公路邊坡病害分析及其防治技術(shù)
2015-07-27
0.引言
隨著國民經(jīng)濟的快速增長，公路交通事業(yè)發(fā)展迅速，我國修建了大量的高等級公路。受地質(zhì)構(gòu)造、巖體風化、路基挖方及橋梁施工對山體開挖的影響，公路邊坡的穩(wěn)定性下降，常常出現(xiàn)滑坡、崩塌、剝落等工程病害，嚴重時甚至會制約公路建設(shè)的進度和質(zhì)量。公路邊坡防治設(shè)計是公路設(shè)計的最重要內(nèi)容之一，應(yīng)綜合考慮公路等級、水文地形條件、地質(zhì)及材料來源等情況，合理布局、因地制宜地選擇實用、合理、經(jīng)濟的防治措施，以確保公路邊坡工程的穩(wěn)定性和運營后的行車安全，同時達到與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)、保持生態(tài)平衡和美化公路的效果。
1.公路邊坡的破壞形式及病害類型
1.1公路邊坡的破壞形式
公路邊坡破壞形式取決于邊坡的巖土體成分及其特性，包括巖土體物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理力學性質(zhì)和水理性質(zhì)等。公路邊坡包括土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡，對于土質(zhì)邊坡，土層結(jié)構(gòu)決定它的穩(wěn)定性，該類型邊坡的破壞形式主要有圓弧形滑動和直線形滑動。
而對于巖質(zhì)邊坡，受巖石類別、巖體結(jié)構(gòu)、巖層走向、傾向與坡面走向等的影響，巖質(zhì)邊坡破壞類形式分為楔形破壞、圓弧破壞、平面破壞和傾倒破壞等。
1.2公路邊坡的病害類型
根據(jù)公路邊坡巖土性質(zhì)、工程地質(zhì)及地下水的差異，并考慮其變形破壞運動特征和規(guī)模，總結(jié)歸納公路邊坡常見病害類型有以下9種：滑坡、崩塌、剝落、泥石流、落石、溜坍、坍塌、傾倒、錯落。其中滑坡、崩塌、剝落是公路邊坡中最為常見的病害類型。
?。?）滑坡?；率侵感逼律系膸r土體長期受地下水、地表水及人為活動的影響，在重力作用下沿其軟弱面（或軟弱帶），緩慢向下滑動并以水平運動為主的坡體地質(zhì)病害現(xiàn)象，具有蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩(wěn)定三個階段，有時也具有高速急劇移動現(xiàn)象?；掳雌湟鸹瑒拥牧W性質(zhì)，分為牽引式和推移式滑坡。
?。?）崩塌。崩塌是指陡坡上的巨大巖體或土體，在重力和其他外力作用下，突然從母體上脫離而向下崩落的現(xiàn)象，崩塌過程中巖體或土體會順著斜坡迅速的翻滾、跳躍、相互撞擊，最后堆積在坡腳。崩塌并不是一種連續(xù)的變形，它具有運動學的特征，常分為滑移型崩塌、錯斷式崩塌和傾倒型崩塌三種類型。
?。?）剝落。剝落是指公路邊坡坡面裸露的巖體受巖石物理風化和水理的作用逐漸演變成碎屑物質(zhì)剝離底層巖面而不斷沿著邊坡墜落的病害現(xiàn)象。風化剝落是較為常見的公路邊坡病害類型，硬質(zhì)巖一般剝落較為緩慢，而軟質(zhì)巖剝落相對嚴重。公路邊坡坡面剝落通常對道路安全影響不大，但長期風化剝落會造成邊坡巖體破壞，最終會使上部硬質(zhì)巖體形成危巖。
2.公路邊坡防治技術(shù)
公路邊坡在雨水、風、冰凍等自然因素和人為因素的作用下，經(jīng)常發(fā)生變形和破壞，產(chǎn)生各種工程病害，常見的主要處理措施有：
2.1清除滑坡體
對無向上或向兩側(cè)發(fā)展趨勢的小型滑坡，可考慮將整個滑坡體挖除；用某些導滑工程，將滑坡的滑動方向改變，使其不危害工程建設(shè)。
2.2治理地表水
在滑坡體周圍作截水溝，防止地表水進入滑坡范圍內(nèi)；在滑坡范圍內(nèi)修筑合理的排水設(shè)施，將地表水排出滑坡體范圍，同時應(yīng)注意排水設(shè)施的防滲，防止排水設(shè)施滲漏。
2.3治理地下水
加強滑坡范圍外的截水溝，切斷其補給來源；針對出露的泉水和濕地等，做排水溝或滲溝，將水引出滑坡體外；滑坡體前緣，常因坡體內(nèi)的地下水活動而松軟、潮濕，引起坡體坍塌滑動，為此可作滲溝疏干，或作小盲溝，起到支撐和疏干作用。
2.4上部減重和下部反壓
（1）上部減重：對推移式滑坡，在上部主滑地段減重，能夠起到根治滑坡的效果。而對其它性質(zhì)的滑坡，在主滑地段減重也能起到減小下滑力的作用，減重一般適用于滑坡床為上陡下緩、滑坡后壁及兩側(cè)有穩(wěn)定的巖體，不致因減重而引起滑坡向上和兩側(cè)發(fā)展而產(chǎn)生后患的情況。
?。?）下部反壓：在滑坡的抗滑段和滑坡體外前緣堆填土石加重，通過增大抗滑力來穩(wěn)定滑坡。但需注意只能在抗滑段加重反壓，不能填于主滑地段，而且填方時，必須做好地下排水工程，不能因填土堵塞原有地下水出口，造成后患。
?。?）減重與反壓相結(jié)合：對于某些滑坡可根據(jù)計算分析成果，確定需減小的下滑力的大小，在其上部減重的同時并在下部反壓。
2.5抗滑工程
（1）抗滑擋土墻：工程建設(shè)中有重力擋土墻、加筋擋土墻、錨桿擋土墻、薄壁式擋土墻、錨定板擋土墻、土釘墻、樁板墻等，一般常采用重力式擋土墻。擋土墻一般設(shè)置于滑體的前緣，如滑坡為多級滑動，當總推力太大，在坡腳一級支擋工作量太大時，可分級支擋。
?。?）抗滑樁：抗滑樁是承受側(cè)向荷載用以整治滑坡的支撐結(jié)構(gòu)物，它穿過滑體在滑床的一定深度處錨固，從而起到抵抗滑坡推力的作用，它作為治理滑坡的有效工程措施，在世界各國滑坡治理中占有重要的地位。工程實踐表明，抗滑樁能安全、迅速、經(jīng)濟地解決一些較困難的工程問題，適用于深層滑坡和各類非塑性流滑坡，對缺乏石料的地區(qū)和處理正在活動的滑坡更為適宜。根據(jù)樁的位置及樁前滑坡體的穩(wěn)定情況：抗滑樁可分為懸臂式和全埋式兩種。
?。?）土釘支護技術(shù)：目前，一般認為土釘支護機理是以新奧法理論為基礎(chǔ)，在土釘體作用下，把潛在滑裂面之前主動區(qū)的復(fù)合土體視為具有支撐能力的穩(wěn)定土體，以阻止土體側(cè)向位移，支撐未加筋土體的側(cè)壓力，保證土體的整體穩(wěn)定性，即認為經(jīng)過加筋的土體形成了類似重力式擋土墻的結(jié)構(gòu)。
?。?）預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)：巖體和土層的錨固是一種把受力拉桿埋入地層的技術(shù)。巖土錨固能充分發(fā)揮巖土能量，調(diào)用和提高巖土自身強度和自穩(wěn)能力，大大減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約工程材料，并確保施工安全和工程穩(wěn)定，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
2.6坡面圬工防護
邊坡坡面圬工防護指采用水泥砂漿、石料和混凝土材料等在坡面修筑護面墻、噴射混凝土、漿砌片石護坡等工程防護措施，其具體措施如下所示：
?。?）護面墻：護面墻是為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖層的坡面，免受大氣降水及風化作用等因素的影響而修建的圬工設(shè)施。護面墻除自重外，不承受墻后土壓力和其他荷載。
?。?）漿砌片石護坡：漿砌片石護坡適用于坡度緩于1：1的巖石或土質(zhì)坡面，可與擋土墻或護面墻結(jié)合使用，以防護不同巖層和不同位置的坡面。
（3）噴射混凝土防護：對于穩(wěn)定的表層弱風化的巖質(zhì)坡面通常采取噴射混凝土的方法進行坡面防護，以達到避免坡面沖刷破壞，穩(wěn)固坡面的作用。
?。?）掛網(wǎng)錨噴防護：對危險邊坡進行錨桿掛網(wǎng)噴射混凝土加固。掛網(wǎng)前先對坡面凹凸不平的巖面砌石找平，然后噴射一層10cm厚的C20混凝土?？刂茋娚浜穸龋缅^桿做標記，將錨桿外露長度與即將噴射的厚度相協(xié)調(diào)，預(yù)先測量鋼筋網(wǎng)與噴射面的距離，再考慮保護層厚度。
?。?）混凝土預(yù)制板：在缺乏塊、片石材料的地區(qū)，可用混凝土預(yù)制板防護邊坡。混凝土預(yù)制板通常采用C15混凝土預(yù)制成邊長不小于1m，厚度不小于6cm的不同大小的方塊，板內(nèi)配置一定的構(gòu)造鋼筋，板上預(yù)留整齊排列的孔眼。
3.小結(jié)
公路邊坡工程的穩(wěn)定性事關(guān)公路建設(shè)的成敗與安全，對整個公路工程的可行性、安全性及經(jīng)濟性起著重要制約作用，并在很大程度上影響著公路工程建設(shè)的投資及效益。本文從公路建設(shè)中邊坡工程出現(xiàn)的問題出發(fā)，對公路邊坡工程的破壞形式及病害類型進行分類，并對公路邊坡工程采用的防治技術(shù)進行分析。
