公路工程高边坡常见防治措施总结,超全面!
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公路工程高边坡常见防治措施总结,超全面!
边坡是指线路近旁的天然斜坡或经过施工开挖形成的路堑斜坡、填筑形成的方坡等等。高
边坡灾害是我们道路工程中危害较大的一个地方,所以今天小编特意过来和大家分享分享
高边坡的防治技术都有哪些。
一、边坡的变形特征
1、公路边坡是将地质体的一部分改造成人为工程设施,因此其稳定性取决于自然山坡的
稳定状况(稳定、不稳定、极限平衡)、地质条件(地层岩性、地质构造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等)和人为改造的程度(开挖深度、坡形、坡率等)。
2、人工边坡是对自然坡体的改造,改变了自然坡体的应力状态和地下水的渗流条件,而
且是在短短几个月内改造完成的。自然坡体的应力调整有一个过程,强度低的软弱岩层调
整较快,常在施工期就发生变形;强度高的坚硬岩层调整较慢,或可自身稳定,或在1~
3年后发生变形。只有当人工边坡对其改变不大时,才可保持稳定,否则就会发生失稳,
甚至引起自然坡体的破坏。
3、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营力的作用之下,如阳光照射、降雨冲刷和下渗、风化和地震等。但人工边坡所造成的自然状态的改变使这种作用更强烈,如开挖暴露风化
加剧、破坏植被地表水容易下渗、坡体松弛、爆破震动等都使边坡更容易发生变形。
4、自然条件千差万别,所以边坡设计也变得十分复杂,每个高边坡工点都需单独分析和
计算,这也是目前高边坡设计尚无规范可循的原因。
二、高边坡形成的原因分析
(一)主观原因:
1、公路选线时对地质工作重视不够,没有将“地质选线”落实到实处,对已经存在的古老
滑坡和潜在滑坡认识不足,将线路布设在这些地段,甚至大填、大挖,造成老滑坡复活或
新生滑坡。
2、对高边坡的危害认识不够,强调节约工程投资,本来可以内移作隧道或外移作桥或半
路半桥的,为节省投资而造成大挖方,结果造成高边坡变形破坏,有时其治理费用比桥、
隧还多。
(二)客观方面:
1.山区公路(特别是高等级公路)对线形和道路走向有特定的要求,也不可能一味强求优
良的工程地质条件,而回避不良地质、高边坡等岩土工程问题,因此就不可避免的在近于
极限平衡的天然山坡上或其内开拓修建。
2、自然陡边坡本应该作工点针对性勘察设计的,因工作量大、工期紧、勘察基础资料不足,设计依据不充分,因坡形坡率设计不符合场地岩土条件,或排水与加固工程不完善,
不足以保证稳定,造成挖方坡口不断向山体移动,形成高边坡。
3、不科学的施工方法也是造成边坡失稳变形的重要原因,如雨季大开挖,而不及防护造
成大量雨水渗入坡体,软化坡体岩土;大爆破施工破坏岩体完整性;开挖后长期暴露而不
防护和加固,甚至一挖到底不加固等。
三、高边坡的勘察设计
(一)基础资料收集:
防治方案的选择建立在详实的基础资料之上。必须对该段高边坡进行详细勘察。
查明该路段的地层、岩性、产状、风化程度、强度特征,不同地层在边坡上的分布位置,
有无软弱夹层或接触面,其产状与边坡开挖面的关系等;山坡和边坡上地下水出露位置、
高程、流量变化;并取代表性岩土进行试验,为稳定分析计算提供必要的参数。
(二)稳定性分析:
由于高边坡或滑坡地质复杂性,计算的边界条件(范围)和破坏面岩土参数难以准确判定、试验和选取,使计算结果的可信度大大降低。一般认为应以工程地质分析对比法为基础辅
以力学计算两者结合较为合理,前者为后者提供变形类型、范围和边界条件,后者则可得
出稳定系数和作用力大小,为设计提供依据。
1、工程地质分析对比法从以下几方面分析对比:
a、从自然极限稳定坡的坡形、坡率、坡高,与人工边坡的平均坡率和坡高对比中评价其
稳定性;
b、从自然山坡已发生的变形类型和规模,推断人工边坡可能发生的变形类型和规模;
c、从坡体结构分析人工边坡可能发生的变形类型及产生的部位(整体或局部);
d、从作用因素及其变化幅度分析,主要是开挖引起坡体松弛、地表水下渗、岩土(特别
是软弱带)强度降低,分析可能发生的变形类型及规模;
e、从已发生的变形分析其发生机制并反演出破坏时的岩土强度参数。
2、力学计算方法:
力学计算法有多种,只有选择与破坏类型及模式相一致的计算方法才能得出正确的结果。
除顺层边坡外,可用有限元计算开挖后边坡的应力场和位移场来确定。
对土质边坡和类土质边坡可用传统的圆弧形破坏面进行计算,但沿土石层界面滑动者不一
定是圆弧。
岩质边坡,即使是强风化岩体,其破坏也要沿不利结构面组合,因此多为折线形,用推力
传递法比较符合实际。
选用的计算参数C、Φ值应根据地质情况不同而分段选取。
(三)高边坡的设计:
1、高边坡的设计特点:
a、高边坡设计以翔实的地质资料为基础。
b、高边坡设计是预测性设计。
c、高边坡设计是风险性设计。
d、高边坡设计应是动态设计。
e、高边坡设计对施工工艺提出严格要求。
2、高边坡设计的原则:
a、由于坡脚应力和地下水集中,加固工程应贯彻“固脚强腰”的原则,“固脚”即加强坡脚1、2或3级边坡的支撑力,“强腰”则是防止高边坡的局部失稳。既要保整体稳定,也要保局
部稳定。
b、高边坡设计应有完善的地表和地下排水系统,减少水对边坡稳定的影响。
c、高边坡设计应充分考虑环境保护,美化环境。
4、高边坡的常见处治方案
(一)坡面防护:
坡面防护应在稳定的边坡上设置,通过坡面防护的设置可以达到减少或阻止水流冲刷和下渗、减少水土流失、减缓或防治坡体风化、稳固浅层坡面土体的目的。
A、植物防护:植被防护、三维植被网防护、湿发喷播、客土喷播等;
B、骨架植物防护:拱形、人字形、菱形等圬工骨架+植草防护等;
C、圬工防护:喷护、挂网喷护、圬工全防护、护面墙等;
D、主、被动防护网:防治坡面岩石崩塌、滚落等危害。