试论高速公路路基边坡的滑塌防护设计

试论高速公路路基边坡的滑塌防护设计

王仁浩

黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司

摘要:高速公路路基边坡地质特征使其在工程施工的过程中土体会受到较大的扰动,此种情况会致使路基边坡土体应力结构受到影响及破坏,进而出现边坡滑塌的现象,不利于公路工程安全施工。为此则需要通过适当的防护措施来对路基边坡滑塌问题进行控制,针对公路路基边坡的特征来进行滑塌防护设计,从而提升高速公路路基边坡整体的稳定性。

关键词:高速公路;路基边坡;滑塌;防护设计

在高速公路工程中其施工区域的现场条件多数都具有一定的复杂性,因地质、地形等因素的影响极易使高速公路路基边坡出现滑塌的问题,针对此种情况需要利用防护措施来降低滑坡问题为高速公路施工所带来的影响。同时对于高速公路路基边坡滑滑塌的防护需要通过设计来确认其具体的施工方法,以此来针对边坡滑塌的特征及其影响来采用防护措施,使滑坡防护方案具有可行性。

一、高速公路路基边坡的滑塌类型与形成原因分析

1.路基边坡滑塌类型

路基边坡的滑塌类型多样,根据形成机理可以分为滑动型、落石型和流动型。滑动型就是岩层在外力作用下沿着软弱层发生顺层滑动,或者爆破导致的岩层沿着节理和裂隙发育的面形成整体滑动所致,对于土质边坡则可能是外力作用下沿着岩土滑动面导致整体滑塌失效。落石型是指较陡的边坡上容易产生落石,可能是大面积的落石坍塌,其形成原因往往是长期的环境作用下边坡岩石裂隙发育,被不同的裂面分割成软弱的短块,在雨水冲刷作用下导致坍塌,这种滑塌类型常见于硬岩下卧软弱岩层。流动型则是砂石、风化岩土、松散沉积土等还未形成整体,在大雨冲刷作用下产生流动,引发整体坍塌所致。

2.路基边坡滑塌形成原因分析

就岩土特性而言,对于土质边坡,砂土容易流沙滑坡而黏性土的黏聚力较大不易破坏;对于岩质边坡,如若岩石自身强度不高,形成不连续,存在破裂等软弱层,则破坏往往是沿着岩石最弱连接界面展开,顺坡向层状岩层容易产生剪切破坏,碎裂散状岩层则易形成滑动破坏。就地质构造而言,是否存在地震和震动、岩土风化状况及出露位置等是关键因素,地震和震动是最大的安全隐患,受地震作用的惯性力作用,边坡的失稳和破坏往往是瞬时的。就地下水而言,地下水直接影响岩土的基本物理特性和力学特性,随着地下水位的变化,岩土的剪切力和法向力在变化,相应的最弱破坏面也在不断变化,如果边坡中某些微裂缝存在,则地下水的存在严重削弱结构抗力,并形成静水压力加速开裂。边坡不合理的堆载会诱发边坡的失稳,当边坡上的堆载荷载处于滑动面以内时,其作用就是增加滑动外界力,引发滑动失效。道路在运营中长时间受到雨水冲刷,如果边坡雨水排泄不合理,雨水的渗入会给边坡带来安全隐患。

二、高速公路路基边坡的滑塌防护设计原则分析

1.经济性原则

针对高速公路路基边坡的特征来看其在施工中存有着许多的不稳定因素,因此需要对边坡滑塌问题的形成因素进行深入分析,确认其所带来的危害及影响程度,以此作为依据来制定相应的防护设计方案。在保证边坡滑塌防护效果的基础上来选用具备经济性的防护措施,

在防护方案中充分利用建造区域的材料和措施,并以避免产生边坡滑塌为目的制定设计导向,同时方便施工,减少建造成本。

2.科学性原则

在高速公路路基边坡滑塌防护设计中,必须要确保其方案的制定可以结合实际的地质地形条件,这样才能使防护设计方案具备可行性。通过勘察测量的方式来确认高速公路施工区域的环境特征,以此作为依据来科学的选择材料、工艺和建造工法,不可随意减少必要的防护措施,同时对于防护设计还可以针对现场条件来进行调整,提升边坡滑塌防护中所采用的技术工艺水平,使其防护效果可以得到提高。

3.协同性原则

高速公路路基边坡滑塌问题的形成分为内因及外因两种,因此在进行房屋设计的过程中需要确保其可以对滑坡的内因及外因进行协同处理。引发边坡失稳的内在因素包括:岩土特性差、地质构造复杂、处于断裂带、地下水发达等,需要进行必要的岩土加固、地下水排放等;同时,也需要特别关注外在因素,如堆载、爆破、雨水冲刷等,避免滑动面内的堆载,爆破选择适宜的途径和位置,建造完成后进行边坡表面排水防护等。

三、高速公路路基边坡的滑塌防护设计措施分析

1.表层防护设计

高速公路路基边坡其表层会受到外部荷载的影响,使其结构应力状态产生变化,并且受降水的影响也会使边坡土体因渗水作用而发生性质变化,这些情况会导致边坡表层受到破坏,从而影响路基边坡结构整体的稳定性、安全性。因此,需要通过在破面设置相关设施固定路基边坡,达到稳定性要求。常见的表层防护可以分为植物防护和工程防护两种。

(1)植物防护。在植物防护中会通过覆盖植被的方式来对边坡进行稳定加固,其主要是通过植物根系来改善松散的土地结构,防止水土流失的问题发生。此种防护方法仅适用于土质边坡,在进行防护设计的过程中对于其植物的选择需要以适宜当地且容易存活的植物为主,并且植物防护不仅能够稳定加固边坡,还能吸收车辆尾气,净化和美化环境。

(2)工程防护。对于不容易生长草木的岩石面边坡,则可以采用框架梁、喷浆、护槽等混凝土或者浆砌块石加固方式,在边坡上形成破面固定骨架,以提高边坡的表面粗糙系数,减缓水流,稳定边坡。常用的破面框架加固类型有石拱型、预制块型、六边型等,除了稳定边坡,还具有一定的美化作用。此外,边坡表层还需要设置排水措施,防止雨水的冲刷作用。例如在边坡顶部和底部的雨水排泄,在边坡中进行雨水引导排泄等。

2.深层防护设计

对于边坡稳定性问题非常突出的,例如高边坡问题,则不仅需要进行表层防护加固,还需要对边坡进行深层加固防护,提高其稳定性。常见的深层加固防护有土钉加固、锚杆加固、注浆加固、锚索加固和管桩加固等。土钉、锚杆、锚索都是采用预应力方法将边坡施加压应力并锚固到稳定的岩层上,使得边坡与稳定岩层形成整体;注浆和管桩加固则是通过改变边坡组成成分和特性,使得边坡与新注入材料形成整体。

结语:本文分析了高速公路路基边坡的滑塌特性及原因,并提出进行路基边坡防护设计的基本原则和方法,最后通过工程案例进行了总结,可为类似工程的路基边坡防护设计提供参考。

参考文献:

[1]文堂辉,徐宇峰.公路路基边坡滑塌类型及路基边坡稳定设计[J].工程建设与设计,2018,No.383(09):158-160.

[2]张健铭.泡沫轻质土在陡坡路基滑塌治理中应用型式设计与配比参数分析[J].科技视界,2018,No.232(10):189-190.

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