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山区高速公路路基边坡防护设计

新闻时间:2018-06-05 文章来源: 文章作者:ztcjjt
        在设计山区高速公路路基边坡防护时,需全方面的思量山区的地势、地形特点,重点实施路基边坡防护设计,改善高速公路施工的质量水平。本文首先阐述了影响边坡稳定的因素,紧接着对路基边坡损坏的形式与特征展开介绍,然后依次介绍了山区高速公路建设中常见的滑坡机理、山区高速公路路基边坡防护形式,最后列举实例分析路基边坡防护设计的要点,仅供参考。
  关键词:路基;高速公路;边坡防护;设计
  我国幅员辽阔,每个区域的地质条件有着显著差异,地形也会有所不同,这是造成高速公路的路基边坡具有复杂性、多样性特征的主因。在进行公路施工时,填方与挖方是公路建设的两大要点,但在进行挖填土方时常常会出现许多裸露边坡。当边坡稳定性不良时,边坡病害问题就会出现。更有甚者,会引发泥石流、滑坡等状况,使人们的生命、财产安全受到影响。因此,近些年来,社会各界愈来愈关注公路路基边坡的防护设计。
  1 影响边坡稳定的因素介绍
  1.1 坡长
  边坡的稳定性会由于坡长因素而受到影响。相关研究结果显示,在降雨条件一样的前提下,净流量会由于坡长的增多而增多。在坡长较长的情况下,上坡侵蚀的泥沙量会随之变多,其耗费的能量较大。因此,径流的流速会变少,不充分的话会由于流速少,水、泥沙对边坡的压力会变大,入渗量会随之增多。
  1.2 土壤硬度
  土壤硬度是反映土壤条件的核心窗口,它能全面展现出土壤内有机物的含量、土壤硬度、土壤结构、土壤孔隙度、土壤水分、颗粒度等指标。而上述因素均会对边坡的稳定性产生影响。
  1.3 坡度
  从某种意义上讲,坡度会对径流的冲刷能力产生决定性影响,径流冲刷能力也会对边坡的稳定性产生影响。在径流冲刷能力强、自然灾害出现的情况下,边坡的破坏程度会随之提高。在一定范畴中,一旦边坡坡度增加,径流的冲刷能力会增强,侵蚀量增多。一旦超出一定范畴,侵蚀量会由于坡度的增多反向减少。
  2 路基边坡损坏的形式与特征
  2.1 滑坡
  滑坡指的是由于自身重力的作用路基边坡的部分岩体顺着一定软弱面下移,其大致可分成滑动破坏、蠕动变形、渐趋稳定三个发展阶段。岩土较陡的结构面出现整体下落的情况可称作错落,而边坡内的岩体不发展成连续的滑动面,伴随边坡方向进行塑性变性的情况叫做倾倒。
  2.2 崩塌
  岩体脱开母体,瞬间由较陡峭的边坡上崩落,顺着边坡持续跳跃、翻滚,滚至坡地,此状况叫做崩塌。
  2.3 剥落
  边坡的表面岩土在外界环境中长时间的暴露,由于风化作用以及自身重力、冲刷等因素的影响,岩体持续自边坡上脱离,顺着边坡往下翻滚,在边坡底层堆砌,此状况叫做剥落。
  3 工程的基本情况
  某山区高速公路的总长度是91km,路基宽度是24m,此高速公路的建成与投用,既能有效带动附近区域的社会经济发展,又能促进沿线地区的沟通与往来。在设计此高速公路路基时,因地貌、地形因素的影响,需高填深挖的路段相当多,施工难,其设计的重难点就在于路堑边坡防护设计。所以,在下文中将重点研究此山区高速公路路基边坡防护设计,并给出了具体的路基边坡防护设计方案。
  4 路基边坡防护设计
  (1)路堑挡土墙与桩板墙设计
  在此山区高速公路路基中存在分离式路基,路堑边坡有大概100m长,地形边坡角大约是40度。
此边坡地质是中风化砂质页岩、强风化砂质页岩及微风化砂质页岩构成的,边坡和岩层之间的角度较大,边坡稳定性强。然而,此路堑边坡浅部位置是强风化裂隙发育,岩质不硬,所以在着手开展边坡开挖施工工作的过程中,因地下水的影响其结构强度变差。倘若坡体浅部岩石沿陡倾角形成缝隙,那么或许会引发边坡坍塌。在设计坡比的时候,第1级与第2级的坡比设计成1:0.75,第3、第4、第5级的坡比设计成1:1。在全方位的检查高速公路路基横断面之后可知,原有山体存在巨大扰动,应合理的扩大边坡防护面积。所以,要采取工程防护设计方式,确保边坡稳定性满足要求。针对第1级,应使用8m路堑挡土墙防护设计方式,而针对其他边坡,则应使用钢筋混凝土方格骨架锚杆护坡设计形式,以防止在施工时有损原有边坡。
  (2)预应力锚索护坡设计
  在进行山区高速公路路基边坡防护设计时,部分施工地段的岩体较为松散,有些较破碎,承载能力较差。为改善路堑边坡防护效果,可考虑采取预应力锚索边坡防护设计方式。但必须强调的是,对非顺层坡路段设置锚索的时候,应确保其和坡面垂直,而在进行顺层坡地段边坡防护设计的过程中,要结合岩层倾角确定坡面和锚索之间的夹角。在设计此高速公路预应力锚索护坡时,混凝土保护层有3.5cm厚,立柱断面尺寸是80cm×60cm,在施工时需在立柱间使用厚层基材喷射植被护坡防护设计形式。
  (3)抗滑桩设计
  在山区高速公路路基防护设计过程中,经常要进行抗滑桩设计。抗滑桩设计的工作原理是:在滑床处进行桩体锚固设置,采取受力段桩前土力,使抗滑坡体向下滑落时放缓,以实现边坡防护的效果,再在路基防护中加以运用,从而起到治理滑坡地质的作用。在滑面以下的抗滑桩属于锚固段,超过滑面的位置属于实际受力段,其发挥着承载滑坡推力的作用。基于锚固段地层反力的影响。唯有锚固段地层强度与桩身强度可担负滑坡下滑力,才能发挥出良好的边坡防护作用。抗滑桩边坡防护设计方案具有施工迅速、简单、桩位设置灵活程度高、节省施工材料、开挖施工量较少等优势,然而其需消耗很高的施工成本。
  (4)植被防护设计
  植被防护又有生态防护之称,其大致涵盖了喷混植草、客土喷播、三维网植草这三种具有代表性的防护技术。在这当中,客土喷播技术引进于日本,它是一种融汇了植物性、生态学、土壤学等诸多学科知识的防护技术,需依照当地环境地质条件,在考虑到当地情况的植物生长状况与环境等选择恰当的种子,确立喷播的厚度,采取挂网喷附的策略将配置完毕的种植种在基质上,紧接着在坡面上覆盖好。如此,既能实现边坡防护,又能改善环境。而喷混植草技术的使用程序是:先将锚杆设置于坡面上,然后编制铁网,在保证坡面稳定性的前提下,均匀的在边坡表层喷洒谷壳、黏土、种子等,以建立起草木结合、有一定强度、混合的绿化保护带。在高速公路路基边坡防护中,三维网植草有着相当广泛的运用,其是通过在边坡上固定多层聚合物网,紧接着将抗涝、抗旱、根系发的植物种植在聚合物网上,从而有效降低坍塌、滑坡等问题的发生概率。
  (5)SNS柔性网防护系统设计
  此山区高速公路路基边坡防护设计过程中,部分路堑边坡有200m长,地势复杂,边坡角大概是55°。此路堑边坡山体的主要成分是灰岩,路线走向和岩层走向之间的夹角尽管比较小,但因为岩石完备性好,岩质较硬,所以边坡较为稳定。高速公路隧道进口和此边坡路段之间的间隔较小,在施工时会有许多隧道弃渣出现。然而,在附近施工地带,很难发现恰当的弃土场。所以,在开展边坡防护设计工作时,应合理抬高边坡的高度,在结合施工范围内的地质条件的实情之后放陡边坡,从而使土方量大幅减少。在致力于边坡爆破开挖施工时,难免会损坏边坡的稳定性,所以应使用SNS挂网主动防护系统保护此高速公路路堑边坡。
  5 结语
  总之,在开展该山区高速公路施工工作的过程中,极易由于地形因素而受到影响。所以,要不断的优化高速公路路基设计,充分思量地形、地质、水文等因素进行路基防护设计,有效确保路基边坡防护设计的合理程度。

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