公路边坡防护及加固技术研究.pdf

城建与规划130城市情报 2023 年 5 月第 10 期 CityInformationIssue10May2023公路边坡防护及加固技术研究李伟浙江数智交院科技股份有限公司310000【摘要】伴随城市化发展进程的不断推进，公路项目的建设数量正在日益增多，通过对公路边坡采取防护措施，可以对坡面岩石土体的风化剥落进行有效控制，防止岩石坍塌。本文主要分析了公路边坡的破坏原因，并提出了相关的防护措施及加固技术。【关键词】边坡防护；防护措施；加固技术【中图分类号】F540.3【文献标识码】A通过加强公路工程的边坡防护力度，有利于交通产业的稳定发展，因为边坡防护技术的应用环境相对有限，因此难以发挥出良好的应用效果。这时相关技术人员需要借助多样化的技术手段提升边坡防护效果，以便提高公路工程建设的科学性。1 对公路边坡稳定性产生影响的主要因素1.1 人为原因公路的建筑施工是由专业人员负责的，在路面施工的过程中，由于工程设计技术人员对路基的设置不当、爆破、施工技术不正确以及现场的工作人员技术素质以及整体水平的局限性，可能会给路面的施工造成干扰，也会造成路基被损坏，或者发生整体损坏的情况。施工时未按照国家有关要求，做好对路面施工建筑材料的选择；施工的有关技术人员，对公路工程的施工各方面了解水平都较少；还可能会受到政府资金的约束，在路面施工的过程中偷工减料，只注重施工进度，忽略工程质量。另外，在进行施工项目的设计程序中，由于缺少专门的设计队伍，因此难以按照相关标准进行合理设计，同时缺少公路建成之后的保护措施，上述因素会对公路的应用质量产生一定影响。人为因素通常是由设计方面、现场施工以及后续的养护管理等组成的。1.2 自然因素由于公路每天都需要承载一定的车流量，它的承载能力是有一定限度的。而且公路经过建设完成以后需要采取一定的养护管理，避免其受到自然环境的影响导致其应用期限不断缩短，部分施工材料经过高温、低温和曝晒就可能会产生一些反应，这样就会对公路产生不同程度的影响。同时公路要横穿较广的区域，所穿越的地形相对复杂、地质环境存在一定差异。公路在横跨不同区域时需要面临不同的地质与气候条件。公路的应用质量受到自然环境的影响是比较大的，也是不可避免的。因此施工人员在公路施工的过程中，需要严格按照施工标准进行科学工作。在项目竣工之后，需要对公路旁边的坡体进行加固与防护的工作以及一定的养护工作，只有这样才可以确保公路旁的坡体保持稳定状态。2 浅析公路边坡防护技术2.1 边坡植被防护边坡植被防护作为公路边坡防护技术的一种，一方面可以对边坡加以绿化，而且还可以合理控制路基环境的湿度和气温，从而有效稳定路基。该种防护方法一般选择在边坡不高的边坡上采用，能够有效防护高边坡。而这种防护方法则主要采用了在边坡上栽植绿化的干草、树木和铺设草皮等方法来进行，在选择种植植物时，必须充分考虑现场的气温、相对湿度以及土壤的降雨量，还必须要选用一些成活率较高、易于保护的植被。2.1.1 土质边坡针对公路边坡采取植被防护时需要采取全人工的作业方式，同时施工人员在采取防护技术前，必须充分考虑土地的基本特性，培育部分适合当地生长的植物。有的地区日夜气温变化都比较大，土地也比较瘠薄的，所以在植物保护时应多加小心，一定要选用气候适宜的植被，以抗千旱、保护性质较好的植被为宜。另外，在坡脚上还应该栽植高大的树木以作有效保护，从而强化边坡的坚固性。2.1.2 沙砾土边坡公路中的砂砾土边坡很容易受到侵蚀，因此尽量不要选用高大的乔木植株作为防护，必须选用长势较好的蓝本植被，这样可以初期水土流失的防御作用。这层植被既生存能力较好，又不容易引起病虫害，且投资价格也不贵，而且边坡防护又可栽植香根草，对抗洪、防早都很有帮助。2.1.3 路堑土质边坡和填石边坡针对公路边坡进行植被防护时，需要根据边坡标高来选择栽培植物，当边坡标高不大于 3m 时，即可栽植波斯菊，而当边坡标高大于 3m 时，则最佳的方法就是选择铺三维网植草或者选择爬山虎等藤类植物，由于此类植物拥有强大的生命力，因此作者简介：李伟，浙江数智交院科技股份有限公司，研究方向：岩土工程、公路设计。城建与规划131城市情报 2023 年 5 月第 10 期 CityInformationIssue10May2023能够沿边坡进行扩散，从而覆盖边坡，不仅仅可以固定死边坡面，而且还可以进一步降低噪音，从而促进了环境绿化工程的进行。边坡植被保护是必不可少的，特别是在高速公路边坡保护和管理中起到了积极作用，而直面防护工作本质上就是种植边坡植被，调节边坡土温度等，以有效实现植被固结边坡的作用。植被防护适用于坡度不大、较为平缓的一些坡面，其防护方法多种多样，比如种草、铺草皮、种树等。在选择植被种植时，必须在气候条件上加以重点考虑，注意气候条件的适宜性，也要重点考虑降水量以及土质的问题，从而选择优质、高成活率的植被，有利于边坡防护工作的开展用。2.2 土工材料生态防护土工格栅作为植被护坡工程中的常见项目，可以有效改善水土流失的情况。第一，土工格室侧壁同土体能够形成一定摩擦力，从而在侧向约束的作用下使坡面水流走向得以真正转变，从而使得水流冲力得以集中于土工格栅上。第二，土工格室一般是利用超声波焊接法完成的，其构造有稳定性能好、刚度较高等的优点，能够进行伸缩，方便于搬运，而且使用效益也较好，尤其有利于边坡保护。第三，根据边坡高低可选择不同的铺设方法，例如水平叠砌方式，或是平铺式。第四，完成铺设土工格室以后要保证其稳定性，不但要固定坡顶，还要加固坡脚。第五，在使用土工格室进行边坡保护时，特别要注意植物的生长发育状况，由于在保护初期，可能存在着边坡植物覆盖率低下的问题，所以要选用三维结构结合的网垫。因为这样的构造能够给植被创造生长空隙，同时在植物尚未生长发育起来以前，网垫还能够在一定程度上防止土壤表面被雨水的冲洗，当植物生长长大之后，能够紧密捆绑在网垫、植物和土壤表面，从而达到了良好的护坡效果。2.3 砌石防护与植被防护相结合把砌石保护和植被保护相结合，可以达成全面保护公路边坡的管理作用。在高速公路山体边坡保护的整个流程中，使用最多的保护方式是圬工保护，这种防护方法使用的是水泥抹面，能够防止雨水直接侵蚀边坡的现象。这种技术一般适合在 3m 以内的路堑山体路基。如果是坡度很大的路面，仅仅使用水泥抹层不能取得理想效果，针对 3m 以下的路堑边坡，如果是坡度较大的路段，只采用砂浆抹面无法达到理想效果，为让稳定性进一步得到强化，应该在坡脚处增设挡墙，以 50cm 为宜。而且要设置 50cm 高度的平台，然后再选择比较适宜的植物，这样就比较能够提高抗性。再以框格防护层为例，框格骨架分为水泥、浆砌片等，工作人员将按照实际状况在边坡表面选择各种框架，包括六边形、方形等的固定框架，把植物栽种在这个框架中，以达到绿化边坡表层的目标，同时降低了河流冲击速度，可以良好地防护边坡表层。3 公路边坡加固技术的研究3.1 土钉墙锚固技术该方法利用水泥锚杆，采用浇注水泥的方法进行浇筑，从而取得边坡稳固作用。在具体开挖时，要按照自上而下地的方式进行，根据施工程序，充分浇注水泥，并使水泥锚索完全融合，进行全面回填，这不但提高了公路山体滑坡的凝聚力，而且提高了其可靠性 开挖中要全面管理好边坡表面水分，避免水分过多影响施工质量，在项目竣工以后，需要不断加强边坡结构的管理。3.2 喷锚支护加固技术针对边坡施工相对困难的地区，综合运用喷锚支护补强工艺，可提高开挖质量，达到良好的补强效果。对于开挖过程，采用喷锚支护补强方法可以迅速恢复和补强边坡，有效防止自然原因造成的边坡问题，同时针对岩质边坡的处理，该方法的使用较为安全，可以确保工程建设安全性，提升加固管理能力。3.3 削坡减负防护技术削坡减负防护技术不但可以提升公路工程的建设效果，同时可以保证工程建设质量，在边坡处理过程，可以全面提高工程建设管理水平。在进行边坡保护工作的过程，应当科学保护边坡总体结构，以增强对边坡分担筑路结构压力的能力，把减负视为基本原则，以便于科学合理地进行削减，从而使得边坡结构压力可以有所减轻，实现具体的保护目的。3.4 重力式挡土墙重力型挡土墙利用自重进行对边坡结构的控制，以提高边坡结构的安全性。在对中小型路基实施整治的工程中，要注重利用该技术。其技术应用形式多种多样，可以直立式、仰斜式、俯斜式等多种形式进行，并针对具体地段，根据工程建设要求，从地势和土壤的角度选取技术应用形式。3.5 抗滑桩加固技术第一点，抗滑桩具备桩位灵活性强、抗滑性强等优势，可以在滑坡体最有利于抗滑的位置单独利用，也可以和其他建筑材料进行灵活搭配，因此施工效益十分可观。分排设置时，可以把滑体划分为不同单元体，通过选取合适的措施，所得到的滑坡处理效果更为突出。且在使用抗滑桩的加固技术时，还可以按照实际状况，灵活进行钢筋的直径布置，所以在预应力管桩利用方面，这种技术更具有经济效益。城建与规划132城市情报 2023 年 5 月第 10 期 CityInformationIssue10May2023第二点，有关部门在开展公路边坡防护施工以前，需要根据实际状况提前做好施工准备工作。相关人员要深入实地进行考察，根据工程建设的地理情况、自然环境和建设要求，制定合理、适宜的建设方法，为后期实施提供基础和依据。在钻孔工程中，要掌握好钻孔的速率，使得钻头要慢慢深入，这样才能合理调节钻孔位移，同时施工人员也要按照现场施工要求，在选择适当的地方安装好护筒位置，这样才能避免水进人钻孔中。在安装护简时，护筒高度露出地面的高度不得低于 30cm，并且护简直径要控制在 10-15cm。第三点，在应用抗滑桩加固技术进行高边坡防护过程中，混凝土灌注施工作为其中的重要环节。在实施浇灌前，有关技术人员和施工人员首先对要浇灌的地方也是作业区进行清扫，把钻孔里的杂质清除干净，包括松散的石头、积水等。如使用传统的浇注方法进行抗滑桩砼浇注时，在作业过程中则必须对砼分层施工的厚度加以严格控制，防止厚度过大和过小而影响工程的整体浇筑质量。在施工中出现浮浆并且不再下沉时，就可以停止浇筑。与此同时，为了保障混凝土结构的稳定性，必须控制浇筑速度。混凝土浇注过程中可能会产生相应的内部混凝土坍落程度，如塌落度比较大，则必须采用各点处理，而施工时如果内部混凝土表面与水分之间发生了水化热反应，内部室温变化也会提高，此时需要充分分析混凝土内部的室温变化；一般来说，串简上方与混凝土表而间距宜维持在 0.8-2m 之间。当抗滑桩混凝土连续浇筑 0.5m 以上时，则必须将振动仪表掺入其中，并进行各点施工，以提高内部混凝土振捣的密度，保证混凝土不会出现缝隙，这样才可以保证混凝土的稳定性。在振捣时，要对振捣时间进行精准管控，减少气泡的出现。4 公路边坡生态防护的治理策略在治理公路边坡的过程中，需要考虑到边坡的土层、地质及周边复杂的自然环境等条件，并充分总结以往的管理经验，对整治边坡采取 一次解决，操作方便 的原则，进行边坡生态保护整治与管理工作。针对边坡进行整治时，必须要小心，首先不要损害原有岩体的稳定性和平衡性，因为有些岩体之前对内部有所破坏，所以在整治防护时，必须要进行相应工作的进行，以防止再对岩体内部进行损伤，影响其稳定性，从而产生新的不安定原因，防护工作不能对周围环境产生较大的影响，尤其是一些破坏性的影响，必须坚持以防护边坡周围的自然条件为依据，来开展防护整治项目，从而使得边坡整治工程能够更方便地进行，从而节约土地资源。同时边坡保护项目在实施以前，还必须进行对有关自然资源和要素的全面调查，并制定好计划，促使施工项目可以顺利完成，提高防护工程的经济效益。其次，在公路施工过程中，开挖施工容易造成路基不平衡，然后才实施针对性处理，这不但花费巨大的人力和物力，因此需要进行解决。此外，必须对滑坡情况做好监控，运用一些新型的技术方法，结合地面和地下的移动变化对滑坡进行全面监测，并制订合理的治理方案。最后，施工技术人员要综合边坡状况选取防护形式。植物防护形式作为生态工程边坡防护中实用性最强的，施工技术人员普遍采用三维网植草等方法解决边坡的不稳定性问题。此外，可以起到美化公路工程的效果。封闭式防护结构可使用浆墙片岩和喷浆两种形式，但是当它们同时应用在挂网与喷浆的施工环境中，可能会对边坡附近区域的土壤制备情况产生干扰。而骨架护坡形式与锚索结构的作用功能相似，但主要对地面水进行切割以避免水进入土壤中，从而对边坡产生侵蚀和软化效果作用。综上所述，通过对公路边坡采取多样化的防护手段，可以全面提升公路的整体稳定性，还可以避免坍塌等问题。对公路边坡产生影响的因素有很多种，施工人员在加固和治理边坡的过程中，需要选取相应的技术方法，以达到提高公路边坡安全性的目的。参考文献1 张兴华.公路边坡防护及加固技术研究 J.工程技术研究,2022(15):43-46.2 张宁宁.高速公路高边坡防护预应力锚索施工技术研究J.交通世界,2022(11):96-97.3 孟子淞.高速公路路堑边坡加固防护设计与生态修复J.交通世界,2020(24):27-28+44.4 尚贤雨.高速公路边坡防护的相关技术探讨 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