摘要:公路的發展嚴重的影響著人們的出行方便程度,因此處理好公路邊坡工程地質災害工作非常重要。本文主要分析了公路邊坡地質災害類型,提出了公路邊坡地質災害相關問題及解決措施,以供參考。
關鍵詞:公路邊坡;災害類型;問題;措施
我國是人口大國,加上經濟的發展,人們的生活水平得到了很大的改善,對公路造成了更大的壓力。公路邊坡地質災害是影響公路質量的重要影響因素之一。公路邊坡(滑坡、泥石流)問題受制于土地資源的合理開發利用,其失穩滑塌嚴重危機到國家財產和人們的生命安全,因此對邊坡的正確認識、合理設計、適當的治理,把邊坡失穩造成的危害降低到最低限度,是巖土工程界的學者和工程設計人員必須考慮的問題。
1公路邊坡地質災害類型
1.1滑坡
引起滑坡有兩種因素。一是內在因素:主要表現為邊坡(巖)土體強度與滑坡下滑的剪切力是否相適應,當剪切力大于邊坡自身強度所形成的抗滑力時,邊坡就會變形,直至破壞滑動。而當(巖)土體自身的強度較大,所產生的抗滑力大于下滑的剪切力時,邊坡就穩定。控制邊坡穩定程度的內在因素,主要是(巖)土體的性質和其內部結構,地應力的大小等;二是外在因素:邊坡是否產生活動還決定于外在因素,邊坡的邊界條件,地表水及地下水的影響,地震和爆破震動的影向,人類活動影響等等。
1.2崩塌
崩塌是較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象。產生在土體中者稱土崩,產生在巖體中者稱巖崩。同滑坡的誘發因素一樣,崩塌的誘發因素主要有大氣降雨、地震和人類工程活動等。而巨型崩塌的主要誘發因素也是降雨尤其是連續暴雨,其次是地震因素引起的崩塌。
1.3泥石流
泥石流是斜坡上或溝谷中松散碎屑物質被暴雨或積雪、冰川消融水所飽和,在重力作用下,沿斜坡或溝谷流動的一種特殊洪流。特點具有爆發突然,歷時短暫,來勢兇猛和巨大的破壞力。泥石流的形成主要受暴雨控制。
1.4地震與爆破
地震對公路邊坡的影響極大,究其原因,首先是地震的強烈作用使邊坡(巖)土體的內部結構發生破壞和變化,原有的結構面張裂、松弛,再加上地下水也有較大變化,特別是地下水位的突然升高或降低對邊坡穩定很不利。另外,一次強烈地震的發生,往往伴隨著許多余震,在地震力的反復振動沖擊下,斜披土體就更容易發生變形,最后就會發展成滑坡。
1.5地面塌陷
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質現象。當這種現象發生在有人類活動的地區時,便可能成為一種地質災害。
1.6地裂縫
地裂縫是地表巖層、土體在自然因素(地殼活動、水的作用等)或人為因素(抽水、灌溉、開挖等)作用下,產生開裂,地表水的下滲,導致邊坡土體飽和,甚至在邊坡下部的隔水層上積水,從而增加了滑體的重量,降低了邊坡巖土體的抗剪強度,最終導致滑坡。地下水的存在,使邊坡(巖)土體抗剪強度顯著減小,同時地下水還能溶解土石中的易溶物質,使土石成分發生變化,并使巖石和巖體結構受到破壞,發生崩解和泥化現象,從而使(巖)土體的抗剪強度降低,導致滑坡的形成。
2公路邊坡地質災害治理的設計原則
2.1安全性原則
邊坡及其支護結構在正常施工和正常使用時能承受可能出現的各種荷載作用,以及在偶然時間發生時及發生后應能保持必須的整體穩定性。
2.2適用性原則
邊坡及其支護結構在日常使用時能滿足預定的使用要求,如作為建筑物環境的邊坡能保持主體建筑物的正常使用。
2.3耐久性原則
邊坡及其支護結構在正常維護下,隨著時間的變化,仍能保持自身整體穩定,同時,不會因為邊坡的變形而引起主體建筑物的正常使用。為了對邊坡及其支護結構的可靠性進行定量描述,可采用邊坡工程的可靠度概念。它是指邊坡及其支護結構在規定的時間內,在規定的條件下,保持自身整體穩定性的概率。顯然,它是邊坡及其支護結構可靠性的一種概率度量。
3公路邊坡災害的治理措施
目前可供采用的邊坡加固措施很多,有削坡減載、排水與截水措施、錨固措施、混凝土抗剪結構措施、支擋措施、壓坡措施以及植物框格護坡、護面等,在邊坡治理工程中強調多措施綜合治理的原則,以加強邊坡的穩定性。
3.1抗滑樁
3.1.1工程概況及邊坡病害原因
某公路路段根據原設計,采用抗滑樁擋土墻。但是,在施工過程中,抗滑樁擋土墻錯位開裂,主線路及匝道路基裂縫及隆起病害仍在進一步發展。該路段穿越古滑坡,原設計路塹開挖地表高10米,邊坡防護為人字形漿砌片石防護,但在路基開挖后不久既出現路表隆起,邊坡滑塌,左側山體滑動,并出現多處裂縫的病害。又由于連續降雨,抗滑樁上部的砼擋墻錯位開裂,路面基層出現多處裂縫、路基擠壓隆起,砼檔墻錯位嚴重。
3.1.2病害成因
首先,由于地質條件差,對本處滑坡采用的抗滑樁樁長偏小,安全系數偏小。其次是未按設計圖紙施工,最后,未及時卸載,延誤了寶貴的時間,導致擋墻最大滑動量已達1米左右,抗滑樁已被破壞。
3.1.3治理方案
本路段在已掌握地質資料的基礎上,進行了補充鉆探,以便進一步探明滑坡的地質情況為制定滑坡的自治方案提供可靠依據。
3.1.4病害治理施工順序及施工方法
(1)鋼管樁:鋼管樁按5-8m分段分批實施,在同一斷面上,在抗滑樁實施前必須完成鋼管樁的施工。(2)抗滑樁;施工前先開挖工作平臺,樁鋼筋籠制作需要提前安排,確保鉆孔到位后立即組織混凝土灌注。當抗滑樁灌注完畢后,且混凝土強度達到85%后,才能進行相鄰抗滑樁的鉆孔施工。(3)擋土墻及系梁;按設計圖紙的分段,該段擋墻范圍內的兩排抗滑樁施工完畢后,立即組織擋墻及系梁的澆注。上述工程施工完畢后,施工檔墻后的碎石盲溝,修整邊坡。并根據現場需要完善坡面排水系統、綠化等。
3.1.5效果
現工程已經完成,邊坡變形已經得到了控制,公路路面維修后已經通車,目前運行良好,坡體、路面現未發現開裂、變形等跡象,監測結果顯示處治后邊坡處于正常使用安全狀態。實踐證明,該工程的防護是比較成功的。
3.2防排水治理技術
首先設置截水溝;為了防止邊坡以外的水流進坡體,對坡面進行沖刷,影響邊坡穩定性,通常在邊坡外緣設置截水溝,以攔截坡外水流。其次設置坡內排水溝;除了邊坡外緣設置截水溝外,在邊坡坡體內應設置必要的排水溝,使大氣降雨能盡快排出坡體,避免對邊坡穩定產生不利影響。
3.3注漿加固技術
當邊坡坡體較破碎、節理裂隙較發育時,可采用壓力注漿這一手段,對邊坡坡體進行加固。灌漿液在壓力的作用下,通過鉆孔壁周圍切割的節理裂隙向四周滲透,對破碎邊坡巖土體起到膠結的作用,形成整體;此外,砂漿柱對破碎邊坡巖土體起到螺栓連接作用,達到提高坡體整體性及穩定性的目的。注漿加固可對邊坡進行深層加固。
3.4加筋邊坡和加筋擋土墻技術
加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強度.增強土體的穩定性。因此.凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術,形成的結構亦稱為加筋土結構。和傳統支擋結構相比.加筋邊坡和加筋擋土墻的特點有:結構新穎、造型美觀、技術簡單、施工方便、要求較低、節省材料、施工速度快、工期短、造價低廉、效益明顯、適應性強、應用廣泛等。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優點,目前其已從公路路堤、路肩發展到應用于其他各種支擋結構和邊坡防護。
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