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公路工程路基边坡失稳现状和措施

2020-04-20 09:52 来源:公路工程论文 人参与在线咨询

摘要:结合工程实例,对公路工程路基边坡失稳现状进行与处理措施研究,首先阐述公路路基边坡失稳稳定性的影响因素,其次在分析路基边坡失稳影响因素的基础上,对公路路基边坡失稳的防治措施要点进行讨论,目的在于提高路基边坡强度,提升整体工程稳定性。

关键词:公路工程;路基边坡;边坡失稳;处理

0引言

公路施工中,如果路基边坡的稳定性不能满足使用的需要,就会出现滑坡、崩塌、错落、断裂等危害,从而造成公路项目无法达到规定的要求,交通无法正常的运行。因此,在公路项目实施过程中,路基边坡稳定性的控制是主要的工作,必须全面了解各项关键性参数,制定出科学、可行的路基边坡治理方案。基于此,对于某些地势条件较差的区域进行高速公路建设而导致路基边坡稳定性较差的原因较多,如果任何一个因素没有考虑全面,都会导致公路质量和车辆行驶安全性无法保证。因此,高速公路项目的设计与施工环节,要深入进行路基边坡结构稳定性分析,采取科学合理的应对措施,以全面提高边坡结构稳定性。

1公路路基边坡失稳的定性影响因素

1.1地质条件

1.1.1岩(土)体的地质性质

岩(土)体力学性能给边坡稳定性影响最为直接,硬度高的岩层失稳以崩塌、结构控制失稳为主,而软弱岩层则以应力控制失稳为主。从实际情况分析,岩(土)体地质性能越高,则其稳定性水平也会越高。

1.1.2地质构造

由于地质构造会影响岩(土)体结构发育程度、规模、连通性以及结构部分产出形态而产生形态给边坡稳定性造成较大的影响,因此在进行岩(土)体结构面稳定性影响因素分析的情况下,要了解其产出形态给边坡产生影响的要素,即结构面与边坡面的组成结构不同,其稳定性也会受到较大的影响,所以需要提高重视程度。

1.2水文条件

通常的“十个边坡九个水”说明了边坡结构部分的稳定性与地下水有着直接的关系。这是因为地下水的持续冲击影响之下,会使得土体下滑力比较大,并且会导致结构抗剪性能比较弱,进而造成结构稳定性下降。故而,在路基边坡失稳处理上,需要从改善水文地质的角度出发,采取有效的方式提升整体公路路基边坡的质量。

1.3新构造运动

新构造运动(地震)极易导致边坡的变形,也会使地质结构发生严重的变化,最终造成边坡失稳,地震的作用之下使边坡下滑力增大、滑动面抗滑力减小而使其结构性能发生变化。

1.4地形地貌

边坡的形态和规模等地质条件直接影响其结构的稳定性,形态与规模性质较差的问题会使得坡顶处的张应力减少,进而使得其存在严重的裂缝问题;坡地剪切应力的存在使得底部位置上存在剪切破坏带,进而导致了其结构稳定性的下降。此外,边坡面与地质结构特性比较差导致失稳病害的出现。

2公路路基边坡失稳的防治措施

2.1植草防护

植物防护的措施就是在边坡的位置上种植草与树木,其根系可以固土防砂,还能够有效缓解地下水给边坡结构产生的冲击力影响,固定效果非常好。植物防护不仅可以达到稳定边坡的效果,还能够美化当地的自然环境,对于生态保护效果是非常明显的,经济性和环保性非常强。

2.2工程防护

工程防护主要是在不适宜植物生长的区域上或者风化严重地区换填施工,组合成为整体的工程结构,提高稳定性。

2.3干砌片石

干砌片石可以应用到边坡中,有效预防自然降水与地面径流所产生的冲刷影响,从而可以起到保护边坡结构的效果。

2.4浆砌片石

在公路路基边坡治理上,可以采用浆砌片石的方式进行处理。浆砌片石砌筑需要在路基内侧开展,砌筑时需要控制整体砌筑层面的倾斜度。要按照三角形的方式进行护坡。通过浆砌片石砌筑方式的应用,能够将积水排出路基水渠,大幅提升路基边坡的抗冲刷能力。

3实例分析

3.1工程概况

某高速公路项目中,路基要经过两个山坡坡脚,其中间位置上存在一个U型山沟,坡度比较陡。山坡表层位置上直接露出在自然环境中,岩石内部包含有一定成分的硬塑黏土,局部区域还存在松软种植土;下层是泥质灰岩材料,硬度比较高,其结构是比较完整的。在U形沟底部处存在一涵洞,该位置地势比较缓和,表层有着一定量的黏土材料,植被分布茂盛,种植土质非常好。沿线的区域中有着大量的地下水,主要是以松散孔隙水为主,同时也有基岩裂隙水。从气候条件角度出发,为亚热带气候条件,降雨量丰富。从当前地质条件情况分析可以发现,本次项目应用的是半填半挖的路基施工方式。

3.2路基边坡失稳分析及防治方案

在该项目施工之前,对整体工程的地质情况进行全面勘察。通过勘察发现该工程的自然边坡岩石性能属于稳定状态,且坡度较大,对整体工程的质量产生的影响很大。故而,在结合现有资料与以往工程施工经验,对该坡体进行分析,通过了解发现该坡体的自然边坡强度难以满足整体工程需求。它的力学性能差、安全性不高,所以,决定对坡体进行加固处理。通过对该公路路段情况分析后,项目部会议决定治理边坡路基的方式决定采用减缓边坡坡度的方式来提高其结构的稳定性,经过分析之后可以确定如下两个具体方案:(1)直接削坡填方法。(2)挖台阶法。前者简单、便捷,但经济价值较低,要扩大坡脚的面积,同时还要大量填土。对比分析发现,考虑到该地段的地形条件,应用挖台阶法具备更高的经济效益。

3.3具体施工

挖台阶法的主要作用是利用挖填的方式以平衡坡体结构,使得稳定性满足使用的需要,主要技术就是在开挖台阶之后的各个坡面结构稳定性合格,即坡面防护与坡体加固的联合方式。该防治加固施工环节,需要尽量减少顶部重量,而适当增大底部重量,从而可以尽量提高坡脚的稳定性,还应进行优质土方的回填施工,同时需要布置排水垫层结构。具体施工方式如图1所示。坡体加固工艺流程:清理斜坡杂质→沿斜坡纵向开挖台阶→压实施工→边坡码砌→填料→找平、压实→下层施工。根据技术标准,台阶位置制作成2%~4%的反向横坡,且高和宽均≥2m。坡体防护结束后,要进行坡面防护施工,可以通过喷锚、浆砌片等方式制作成为永久性护坡结构,也可以按照工程具体情况采取植物防护的方式,生态效益明显,还能够预防水土流失而导致边坡失稳的情况存在,保证工程的质量和安全性达标。

3.4采空区路基处理

(1)开挖回填:施工之初,需要对路基上方的边坡进行处理,具体的操作方案为开挖回填方案。(2)充填:通过采空区的填充可以切实将地表沉陷破坏范围缩小。故而,在具体操作上,需要采用水砂进行填充,以提升整体路基的稳定性。且针对采深不大的区域时,则可以使用覆岩离层充填,通过采动覆岩破坏区稳定性提升,减少路基地表的破坏范围。(3)混凝土碎石技术:针对路基下陷区规模不大的位置,在处理时可以采用土石混凝土配合的方式进行处理。该技术在应用时,需要在路基病害位置将碎石填满,碎石的粒径一般控制在20~30mm之间。当碎石填满后,使用混凝土进行浇筑。在浇筑混凝土环节,一定要做好碎石的搅拌,保证混凝土能够融入碎石与土体之间,对提升路基边坡的稳定性有积极作用。

3.5防治效果及思考

通过使用上述挖台阶法来进行边坡加固施工,可以使得地基稳定性得到提升,安全性满足要求,大幅提升高速公路质量水平,防治效果明显。从本工程的边坡失稳防治的结果来分析,对于边坡较陡的地区中,地基边坡稳定加固环节,要按照设计方案要求,结合不同坡率来放坡施工,可以满足技术标准,经济效果也非常强。同时在边坡的防治加固时注意如下几点:(1)边坡整体高度数据的确定要考虑到工程的地质条件,也应分析岩土变化情况,选择最佳的坡度值;(2)为了能够确保填土与原斜坡坡面能够紧密贴合,需要在分层填筑前,要将原坡面削成一定内倾斜坡度台阶,为后续填土压实提供良好条件;(3)边坡的设计中,应根据实际情况对水系进行因势利导,考虑到地形条件合理地布置排水系统,可以设置截水沟、盲沟等结构,对于地下水的拦截起到更好的作用,从而可以防止地表水与地下水的影响使得边坡失稳,给工程的质量造成不利影响。

4结语

综上所述,公路项目施工环节,要深入现场了解地质条件,掌握边坡稳定性并开展失稳性能的研究,从而可以按照工程的实际需要来确定最佳的工程实施方案,以切实提升边坡结构的稳定性,保证其结构性能达到规定要求,最终可以保证公路项目满足使用的需要,为我国公路事业的发展起到积极的推动作用。

参考文献:

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作者:张伟 单位:张家口路桥建设集团有限公司

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