李 舜
(貴州有色地質(zhì)工程勘察公司,貴州 貴陽 550002)
隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展,公路工程數(shù)量不斷增多,我國公路交通運輸網(wǎng)絡(luò)也不斷完善。但由于我國地形條件十分復(fù)雜,不同地區(qū)、不同地段的地形條件都有所差異,因此路基高邊坡也存在復(fù)雜性、多樣性,如果不能很好地處理公路高邊坡問題,就會給公路交通安全帶來很大的威脅。所以,做好公路路基高邊坡防護工作十分必要。為了能夠提升公路路基在施工、應(yīng)用中的穩(wěn)定性,要采取科學(xué)的防護方式,加強對各種高邊坡防護技術(shù)的研究,保證高邊坡防護方案設(shè)計的合理性,提高公路工程的整體效益。
公路路基高邊坡問題容易產(chǎn)生沖溝情況,其原因主要包括路基邊坡壓實度不足、強度不足。除此以外,邊坡土質(zhì)較為松散、防護工作不到位、沒有科學(xué)設(shè)置水槽等也會降低路基高邊坡強度,造成邊坡沖溝現(xiàn)象[1]。
邊坡塌方也是十分常見的問題之一。其主要是因為邊坡整體強度不足,長期受到雨水侵蝕影響,在高強度水流沖擊當(dāng)中,造成邊坡塌陷、剝落等問題,長時間累積會直接損害路基。
邊坡長期受到雨水影響或風(fēng)化影響,對高邊坡造成侵蝕,出現(xiàn)邊坡整體軟弱。再加上邊坡角度不合理、強度不足、勾縫設(shè)置不嚴(yán)等,且受到諸多自然因素影響,造成邊坡防護滑落,導(dǎo)致公路路基遭受損壞。
為了保證高邊坡的長期穩(wěn)定性,通常要設(shè)置高邊坡急流槽,以確定急流槽尺寸。如果急流槽尺寸較小,就無法有效疏通流水,水流在急流槽四周沖刷,長此以往將導(dǎo)致急流槽懸空。如果遇到暴雨天氣,甚至還會出現(xiàn)濺水情況,嚴(yán)重影響高邊坡的穩(wěn)定性。
坡長是指邊坡縱向長度。公路路基高邊坡的坡長會直接影響路基邊坡穩(wěn)定性,在路基邊坡施工中,受到雨水影響,會導(dǎo)致邊坡侵蝕。邊坡長度越長,雨水帶來的徑流量越大,上坡侵蝕產(chǎn)生的泥沙量也會更多,從而降低水流流速,造成很多部位存在積水現(xiàn)象,滲透量增加、徑流量減小。所以,高邊坡的坡度較長情況下更應(yīng)該做好高邊坡防護工作。
邊坡與地基表面之間的角度也決定了邊坡的穩(wěn)定性。通常邊坡坡度與徑流沖刷能力成正比,也就是坡度越大、徑流沖刷越強。如果坡度較大,降水時的沖刷能力越大,就很容易破壞邊坡,影響邊坡穩(wěn)定性。當(dāng)然,邊坡也不是越小越好,邊坡的坡度較為平緩會增加雨水滲透,增加邊坡含水率,降低邊坡整體強度。
土質(zhì)硬度是土壤重要的物理性狀,影響土質(zhì)硬度的因素包括土壤顆粒度、孔隙率、結(jié)構(gòu)、含水量等,如果土質(zhì)硬度不足,則會直接影響邊坡強度。因此,需要全面分析土質(zhì)硬度情況,采取有效措施保證土質(zhì)硬度,更好的保護公路路基。
高邊坡防護設(shè)計中,必須做好全局規(guī)劃工作,就地選擇建設(shè)材料,保證邊坡防護內(nèi)容完善性,使設(shè)計方案可以順利展開。在高邊坡防護導(dǎo)設(shè)計中,要加強每個施工方案的聯(lián)系,所有程序要在統(tǒng)一框架下展開[2]。設(shè)計開展前,需要對公路工程環(huán)境做好調(diào)查,結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)氣候條件,采取綜合性防護措施,確保公路施工與運行安全。防護設(shè)計內(nèi)容要盡可能完善,這樣有助于減少后期養(yǎng)護工作量,節(jié)省整個工程的預(yù)算。公路路基高邊坡穩(wěn)定性分為多個等級,其主要表現(xiàn)在下以四個方面。
(1)穩(wěn)定。沒有或者地下水非常少,邊坡整體、局部穩(wěn)定系數(shù)都能夠符合標(biāo)準(zhǔn),穩(wěn)定系數(shù)在1.2以上。
(2)基本穩(wěn)定。地下水很少,邊坡整體、局部較為穩(wěn)定,但坡面偶爾出現(xiàn)落實,穩(wěn)定系數(shù)為1.1~1.2。
(3)欠穩(wěn)定。邊坡整體較為穩(wěn)定,但部分坡比要大于巖土穩(wěn)定角,或者由于地下水較為豐富,影響了巖土強度,穩(wěn)定系數(shù)為1.0~1.1。
(4)不穩(wěn)定。邊坡坡形、坡度、坡長參數(shù)條件不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),或者是在原有滑體上開挖,造成原有滑坡復(fù)活,容易造成地質(zhì)災(zāi)害,穩(wěn)定系數(shù)小于1.0。
路基邊坡防護設(shè)計切忌紙上談兵,在防護方案設(shè)計前做好勘察工作十分關(guān)鍵,不僅要結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)水文條件,科學(xué)選擇防護材料,還要重點考慮路面排水功能。在實際工作中,難免會遇到地表不牢固部位,特別是在惡劣天氣下,如大暴雨就會讓雨水和地表雜物混合,嚴(yán)重時會產(chǎn)生泥石流。所以,對于這種隱患問題必須做具有針對性的防護設(shè)計,并結(jié)合地質(zhì)情況差異決定是采取全方位防護還是局部防護等[3]。
為了維持公路路基原有形態(tài),可以通過增加支擋設(shè)施保護路基。在選擇支擋物過程中,主要有擋土墻、石垛等。其中,應(yīng)用最為廣泛的是擋土墻。雖然石垛支擋方法也能夠滿足防護要求,但美觀性相對較差。擋土墻設(shè)計中,不僅要盡可能減少設(shè)施體積,還要注意與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。
(1)砌體工藝要求。在基礎(chǔ)砌筑當(dāng)中,擋土墻應(yīng)盡可能選擇較大的石材,如果排水溝和基礎(chǔ)相連,則要在溝底部進行基礎(chǔ)設(shè)計。砌筑過程中要保證材料之間的緊密性,加強墊層、鋪砌層連接緊密性,一邊鋪設(shè)、一邊砌筑。
(2)砌筑設(shè)計方案。如果是砌筑拱式護坡,要先清除邊坡松動巖石,之后再清理巖面,在邊坡凹陷部位深挖形成臺階,不可在補砌時回填土石。設(shè)計中要將坡面和墻背緊緊貼合,砌體部位要有緊密的咬口來增加接觸面積,咬口和貼合面不能出現(xiàn)任何的浮塞情況。拱式護坡作為一種填方護坡,砌筑時要由上到下層層砌筑,直到砌筑到頂部為止。在砂漿配比中,要用磅秤稱量各類材料質(zhì)量,保證配比精度,且砂漿要邊攪拌邊使用[4]。砌體工程施工主要是采用擠漿方法,這樣可以保證砌筑的緊密度、飽和度。底層砌漿要將石質(zhì)路基表面清洗干凈,之后再進行坐漿砌筑。如果路基為土質(zhì)層底,要先清理松土,之后再下漿砌筑。
植被防護主要是借助其土壤涵養(yǎng)性特點,所以可在路基高邊坡處種植一些植被,實現(xiàn)公路建設(shè)與生態(tài)建設(shè)的融合。如今我國很多公路高邊坡工程都采用了植被防護法,并且使用效果也較為理想。受到大暴雨影響,高邊坡疏松土壤會順著徑流排出,給公路帶來了巨大隱患,同時邊坡的水土流失量也非常多。因此,在植被選擇中,要確保植被可以適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境,且具有非常發(fā)達(dá)的根系,這樣才能夠起到固土作用,從而給公路周邊增添美麗的風(fēng)景。
除了種植樹木,還可以鋪設(shè)草皮。要根據(jù)邊坡實際情況確定草皮面積、種植數(shù)量,草皮高度不低于10cm[5]。在設(shè)計中還要考慮草皮的美觀性。當(dāng)然,種草防護和草皮防護是兩個概念,對于路基高邊坡侵蝕不嚴(yán)重的工程,可以直接在坡面上撒草種,這樣草皮就可以自然生長;對于侵蝕十分嚴(yán)重的路基邊坡,除了要撒一定量的草籽,還要鋪設(shè)草皮,選擇耐寒、耐寒的品種,且高危邊坡還應(yīng)使用泥漿提高強度。
施工防護建議采用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù),其可以加固邊坡、降低塌方與滑坡風(fēng)險,保證高邊坡的穩(wěn)定性。
(1)錨孔測放。使用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)前,要做好邊坡修理工作,清除廢渣、小石塊等,保證現(xiàn)場清潔度;拆除裸露的鋼筋,對存在隱患的部位加固處理,確保邊坡面可以平穩(wěn)過渡。方案設(shè)計中,要一邊開挖一邊加固,根據(jù)實際情況確定錨孔位置,特殊部位可以適當(dāng)放寬錨孔精度。
(2)鉆孔。做好錨固地層特點分析,確定錨孔孔徑、深度,針對性地選擇鉆孔設(shè)備。如巖石層采用潛孔沖擊成孔、脆性巖石層采用根管鉆孔。為了提升鉆孔質(zhì)量,要搭設(shè)腳手架輔助施工,根據(jù)具體測放孔位置調(diào)整鉆孔設(shè)備,嚴(yán)格控制鉆孔誤差。為了避免鉆孔造成塌方,要提前制定施工方案和應(yīng)急方案。通常鉆孔直徑要大于設(shè)計孔徑,鉆孔深度不得低于標(biāo)準(zhǔn)深度。
(3)錨索安裝與注漿。在安裝錨索前,再一次對孔洞進行清理,在孔內(nèi)放入錨索、注漿管,錨頭部位使用膠帶捆綁,注漿管與孔底保持10cm。漿液制作要按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行,并加入一定量膨脹劑充分?jǐn)嚢?,同時要盡快使用已經(jīng)制備完成的混凝土。注漿要分兩個程序,一是錨固段注漿;二是自由段錨索、孔壁縫隙填充[6]。
(4)預(yù)應(yīng)力錨索張拉。錨索張拉施工要注意安裝錨具、單根處理、分級整體張拉等工作流程。張拉是預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)體系中的重要環(huán)節(jié),會直接影響高邊坡最終的防護質(zhì)量。因此,在張拉過程中需要嚴(yán)格控制張拉直、伸長值,確保相關(guān)數(shù)值處于合理范圍內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)異常情況,要停止張拉并離開張拉現(xiàn)場,確定沒有風(fēng)險之后再采取相關(guān)措施。錨索張拉、鎖定要分級處理,規(guī)范操作標(biāo)準(zhǔn)。在完成張拉工作1d后,還要進行一次補償張拉,完成之后鎖定即可。
綜上所述,路基高邊坡防護是公路施工、運行安全的基礎(chǔ),相關(guān)人員需要了解高邊坡可能出現(xiàn)的危害與影響因素,確定高邊坡防護要求,采取多個設(shè)計方案加強高邊坡防護。其中,文章提出了支擋方案、植被種植方案、錨索方案,要結(jié)合高邊坡實際情況和防護標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)選擇,同時考慮設(shè)計方案的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益,確保高邊坡防護工程可以順利完工。