高邊坡路塹的加固與防護
2015-04-01
高速公路是國家經濟建設和國防建設不可缺少的重要基礎設施隨著公路等級的不斷提高。邊坡防護也越來越受到大家的重視。由于高速公路路基較寬、挖填較大，特別是山區(qū)高速公路，高填深挖較多，加之我國公路邊坡防護研究起步較晚，很多問題有待進一步研究和探索。
1.工程概況
該工程是高速公路網布局“三縱四橫”中的“三縱”的一部分，該公路的全長600公里，設計的行車速度為40km/h，該工程的路基為20米寬，最大的縱坡為4%，雙向四車道。
2.邊坡防護與加固類型
邊坡防護類型分生物防護和圬工防護。
生物防護：有植被混凝土、種草、鋪草皮、植樹等。圬工防護：分片(塊)石護坡和護面墻、菱形網格護坡、六角空心磚護坡、窗孔肋式護坡、噴射砼護坡。
加固類型：護腳墻、抗滑墻、抗滑樁、預應力錨索、壓漿錨柱(固結)、排水固結。
3.高邊坡路塹存在的問題
該工程的邊坡的材料是破碎巖質，上部是5～8米厚的殘坡積粘性土層，下層是2～4米厚的砂土狀強風化晶屑凝灰熔巖。該工程的邊坡不僅高而且比較陡，受到風化的影響很容易發(fā)生溜踏事故，為了增強邊坡的穩(wěn)定性，采取合適的方法進行加固處理是非常必要的。
4.高邊坡的加固與防護的動態(tài)設計
所謂邊坡的動態(tài)設計就是首先進行測繪，為繪制施工圖搜集必要的一些資料，其次根據實際的工程資料對高邊坡進行預設計，再根據施工現(xiàn)場揭露坡體地層實際情況、其他的一些條件和施工過程中各個階段的坡體的變形的情況等信息，對高邊坡做一些必要的調整、及時的完善與補充，來確保高邊坡的穩(wěn)固安全、合理經濟。
4.1高邊坡版的防護加固工程設計原則
對干路塹邊坡防護加固工程設計的一般性原則，主要是基于抑制路塹邊坡各種變形和破壞的可能性設計防護加固工程措施，包括坡面變形防護、淺表層變形防護、塊體變形防護、深部變形防護、坡腳應力集中防護和地表地下水的引排處理等設計原則。
4.1.1坡面變形防護
中微風化巖體：掛網噴漿防護，坡率0.25～0.5，或變截面護墻防護。強中風化巖體：護面墻防護，坡率0.5～0.75，或巖面植草防護。全～強風化層：加厚拱型骨架防護，坡率0.75～1.0，或三維網植草防護。坡殘積層：拱型骨架防護、槳砌片石防護，坡率1.0～1.25，或噴播植草防護。松散土層：網格骨架、漿砌片石、植草防護，坡率1.25～0.75。
4.1.2淺表層變形防護
下伏中微風化巖：系統(tǒng)錨桿防護上覆土層及強風化巖：錨桿框架防護。
4.1.3塊體變形防護
以預應力錨桿框架及十字面板等墩墊防護為主。
4.1.4深部變形防護
以預應力錨桿框架及十字面板等墩墊防護為主。
4.1.5坡腳應力集中防護
以坡腳設樁、墻等支檔結構防護為主，或加厚護面墻工程措施。
4.1.6地表地下水引排處理
對于坡體地下水引排，以仰斜平孔排水引排為主，結合墻背盲溝及結構泄水孔處理，有時還用邊坡滲溝、支撐盲溝及重點部位引排等坡體地下水引排工程措施。對地表水引排，一般在路塹邊坡塹頂均設有截排水天溝，坡面結合檢查梯設急流槽，以及平臺側溝、路塹邊溝等組成綜合地表排水系統(tǒng)。
4.2防護加固工程設計方法
高邊坡防護加固工程是依據路塹邊坡穩(wěn)定程度與等級標準設計，共經優(yōu)化比選確定，本路段路塹高邊坡是按照“一級邊坡工程”進行動態(tài)設計，總體防護加固工程設計方法如下：對于穩(wěn)定的邊坡，即邊坡穩(wěn)定系數(shù)大干1.2，一般無需增設額外支擋加固工程，即可維持坡體的總體穩(wěn)定，必要時局部調整坡率設計或防護工程措施。對于不穩(wěn)定的邊坡，即邊坡穩(wěn)定系數(shù)小于1.0，必須增加支擋加固工程，或放緩邊坡坡率，以及采用刷坡放緩與支擋加固相結合處理，從而維持坡體穩(wěn)定，確保邊坡穩(wěn)定系數(shù)達到1.2以上。對于欠穩(wěn)定的邊坡，即邊坡穩(wěn)定系數(shù)介干1.0至1.2之間，若不增設支擋加固工程，可以保持暫時穩(wěn)定，但在考慮各種不利因素的作用下，將有邊坡失穩(wěn)的可能，建議增補一定的支擋加固工程，或經刷坡放級處理，使邊坡穩(wěn)定系數(shù)提高到1.2以上。
5.高邊坡版的防護與加固的措施
5.1坡率設計
設計最高為7級95米，各級邊坡設計坡率及防護加固工程措施為：第一級1：0.5，護面墻；第二級1：0.5，護面墻。第三級1：0.75，孔窗式護面墻；第四級，錨桿十字面板，板間鍍鋅網砂袋植草防護。第五級，錨桿十字面板，板間鍍鋅網砂袋植草防護；第六，1：1.0，三維植草。第七級，1：1.0，三維植草；兩側坡率據其坡高及地形地質條件當調整。
5.2加固工程
在邊坡第一級超挖部分設置頂寬lm的加厚護面墻，在邊坡第四級與第五級設置預應力錨桿十字面板加固，十字面板2.3m×2.5m，水平間距4m，垂直間距4m，呈梅花形布置，設1孔錨桿。其中，第四級十字面板，錨桿長16m，錨固段長度均為3m，設計拉力為250KN。第五級十字面板L排錨桿長18m，下排錨桿長16m，錨固段長度均為5m，設計拉力為520KN。十字面板間錨桿鍍鋅網砂袋植草防護。
5.3防護工程
其余坡面視坡率及地質條件分別采用護面墻、錨桿鍍鋅網(砂袋)植草、三維網植草等措施進行防護。
5.4動態(tài)設計調整
原設計坡率不變，各階防護加固措施調整為：第一階由原護面墻調整為頂寬lm的加厚護面墻，第二階調整為錨桿地梁加固，梁間護面墻防護。第三階調整為錨桿地梁加固，梁間孔窗式護面墻防護；第四階錨桿框架加固，框架內鍍鋅網砂袋植草防護；第五階調整為錨桿框架加固(中部急流槽設2根錨桿地梁)，框架內三維網植草防護，第六、七階同原設計，均為三維網植草防護。
6.施工注意事項
水的侵蝕是造成邊坡變形和滑坡的重要因素，為了使邊坡的結構安全穩(wěn)固，對邊坡施工的時期最好避開雨季。高路塹邊坡的防護進行錨固時，施工順序是從上到下一級一級開挖。重點復雜路塹邊坡防護加固工程，由于其地質條件復雜，應結合現(xiàn)場實際開挖揭示地層信息及坡體結構條件進行必要的調整與完善，即進行動態(tài)設計和信息化施工，從而達到經濟合理和安全可靠的目的。
7.結語
在對高邊坡加固與防護進行設計與施工的過程中，設計人員一定要按照要求合理的進行設計，管理人員一定要提升管理意識，做好協(xié)調與統(tǒng)籌，對于施工中遇到問題需要及時給以妥善處理。技術人員一定要熟悉施工工藝流程，對關鍵環(huán)節(jié)和重要工序加強施工的過程控制，保證工程質量。
