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摘要:本文主要研究内容为道路高边坡稳定性及施工技术。利用文献研究法与案例分析法,在具体明确的道路工程概况下,探究道路高边坡稳定性的分析方法。以此为基础,结合道路高边坡支护设计方案,以锚杆挡土墙边坡支护施工技术为例,对其具体施工工艺流程以及施工技术要点进行探究,以期能够为相关施工及研究人员提供相应理论参考。
关键词:道路工程;高边坡;稳定性;施工技术
引言:
道路边坡在高度过高的情况下,尤其是受到其地形地貌、地质构造等条件的影响,容易导致道路边坡失稳,进而出现水土流失、边坡滑塌等现象,严重影响道路工程施工质量和引发安全事故。为此,有必要对道路高边坡稳定性进行分析,并及时采用合适的道路高边坡支护施工技术,切实保障道路边坡具有较高的稳定性,使得工程得以顺利完成施工建设和保证道路交通安全。
一、工程概况
本文选择以某热电厂进场道路工程为例,该工程中道路呈南北走向,道路全长超过3300m,道路宽度为9m其中跨桥梁段的道路宽度为17m。整个道路设计为双向2车道,而跨桥梁段的道路则设计为双向4车道。通过结合道路设计可知该工程在部分道路段的左右两侧出现边坡较高的情况,其中坡顶与边坡的最大高程值和高度值分别为98m与24m,边坡坡度值为30°。并且因由于边坡基本为强风化岩,道路两侧植被稀少,加之在施工过程中对道路两侧边坡植被也造成一定破坏,使得部分道路段出现较为严重的水土流失甚至滑塌现象,因此根据国家相关规定要求,需要及时对其进行稳定性分析并以此为基础对道路高边坡进行科学的支护施工,以有效提高道路高边坡的稳定性。
二、道路高边坡稳定性分析方法
边坡稳定性指的就是道路边坡岩和土体在坡高与坡角一定的条件下所呈现出的具体稳定程度。通过对道路高边坡的稳定性进行分析,可以有效帮助施工人员确定具体的边坡失稳破化时间、边坡失稳情况及其严重程度等,进而使得施工人员可以更有针对性地制定出行之有效的道路高边坡支护施工方案,有效提升高边坡的稳定性。在计算边坡稳定性时需要使用如下公式:
在这一公式中,Fs与Fr分别代表着滑动面上的抗滑力与滑动力,代表着抗滑稳定系数,正常情况下,抗滑稳定性系数相对较大时,代表着道路高边坡具有较高的稳定性[1]。而随着抗滑稳定性系数的逐渐减小,意味着道路边坡稳定性也越来越低。如果将边坡同水平面形成的夹角设定为基岩土体极限破坏角,则按照如下公式即可计算出极限破坏状态下的边坡:
其中,r、h、L分别代表着岩土体容重、滑坡体平均高度与平均长度,岩土体的粘聚力与内摩擦角则分别用c与进行表示。通过将相关参数代入到公式中,即可计算得到该工程沿线边坡极限破坏角基本在30°到50°范围内,因此在放坡坡率不超过1:1的情况下,道路高边坡将可以具有良好的稳定性。
三、道路高边坡支护施工技术分析
(一)道路高边坡支护设计
在该道路工程的某道路段边坡修复中,由于边坡位置恰好在衡重式挡土墙的下方,并且受施工影响使得该区域植被相对较少,在降雨量较大的情况下边坡坡面稳定性将会大大减弱,极易出现水土流失等情况。因此为了有效增强边坡与挡墙的稳定性,设计方案为在墙角下边坡中使用钢花管注浆搭配挂钢筋网喷砼的方式加固边坡,在完成边坡加固后再将植草喷播于坡面上,以防止在强降水环境下导致边坡出现水土流失。
但后期施工人员通过对施工现场环境进行进一步勘察,在将施工现场场地地质条件与周围环境情况进行有效结合下,发现采取该种边坡修复方案的可行性不高,这主要是由于该区域边坡本身具有较高的高度,且周围土质较为松散,边坡坡脚位置大量堆积着施工中产生的弃土方,因此施工人员在综合考虑下,重新建议设计改用分级支护的方式,即对于一级边坡设计采用1:0.75格构梁锚索护坡,底部部分做锚索桩板式挡土墙,对于二级边坡则设计采用格构式锚索支护,放坡坡度为1:1.25,最大高度约为10m。锚索采用砂浆锚杆,成套配置。在完成所有支护施工之后,需要施工人员在格构梁间进行植草绿化,以更好地增强道路高边坡的稳定性。
(二)道路高边坡施工工艺
1.工艺流程
因受到篇幅限制,本文只对二级边坡中使用的锚杆挡土墙边坡支护施工技术进行分析。在该项施工技术中,施工人员在切实结合道路工程边坡情况做好相应的施工准确并完成临时施工便道设置后,首先需要从顶层开挖第一层土方,随后按要求规范进行顶部第一层锚杆施工[2]。此后需要施工人员继续开挖第二层土方并进行锚杆施工,直至第一阶级土方开挖与锚杆施工全部完成后,施工人员需规范搭设第一阶级支架,并进行第一阶级纵横梁施工、喷播草籽和排水系统施工,随后依照上述施工工艺流程进行循环施工,直到完成底层锚杆框架梁施工即可。
2.施工要点
在锚杆框架施工中,首先需要施工人员严格按照相关施工技术规程进行锚杆孔测量放线,将孔位误差控制在±50mm以内,测定的空位点需埋设半永久性标志。要求施工人员按等分坡面长度对锚杆位置进行放样,并根据实际情况对锚杆间距进行相应调整。在依照具体施工场地条件对钻孔设备进行合理选用后,需使用三角支架将钻机平稳摆放在地面上,依照坡面测放孔位对钻机进行安装固定。要求锚杆孔开钻就位纵横误差需控制在±50mm以内,高程误差则需严格控制在±100mm以内。钻孔倾角允许误差为±1.0°,方位允许误差为±2.0°。在实际施工环节中,施工人员根据该工程地质条件选择采用干钻的方式,并且在钻进过程中密切关注各孔地层变化,以便随时对钻孔速度及钻压等进行相应调整,防止钻孔出现扭曲、变径等问题。一旦在钻进过程中出现塌孔缩孔等现象,需要施工人员立即停止钻进操作,同时在将灌浆压力调整至0.1MPa到0.2MPa的情况下对其进行固壁灌浆处理,确保水泥砂浆已完全初凝再继续扫孔钻进[3]。按要求,孔口偏差不得超过±50mm,孔深允许偏差需控制在+200mm。为确保锚杆孔直径,要求实际使用钻头直径必须大于设计孔径,实际钻孔深度则应至少比设计深度大0.2m。
施工人员在及时对锚杆孔进行清理和严格检验之后,即可直接将已经准备好的锚杆插入对应孔中。本工程在二级边坡修复中所使用的格构式锚索支护中,选用砂浆锚杆作为锚索,要求孔内锚杆长度的误差值不得超过±50mm。在锚固注浆施工中,施工人员需按照由下至上的顺序进行注浆作业,直至孔口不再排气且孔口浆液溢出浓浆即可停止注浆。为保障锚固注浆效果,本工程选用水灰比在0.45~0.5、灰砂比为1:1的M30水泥砂浆作为注浆材料,将注浆压力设定在0.2~0.4MPa,在完成全部注浆后,需要施工人员及时将注浆工具如注浆管、注浆枪等清洗干净即可。
结束语
综上所述,当进行道路高大边坡施工时,有必要对其进行稳定性分析,并以此为基础制定出相应的处理方案。在此过程中,施工人员需要切实结合道路沿线地质情况及其边坡实际情况,合理选用相应的分析方法准确判断边坡的稳定性,同时严格依照国家相关标准要求,在明确边坡特点的基础上,围绕施工场地地质条件以及周边环境,灵活选用包括人字形骨架护坡、格构式锚索支护等边坡支护施工技术。并对各项施工技术的施工工艺流程、施工要点等进行统一明确,从而通过充分发挥边坡支护施工技术的应有效用,达到增强道路高边坡稳定性的目的,切实保障道路边坡施工质量。
参考文献:
[1]林一杭.市政工程道路高边坡施工技术要点解析[J].建材与装饰,2018(14):257-258.
[2]刘睿,李璐.城市道路高边坡设计施工技术探讨[J].黑龙江交通科技,2017,40(04):79-80.
[3]卢建华.安川高速公路高边坡稳定性分析及防护技术研究[D].长安大学,2016.