市政道路邊坡支護工程方案優化探討

【摘要】伴隨著經濟的發展和科技水平的提高，我國的市政建設取得了長足的進步，人民生活得到了很大改善。城市道路邊坡支護是市政道路建設中的一個重要環節，其施工質量的優劣直接影響著整個市政道路建設的質量，需要引起足夠的重視，以保證施工質量。在實際施工過程中，由于各種不確定因素的影響，市政道路建設需要合理優化工程方案，因地制宜開展邊坡支護工程，提高邊坡支護結構的穩定性，以提高市政道路交通建設的整體結構強度。

【關鍵詞】市政道路;邊坡支護;方案優化【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、引言

伴隨著城市化進程的加快和山地丘陵地區道路建設的不斷擴大，城市道路邊坡支護的建設問題越來越受到人們的關注。長期的地質歷史，自然化的邊坡經過不斷的調整和應力平衡，最終達到了一個相對穩定的狀態。但工程施工往往導致原平衡的紊亂，使邊坡支護回歸應力調整過程，從而導致邊坡應力分布不穩定。通過合理有效的邊坡支護工程措施，保證邊坡支護的穩定性，是解決公路邊坡問題的主要途徑。城市公路邊坡支護工程施工過程中，應根據當前工作的特點和需要，優化邊坡支護工程方案。

2、市政道路邊坡支護工程的特點

伴隨著我國城市化進程的加快和國家基礎設施投資的增加，城市公路建設也不可避免地面臨著地質建設問題，其中公路邊坡支護的穩定問題最為突出。由于坡度、堆載、開挖、路面施工等因素影響，城市道路工程易發生滑坡，既延長了建設工期，增加政府投資，又危害到人身和財產的安全，因此，有效的邊坡支護道路工程方案應被引起重視。

2.1市政道路邊坡支護工程的地質工程屬性

地質工程主要有地下洞室、邊坡支護、地基、地質災害防治、地質環境管理、基坑等工程，其中公路邊坡支護工程是按邊坡工程類型劃分的。鐵路、公路等道路建設過程中具有以下幾點特點。第一，特殊的地質環境。施工中，施工環境是與地質環境相分離的，具有不同于一般的環境條件。地質環境包括地下水、地應力、活動斷層和其他地質巖石儲存環境。由于地質環境的隱蔽性差，施工難度大，因此地質工作具有特殊性。第二，地質條件復雜。建設現場地質條件復雜，包括施工現場軟土、黃土和膨脹土、紅壤等軟弱土層，或特殊情況下出現滑坡。施工過程中，常伴有地基沉陷、地基失穩、建筑物裂縫、滑坡、砂質土等。道路建設中常見的地質問題是土體沉降和邊坡失穩。第三，水文條件復雜。例如地下水位過高、河湖閉塞、局部雨水充沛等復雜的水文條件，在工程建設中往往會造成工程安全穩定，影響施工進度。水對邊坡及地基穩定性的影響是多方面的，是引發邊坡滑坡的主要原因。工程建設風險較大，尤其是人類活動之后的邊坡。第四，特殊的建筑材料。地質巖作為工程施工材料，地質構造為工程施工結構，地質變化復雜。當前，我國對地質工作認識不夠全面，改造利用困難。第五，涉及廣泛的理論問題。它是在工程地質學的基礎上發展起來的，具有工程地質學的特征。其理論基礎主要有：地質結構管理理論、巖石結構調整與巖體結構管理理論、土體結構控制理論、地質條件前兆理論、地質災害前兆預測、地質現象處理預警措施預測、邊坡支護保護等地質構造重建理論、工程地質勘察、鉆探、監測、數值分析與模擬理論。一般說來，它是一門涉及地質、工程、生態、機械、結構等學科，以及數學、物理化學等學科的工程理論與實踐。第六，高風險。地質工作風險增加的主要原因是巖石和地質的不確定性和復雜性。在實際應用中，由于巖體固有的各向異性，以及設計參數選擇與評價的隨機性，造成測量結果的失真，甚至造成工程事故。從地質剖面和巖石分類來看，地面上出現的巖石對應于施工期間挖出的斷層，目前尚不清楚。所以，盲目按地質報告進行項目建設，將會產生很大的工程風險。

2.2市政道路邊坡工程的市政工程屬性

城市道路邊坡支護建設是指城市賴以生存和發展所需要的公共投資、工程建設和社會基礎設施，以及成功開展各種社會經濟活動所需要的城市建設。城市道路邊坡支護工程是政府出資建設的具有市政建設基本特點的屬性。第一，市政道路邊坡支護建設更加政治化。在國家投資、組織和建設的框架下，市政建設存在較大的行政干預和政治風險。第二，邊坡支護環境條件復雜。城市道路邊坡支護建設中，政府投資的建設項目往往處于復雜的環境中。道路邊坡支護工程中的建設場地，往往會布滿居民房屋、商店、工廠、學校和醫院等建筑物，可能存在高邊坡工程。所以，在施工過程中，往往會出現影響施工進度、影響周邊建筑物及邊坡的穩定與安全現象，不利于政府投資管理，不利于居民財產安全，阻礙交通，影響居民正常生產和生活保障設施建設，污染甚至破壞環境，不利于整個環境的協調。第三，市政道路邊坡支護工程屬于公用事業。大部分市政工程，如城市道路、橋梁等，都是為了社會和經濟發展的需要而建造，具有非商業性質，管理方式也普遍不同。

3、市政道路邊坡支護工程方案的優化

3.1原設計的市政道路邊坡支護方案

抗滑樁和擋土板聯合設置原抗滑樁，采用旋轉鉆進方式，其工程成熟可靠，可有效對山體道路進行邊坡支護。抗滑樁有5種規格：12m、14m、16m、18m、19m。用于C30型鋼筋混凝土結構。樁徑1.5m、樁中心間距2.4m、凈距0.9m、內設長度8-13m、控制臺長度4-6m、防滑樁81根。擋土板安裝在樁的背面，而且只安裝在懸臂部。鋼筋混凝土結構C30，長2.4m，高1m，厚0.4m。

3.2優化后的市政道路邊坡支護方案

第一，優化操作。原始設計方案確定后，由部門組織人員、機械、材料進行現場施工。如果施工過程中產生大雨，山區濕度達到飽和，在施工期間不可避免會出現二次滑移。如遇此緊急情況，必須立即停止施工，并將人員、設備、材料撤離到安全地點，報告現場監測結果。第二，優化問題。多處滑坡發生后，山體一直處于極不穩定狀態，如按照原方案在樁背設置支護板，可能會導致巖體失穩，反復發生滑坡，對施工人員和機械設施構成嚴重威脅。此外，由于工程進度緊張，需要因地制宜地制定安全、可行、有效的施工方案。第三，問題的最佳優化方案。根據以上情況，可以提出組合抗滑樁方案，即在兩根抗滑樁后各加一小塊擋樁，以較小的作用半徑取代原來的橫膈梁。由委托單位確定具體設計參數。最后在原來的防滑樁間設一根直徑1.2m的擋土樁，緊鄰主樁，采用C30鋼筋混凝土筒體結構。樁的長度取決于控制臺的長度。平均覆蓋2m，支護樁80根。擋土樁與主樁之間還設置有直徑0.6m的“砂礫”，即用砂礫填滿0.6m旋轉直徑0.6m的孔，主要功能是集水，共裝了80個“礫石樁”。最終，在主樁與擋土樁連接處，在一定的排水井鉆孔間隔下，通過碎石中心通道，使山體滲水快速流動，減少抗滑樁的側向應力。

3.3市政道路邊坡支護工程方案優化后實施情況及效果

最優方案與原方案的最大區別是取消了擋土板，增加了檔土柱。為加快施工進度，采用旋挖成孔，從而增加了挖掘機和鋼筋底座的加工負荷。為加速施工，需做如下調整。第一，在施工現場，鋼電池工作小組將由原來的工作小組增加到兩個。第二，由于一些限制，如建筑工地現場外增加了處理鋼筋混凝土的場地，改變鋼筋與主筋之間的連接方式，由雙向焊接改為套筒連接，增加了兩組可拆卸鋼筋。第四，將吊車從一個增加到兩個吊車，用于在施工現場運送材料，以提高鋼筋籠隊伍的施工效率。第五，增加旋轉式挖掘機操作員，確保每天有足夠的鉆孔數量。使所有鋼筋混凝土單元完全懸掛，是解決場地面積小的一個有效方法。建筑工地管理人員應注意以下幾點。第一，必須實時監控現場工作組的動態，以及不同小組的材料使用情況，特別是材料不足時，應立即呼叫吊車協助吊車吊運物料，提高各班組工作效率。第二，在場外要特別注意鋼筋基礎的處理。第三，當施工現場鋼筋籠達到一定數量并鉆出相應的鉆孔時，必須立即安裝起重機鋼筋籠，以避免掉隊，加快施工速度。

3.4市政道路邊坡支護工程方案優化前后對比

第一，進度對比。根據估算，若按原工程施工，工期應至少為2-3個月。通過優化設計，在20天施工周期內比原設計有了較大的飛躍。第二，安全性比較。最嚴重的安全問題為墻背護板的設計與安裝，尤其是二次滑坡，使山體處于極不穩定狀態，嚴重影響到施工人員和設備的安全，就像山崩隨時可能再次發生一樣。該方案無需開挖墻背，就可消除源側滑坡的危險，大大提高了施工安全性。第三，成本與利潤之比。在優化后，支出略有增加，但絕對利潤大幅增加，產量相應提高，明顯高于原計劃。第四，質量對比。相對于擋板而言，“留柱”具有較好的整體性，能有效保護地基，地壓能很好地承受基樁，外觀美觀，因此質量并不低于原方案。

結語：

伴隨著國家對城市基礎設施建設的投入，有效、優質的市政道路提升工程管理日趨復雜。為此，在市政公路建設過程中，應正確制定護坡工程優化方案，總結工作經驗及相關措施，合理設置相應的吊裝結構，以提高整體施工水平和效率，優化方案積極作用，推動各項工程的合理施工與管理，確保邊坡結構得到合理優化，滿足當前工程需求。

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作者簡介：

李念（1980.01.21），男，漢族，湖南省岳陽，中級工程師，碩士研究生，主要從事：市政道路工程設計。