植物的浅层根系加筋的力学效应。试验结果表明:对于砂性土的φ值变化不大,而粘聚力c值却急剧增大为2.5倍～4.0倍;对于黏性土的c,φ值均有所增加,为0.25倍～0.40倍。
2)垂直深根边坡锚固。国内外对植物护坡的机理是基于垂直深根的短锚杆作用与植物水平根的加筋作用。假设土体的自然容重为γ,根与土之间的静摩擦系数为μ,地表下面h1-h2深度处所有直径大于1 mm的根段均参与抗拔力计算,可推导出h1-h2深度区间的根系提供的最大抗拔力为:
其中,根的平均半径沿深度z方向的分布函数为R=P(z);根的数目沿深度z方向的分布函数为N=Q(z),函数P(z)和Q(z)的确定可采用现场量测并通过拟合数据而得到。
2.2 植物茎叶的水文效应
1)降雨的截留、减弱溅蚀作用。当植被覆盖率较高时,网状交错的植被茎叶使降水不能直接降落在边坡表面而沿着叶系下落,因为叶面的脉络对水滴有分割效应,可使水滴逐渐变小。经过叶系对雨水的缓冲作用后,雨滴分散后动能和体积均大为减小,对地表的冲击力也大为减小。由于雨滴有一定的质量和加速度,根据动能定理,雨滴下落时会产生一定的能量打击裸露的坡面,使土壤的结构发生分离、破裂并溅起。假设一个质量为m的雨滴从距地面h1的高空降落,在不考虑空气阻力的情况下,若无植物覆盖雨滴到达地表的能量为:
若地表有植被层,且植被层距地表为h2,当雨滴落到植物上时其能量被植物茎叶的缓冲作用所消耗,假设雨滴再次被分散为n个质量近似相等的若干小雨滴,此时每个小雨滴到达地表时的动能为:
对于草本植物的覆盖层可以近似的认为h2=0,此时雨滴到达地表时的动能E2=0,从而认为植被茎叶基本上消除了雨滴的溅蚀作用,起到有效地防止坡面冲刷的作用。
2)抑制地表径流作用。坡面土体被冲蚀的主要动力来自于地表集中径流。冲蚀的强弱取决于径流流速的大小和径流具有的能量。草本植物呈丛状生长,能够有效的分散和减弱径流对土体的影响,通过阻截径流和改变径流的形态,使径流在草丛间迂回流动。设径流流程为L,流速为V,则径流历时为T可得:
径流在草丛间的迂回流动增大了流程(L+L1),由于径流被分散和阻截,又减慢了流速(V+V1)。由此可知坡面覆盖草本植物可以有效减缓径流流速、分散流量、增加雨水的下渗,枯枝落叶层的存在加大了坡表面的粗糙度,也有阻挡、分散水流的作用。
3)茎叶的蒸腾作用。植物通过光合作用与蒸腾作用,可以吸收一部分水分。植物根系通过吸取土壤中的水分,可使得土壤中的水分减少,孔隙水压力降低甚至变为负值。孔隙水压力降低的同时可增强土体的抗剪强度,对保持边坡的稳定性较为有利,此外,植物的根系还具有向水源丰富的部位生长的特性。
3 结语
从植物根系的力学效应和植被的水文效应两方面分析了植被在生态护坡中的加固作用,坡面植物虽然具有同锚杆等相类似的功能,但不应该简单地把其力学增强效果同锚杆等的加固效果相类比。因为植物是活的生命体,它与自身生活的环境相互作用、相互影响,形成一个开放的系统,具有自我发展、自我适应的特性。植物根系对边坡加固能力明显,生态护坡将是今后边坡防护的重点
参考文献
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