高速公路邊坡防護與加固初探

1、高速公路邊坡防護與加固初探    摘要：介紹了高速公路邊坡防護與加固的類型，對各類防護與加固方法的特點進行了分析，重點介紹了錨桿和錨索施工工藝，并結合滬蓉西高速公路的工程實踐提出意見和建議。1前言     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。     滬蓉西高速公路是典型的山區(qū)高速公路，是湖北在

2、建高速公路中地形、地質最復雜的一條，橫坡陡峻、溝壑縱橫，地質變化多樣。高度20m 以上的高邊坡占50一7o，其中，30m 以上的高邊坡占4050根據不同的地質、坡比和臺高等情況，采用了護面墻、漿砌片石護坡、菱形網格磚護坡、六角空心磚護坡、窗孔肋式護坡和噴射砼、生物防護等防護形式。采用了抗滑擋墻、全長粘結型錨桿、預應力錨索等原坡面加固形式。 2邊坡防護與加固類型     21邊坡防護類型     邊坡防護類型分生物防護和圬工防護。     (1)生物防護：有植被混凝土、種草、鋪草皮、植樹等。  &

3、#160;  (2)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。     22加固類型加固類型分護腳墻、抗滑墻、抗滑樁、預應力錨索、壓漿錨柱(固結)、排水固結。 3影響邊坡穩(wěn)定的因素     影響邊坡穩(wěn)定的因素很多，總的歸納起來可綜合為兩大類，即：自然因素和人為因素。     311自然因素公路是特殊的帶狀構造物，每條公路都要穿越很多地區(qū)，由于受地質構造和地形條件等因素的影響，每一個小區(qū)域都有不同的地質和氣候條件，所以，影響邊坡穩(wěn)定的自然因素包括地

4、質、地形、氣候和水文條件等四個方面。     312人為因素 一條公路的建成和使用期管理。都是由人來實現(xiàn)的，根據建設程序和內容，并結合已建公路的情況看，影響邊坡穩(wěn)定的人為因素可歸集為設計因素、施工因素和養(yǎng)護管理因素。 4各類邊坡防護和加固要點及主要施工工藝     411片(塊)石護坡和護面墻 片(塊)石護坡分為漿砌和干砌兩種，護面墻比護坡厚，有一定的抗推力作用。其優(yōu)點是能就地取材、工藝簡單，但自重大，不宜在高邊坡上使用。     412菱形網格護坡菱形網格護坡，可預制安裝也可用砼現(xiàn)澆和石砌，工藝簡單，網

5、格內可植草，但只適用于填方，對邊坡穩(wěn)定不利，要慎重選用。     413噴射砼護坡對一些邊坡較高的風化巖石采用噴射砼可壓漿錨柱(固結)簡單地說就是往地層注人水泥漿(摻一定外加劑)以改變土(巖)體物理力學性質(必要時，加一鋼筋籠或鋼筋束，即錨柱)，從而穩(wěn)定邊坡的一種方法。其施工設備簡單、占地面積小、工期短、見效快、加固地層的深度可深可淺，但難以檢測注人范圍和判斷固結狀態(tài)。     414排水固結排水固結主要用于邊坡表層地下水較多處的邊坡加固，其方法有樹枝狀盲溝、塑料排水管邊坡和土質挖方邊坡。     415

6、六角空心磚護坡六角空心磚護坡是近幾年來才發(fā)展起來的用砼預制安裝的一種邊坡防護形式，施工工藝簡單，空洞內可填土綠化，似蜂巢狀，有一定觀賞價值，但自重大、費用高，且還會阻礙邊坡水的排阻止風化，且重量輕對景觀有一定影響，厚度難以控制所需旌工設備簡單，但費用高，盡量少采用。     416護腳墻與抗滑墻護腳墻與抗滑墻本質上沒有多大區(qū)別，僅只是斷面大小和埋深不同而已(有時也加點錨桿或錨索)。護腳墻起到保護坡腳不受沖刷和破壞的作用，不能抵抗推力?？够瑝Τ凶o腳墻的作用外，還能抵抗推力作用，要根據具體情況選用。     417抗滑樁抗滑樁是一種用于

7、處理滑坡或防止邊坡下滑的鋼筋混凝土結構，是一種較理想的抗滑設施，但投資較大。     418窗孔肋式護坡 窗孔肋式護坡一般用漿砌片石或片石砼做肋用預制砼塊做成拱形窗臺，并將坡面水歸往肋上排出，窗內可植草，是一種目前較為理想的防護形式，但應加強施工管理和質量監(jiān)理。     419生物防護生物防護除植樹(主要用于下邊坡)屬傳統(tǒng)防護形式外。植被混凝土、植草或鋪草皮是近年來才在高速公路上興起的一種綠色防護形式，其優(yōu)點是能在短期內恢復公路沿線的綠色景觀和防止邊坡沖刷。但養(yǎng)護費用高，要隨時保持綠色有一定困難。巖石邊坡植被混凝土在滬蓉西高速公路中巖

8、質邊坡中廣泛使用，其主要適用于風化嚴重、巖層破碎的路段。植被混凝土的主要基質：由土、水泥、有機質及混凝土綠化劑材料制成，混凝土綠化劑為植被混凝土的核心產品，屬專利技術。其主要施工步驟：    (1)針對項目區(qū)具體的地質和氣候特點進行標準試驗，選定配合比確定綠化基材混合物及混合植被種子的物質組成。     (2)對開挖成型的邊坡修整坡面，沿坡面上搭設鋼管架工作平臺，布孔鉆眼(包括排水孔)，底排錨桿距平臺高5ocm布孔。錨桿鉆孔孔徑50mm，孔間距15m，孔深符合設計要求，鉆孔與坡面垂直。邊坡設置排水孔，排水孔橫、豎向間距3m，孔深3oc

9、m。方形布置鉆孔完成后，清孔量測鉆孔深度，孔深滿足設計要求時，穿插錨桿、注M30水泥漿。     (3)錨桿注漿完成后，掛鍍鋅機編網，網孔5x5cm，網間搭接長度l0cm。噴射不帶草籽的綠化基材混合物，噴播植草，后期養(yǎng)護直至草籽成活率達到坡面綠化的目的。     4110預應力錨索對于穩(wěn)定性不足的挖方路塹邊坡，根據地質條件和邊坡高度采取不同的防護措施，采用預應力錨索、全長粘績型錨桿對邊坡進行加固，或采用兩種方式對不穩(wěn)定邊坡進行聯(lián)合錨固。     (1)邊坡加固原則路塹邊坡加固施工采取以穩(wěn)定為本，路容美觀，

10、加固為主，排水、防護并重，并盡量考慮綠化環(huán)保、恢復自然景觀等多種因素綜合處理，確保施工中的臨時穩(wěn)定和通車后的長期穩(wěn)定。     (2)預應力錨索施工要點 邊坡施工應邊挖邊加固，既開挖一級，防護一級，不得一次開挖到底。 根據各工點工程立面圖，按設計要求，將錨孔位置準確放在坡面上，孔位誤差不得超過±5柵。 錨孔鉆孔要求干鉆，禁止采用水鉆，以確保錨索施工不致于惡化邊坡巖體的工程地質條件，和保證孔壁的粘結性能；錨孔下傾與水平夾角與設計值誤差±l。，為確保錨孔深度，實際鉆孔深度要求大于設計深度03m。 鉆進過程中應對每個孔的地質變化、鉆進狀態(tài)、地下水及一

11、些特殊情況作現(xiàn)場記錄，如遇地質松散、破碎時，應采用跟套管的鉆進技術，以使鉆孔完整不坍。如遇坍孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理，待水泥漿初凝后，重新清孔鉆進。 錨孔造好后，需經有關質檢部門檢查后。方可進行下道工序。 錨束編束前，要確保每根鋼絞線順直，不扭不叉，排列均勻，對有死彎、機械損傷的應剔出。 錨索的張拉及鎖定應分級進行，嚴格按照有關規(guī)范操作。     (3)邊坡穩(wěn)定觀測及錨固方案動態(tài)設計路塹高邊坡和不良地質地段的路塹邊坡必須貫徹施工監(jiān)測、信息化動態(tài)設計的思想，及時掌握施工開挖的地質情況、施工情況、應力監(jiān)測的反饋信息，隨機對原設計進行校核和相應修改、補充。對不穩(wěn)

12、定邊坡的范圍、移動方向和速度以及地下水、爆破振動等取得定量數據；對錨固設施的受力、變形等進行測量，驗證其是否起到預期的作用，如未達到預期效果應采取補救措施。      411邊坡錨桿加固 防護施工由上而下邊挖邊防護。施工前對成型邊坡進行坡面修整。按框架梁尺寸進行放樣，挖溝槽深20cm 。寬30cm開挖槽若遇到局部虧空。采用75#漿砌片石嵌補平整。     41111鉆孔工藝：     鉆孔前應先清除松土覆蓋層。而后再精確測定錨桿的位置。并設立牢固的角度支架；沿坡面上搭設鋼管架工作平臺，布眼鉆孔。

13、錨桿鉆孔孔徑70mm，孔間水平間距3m，豎向間距25m，孔深符合設計要求，鉆孔與水平面成l5。夾角。鉆孔完成后。清孔量測鉆孔深度孔深滿足設計要求時，穿插錨桿、注漿，安裝框架鋼筋，立模澆筑框架砼。鉆完第一個孔后，需做壓水試驗，若發(fā)現(xiàn)漏漿，可用較稀的水泥漿灌注孔內。24小時后。重新鉆孔，再做壓水試驗。     41112錨桿就位首先對錨桿進行全面檢查。不合格產品嚴禁使用；錨桿就位時應慢而穩(wěn)，重量大的長錨桿需起吊設備，也可用專門支架使錨桿就位。插入錨桿時應將灌漿管同時放至鉆孔底部。并留50em左右的保護層。錨桿施工參數：水平間距3m，豎向間距25m。錨桿長105m，錨桿

14、與坡面成l5。夾角。采用32m螺紋鋼筋制作。     41113錨孔注漿 自孔底向上一次性注入?？變茸30水泥漿，注漿壓力04加9Mpa，軸向拉力不小于80KN。中途不能停灌。錨桿下人孔后6個小時內必須注漿。     41114錨固端防護封錨前應將對外留錨桿仔細涂刷防銹劑及保護劑。最后用C25號砼將外露鋼筋錨桿封死。封錨砼任一部分的最小厚度。不得小于25naln。     42施工中遇到的問題及處理 由于局部地質、地形條件的影響，在施工過程中曾遇到過各式各樣的困難和問題?，F(xiàn)就其中幾個典型問題及處理方法介

15、紹如下。     421鉆孔過程遇到的問題在鉆孔過程中由于某些孔位巖石破碎?？纵S通過節(jié)理、裂隙或斷層。遇到了塌孔、掉塊卡鉆等問題。對此采用了灌漿后重新鉆孔、二次掃孔、用液壓千斤頂拔鉆桿，就近重選孔位、不注水壓縮空氣干洗等措施，使各種問題得以圓滿解決。     422吃漿量大。難注滿錨孔一般來說每孔的實際吃漿量會略大于計算值，而實際吃漿量是根據注漿機的活塞行程推算的 精度較高。但個別錨孔的吃漿量超出計算值數倍。這是因為基巖破碎造成的，也與注漿壓力較大有關。對此采用待凝、二次掃孔的方法來處理，但鑒于出現(xiàn)這種問題的概率較低f經過固結灌漿處理

16、的區(qū)域基巖的整體性加強，不會出現(xiàn)這一問圓。為了增強山坡地基的整體性，堅持用一次注漿的辦法完成施工任務。對處于巖溶地段的，還要考慮加速凝劑。     423安裝困難 由于地處高陡坡，對又長又重的錨桿運輸安裝都有一定的難度?？刹捎孟绿系?、多點調向、錘擊幫助就位的辦法克服這些困難。     424驗收試驗驗收試驗是對錨桿、砂漿強度、注漿密實度、砂漿與錨桿、砂漿與孔壁結合情況的全面檢測。但以抗拔出力作為惟一技術指標的檢測難以全面反映各環(huán)節(jié)的施工質量。以本工程為例，不論是哪種規(guī)格的錨桿。只要有一段lTn長的錨桿被密實地錨固在較完整的基巖上，就

17、能滿足抗拔出力的要求。所以在施工過程中采用以班組自檢、互檢和內部監(jiān)理檢查為主的質量控制制度，嚴格控制各工種的施工質量，確保砂漿錨桿的總體施工質量優(yōu)良。 5穩(wěn)定邊坡的措施或方案     邊坡和路面是反映公路修建質量的兩面鏡子。隨著人們觀念的改變和環(huán)保要求的加強，公路邊坡不但要求穩(wěn)定。而且還要求美觀。高速公路在穩(wěn)定邊坡和美化方面都做了許多工作，收到了較好的效果，得到社會各界人士的好評。     由于部分設計邊坡碎落臺較高。坡面較大，為保證護坡自身的穩(wěn)定，對其也進行了加固。結合滬蓉西恩利高速公路邊坡的治理情況和根據施作過程中反映出來的不足以

18、及已建邊坡的利弊，提出下列穩(wěn)定邊坡的措施或方案。由于多方面的原因。過去公路邊坡基本未進行穩(wěn)定性驗算，都是按路基橫斷面圖上根據一般原則確定的坡比進行施工，這樣，或多或少存在一些人為不穩(wěn)定的因素。山區(qū)高速公路邊坡高、坡面大，原則上都應進行穩(wěn)定性驗算。要搞好邊坡穩(wěn)定設計，首先得有詳細的地質資料，所以，除搞好全線地質勘察外，在路基橫斷面圖出來后，應對高邊坡路段進行詳細地質勘察。這里定性地從坡比與臺高和防護與加固兩個方面進行探討。     511坡比與臺高首先值得一提的是。公路邊坡坡比不能由于施工質量不佳而造成滲漏水現(xiàn)象。另一個值得重視的問題是在土質或強風化巖石上邊坡的坡腳

19、也就是路基側溝邊緣，應設置抗滑墻或抗滑樁，以避免牽引式滑坍(坡)的產生。而挖方邊坡特別是高陡邊坡也不是越緩越好，以往邊坡防護主要考慮沖刷、防風化即可。l：051：2已基本成熟或成功，現(xiàn)在的邊坡防護還要考慮美觀問題。對于填方邊坡宜采用l：151：175 。     512防護根據不同地質情況挖方邊坡總的原則不光是水對邊坡的危害還應加上防滲水問題。坡比當然也不能太陡。而用增加臺數的方案來解決穩(wěn)定問題，這樣可減少斜坡面匯水面積，對邊坡穩(wěn)定有利。     (1)土質或強風化石質邊坡，第一臺臺高6m (從路面標高算起)，坡比l：0751：1：以

20、后各臺臺高不大于8m ，坡比l：l一1：125。     (2)石質邊坡，第一臺臺高8m，坡比l：05-1：075，以后各臺臺高不大于10m，坡比1：075一l：l。較完整巖石可略陡于此坡比。各種地質碎落臺寬度均考慮設置2m。     513防護與加固防護是在邊坡自身穩(wěn)定的基礎上進行的。首先得考慮加固問題。加固的方法很多，最行之有效的方法有：抗滑墻、抗滑樁、預應力錨索、系統(tǒng)錨桿等。這里值得一提的是“邊坡防排水”也應作為間接加固邊坡的一種方法給予重視。邊坡坍塌幾乎都是在雨季出現(xiàn)，所以，邊坡防護的作用是顯而易見的。本文對防排水系統(tǒng)設置認為

21、，坡頂截水溝按以往規(guī)定設置。而坡面碎落臺截水溝不必每臺都設置，在第一臺上設置一道砼截水溝即可。以上各臺澆筑傾斜2 坡度、厚10cm 的砼封閉，在邊緣設置攔水帶，每20m左右設一道豎向排水溝，將水排人第一臺截水溝就能達到理想的排水效果。所以豎向排水溝可以起到對邊坡加肋的作用，取消高邊坡碎落臺上截水溝還可以避免上四個方面的要求，對邊坡防護提出下列建議性設計方案。     (1)下邊坡下邊坡采用菱形網格加植草防護并加密排水溝(填石路堤除外)。     (2)上邊坡上邊坡第一臺，根據不同地質情況采用護面墻、漿砌片(塊1石護坡、窗孔肋式護坡、六

22、角空心磚護坡等防護形式。以上各臺，仍根據不同地質情況。采用菱形網格、窗孔肋式護坡、噴射砼等防護形式。上述防護形式除護面墻、漿砌片(塊)石護坡和噴射砼外，其它都可在其上加植草防護，以恢復自然景觀和美化公路。另外，較好巖石不必再進行圬工防護，只需在一些低凹處設置一點耕植土，種植耐旱性較好的爬藤植物即可起到綠化美化的作用。     514幾點建議公路巖質邊坡的病害防治是一項長期工程，它不僅涉及公路的運營安全與通暢問題。而且對自然生態(tài)環(huán)境具有重要的影響。保護和建設好生態(tài)環(huán)境。是實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。公路工程規(guī)模大，對自然景觀的破壞也大，如何在邊坡防治中，兼顧兩者的

23、關系，既要搞好防治，又要不破壞環(huán)境，是需要處理的關鍵同題。因此，對公路巖質邊坡結構類型的分析及提出的防治措施具有重要的現(xiàn)實意義。     (1)高速公路作用大，社會效益好，影響也大，所以，(下轉第72頁)測，解算三座靜態(tài)站的坐標，解算時間一般為45分鐘。得出結果后，向前移動樁號最小的一個靜態(tài)站至下一個相鄰導線點，解算坐標。依次向前推進。將最終得出的導線點網相對坐標導人微機，根據已知國家坐標的導線點，利用靜態(tài)站同步軟件進行平差計算。將導線點網換算成國家坐標網。     (2)定線。生成路線成果將基準站和移動站重新調整成實時動態(tài)模式，將基

24、準站分別放置在已換算坐標的導線網點上，用移動站實時采集重要地物、地貌的特征點坐標，可現(xiàn)場定線的段落也可以直接采集直線轉點坐標,同時做好采集點特征的紀錄，繪制平面草圖。將采集的特征點坐標導人微機，生成坐標星圖。再根據特征點紀錄將平面草圖恢復成數字化平面圖。利用海德(HEAD)、緯地(HintCAD)等路線設計軟件與AutoCAD輔助設計系統(tǒng)配合進行紙上定線，確定直線方向、偏轉角度、曲線要素等，并計算道路中線逐樁坐標，生成路線成果文件。     (3)中線放樣及其他相關測量將路線成果文件回傳至GPS手簿，仍然采用實時動態(tài)模式，將基準站立于導線網點上，用移動站讀取路線成果數據進行實時放樣。路線成果文件在手簿上顯示為“樁號l偏距”格式，因此放樣時可實時定位任意樁號或顯示當前點至放樣中線的垂直距離非常便于加樁點及其他點位的放樣。     中基平測量、路線平面圖繪制、橫斷面測量、構造物調查、防護工程及拆遷調查等相關測量可與中線放樣分組同時進行。 五、操作GPS的注意事項     1)導線控制點的選擇應以方便觀測、方便保護為原則，在道路沿線均勻布置，各點間距一般不超過2公里。由于導線控制點將在