高邊坡支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用分析

公麗艷

（山西路橋市政工程有限公司，山西太原 030006）

0 引言

在道路橋梁建設(shè)中，不可避免地會應(yīng)用到高邊坡支護技術(shù)，配合地質(zhì)勘查與力學(xué)分析能夠確認各項參數(shù)信息，并根據(jù)現(xiàn)場的實際情況制定施工規(guī)劃方案，避免后續(xù)建設(shè)中發(fā)生風(fēng)險問題。同時，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高邊坡支護正逐漸成為獨立的體系，不僅應(yīng)用方面得到了優(yōu)化，且還能夠有效節(jié)省各類資源的消耗，進一步提高路橋工程的整體建設(shè)效果。為此應(yīng)對高邊坡支護技術(shù)進行分析，提出科學(xué)合理的執(zhí)行措施，從而有效保證路橋建設(shè)施工的質(zhì)量。

1 路橋工程中高邊坡支護技術(shù)概述

1.1 路橋工程

交通是經(jīng)濟發(fā)展的先決條件之一，而路橋工程施工水平將直接關(guān)系后續(xù)的建設(shè)速度，為此必須考慮相關(guān)工作開展的合理性，按照標準規(guī)定預(yù)先對其進行規(guī)劃，以安全性、穩(wěn)定性和實用性為原則構(gòu)思，通過整體化評估提高項目在投入使用后的壽命，從而避免在后續(xù)運營中發(fā)生交通事故問題。現(xiàn)階段，我國路橋事故頻發(fā)，在調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)事故都是由于施工不當(dāng)而引發(fā)的，為此在建設(shè)中必須重視各類技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合不同情況提出方案，并進一步優(yōu)化路橋工程設(shè)計的整體構(gòu)思，打造現(xiàn)代化的交通設(shè)施，為后續(xù)交通經(jīng)濟發(fā)展提供推動力[1]。

1.2 高邊坡支護

高邊坡是指土方開挖高度≥20m 的邊坡，破壞形式呈現(xiàn)多樣化，其作為一種臨時結(jié)構(gòu)方式，如地形施工條件不同、基坑形式不同，所選用的方案也需要進行調(diào)整，避免當(dāng)邊坡受到內(nèi)力或外力沖擊時，崩塌的土體可能堆積于坡底部，引發(fā)安全事故。同時，如支護出現(xiàn)偏差則會使得局部的土體、巖石等脫離，對后續(xù)投入使用造成影響，且可能引發(fā)土體下滑、局部變形等情況。為此在建設(shè)中需要預(yù)先整合項目參數(shù)，為保障路橋建設(shè)的安全，實際施工中應(yīng)做好不同地質(zhì)條件下邊坡支護，并做好相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整，保證建設(shè)的穩(wěn)定性。

2 高邊坡支護技術(shù)在路橋工程中的分析

2.1 工程概況

山西某道路橋梁工程施工現(xiàn)場勘察中發(fā)現(xiàn)，區(qū)域地層強度結(jié)構(gòu)較差，在建設(shè)中對其多種實施方案進行對比研究，最終涉及總長度為9.5km，設(shè)計路基寬度為25.5m；路面寬度為18m，并對全過程建設(shè)制定了方案，要求高邊坡支護設(shè)計最大試驗荷載為4000kN。邊坡所在的地質(zhì)構(gòu)造可能在施工中影響巖層形態(tài)和節(jié)理，為保證建設(shè)后能夠順利投入使用，著重考慮了場地、環(huán)境、地形和土質(zhì)等施工因素，具體施工數(shù)據(jù)如表1所示，確保項目能夠順利完工。

表1 路橋工程高邊坡防護參數(shù)

2.2 基本原則

高邊坡在支護中可能受到各種不穩(wěn)定因素影響，引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。為此上述工程對10～15m 的土質(zhì)邊坡以及坡度為30～60°的邊坡加大了關(guān)注力度，對土方開挖高度≤40m 的邊坡進行放穩(wěn)定坡率；如土方開挖高度＞40m 以放較陡的坡率為主，可達到提高支擋和加固的目的。為了避免在施工中對周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞，放棄使用破壞植被或者增大征地量的方法。因此綜合考慮了區(qū)域的地下水因素，選擇增加坡腳的支撐力，不僅可以有效避免高邊坡出現(xiàn)局部失穩(wěn)的問題，還可以減少對環(huán)境的破壞，并且在此基礎(chǔ)上完善了地下排水系統(tǒng)，以此有效降低水對高邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生的不良影響，進一步提高路橋工程的整體安全性和穩(wěn)定性，確保項目能夠順利實施[2]。

2.3 基礎(chǔ)計算

若想確保邊坡結(jié)構(gòu)面自身的穩(wěn)定性，就需要對基礎(chǔ)計算加大關(guān)注力度，根據(jù)其物質(zhì)組成、力學(xué)性狀進行細化分析，參照《工程地質(zhì)手冊》要求，了解土體與基巖接觸面附近滑動情況是否在規(guī)定標準范圍內(nèi)，避免后續(xù)所得數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)偏差。上述工程勘察中發(fā)現(xiàn)，部分區(qū)域接觸面附近土體擾動較弱，局部可見揉皺及滑動鏡面，為了保證高邊坡施工的有效性，選擇坡率類別法與定量分析方式。在坡率類別法穩(wěn)定性評價中，預(yù)先了解了當(dāng)前項目的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)大部分自然邊坡坡率為1∶1.69～1∶2.56，為此高邊坡允許坡率為1∶1.25～1∶1.50；定量分析中選取5 個斷面，根據(jù)高邊坡在天然狀態(tài)和連降暴雨狀態(tài)時的受力情況計算邊坡穩(wěn)定性系數(shù)，最終確定部分區(qū)域穩(wěn)定性較差，后續(xù)對此調(diào)整，保證高邊坡基礎(chǔ)滿足項目預(yù)期要求。

3 高邊坡支護技術(shù)在路橋工程中的影響

3.1 軟基

該路橋工程處于軟土地基部位，可能出現(xiàn)橋頭跳車情況，如施工人員未能對此加大關(guān)注力度，則會增加工程投入使用后事故的發(fā)生概率。同時，軟土區(qū)域在高邊坡支護中與普通地基存在差異，若未能明確標注，則可能因方案缺陷問題而出現(xiàn)返工重建等情況，增加工程建設(shè)的消耗。為此，上述工程應(yīng)預(yù)先明確軟土地基與普通地基的沉降差值，通過事前勘察確定基礎(chǔ)參數(shù)，從而保證設(shè)計構(gòu)思準確無誤[3]。

3.2 抗震

高邊坡支護技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已逐漸步入成熟階段，但由于工程建設(shè)中不同路段可能存在差異，若施工過程中未能全面結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，則可能出現(xiàn)最終方案與實際不符的問題。為此，上述工程從路橋結(jié)構(gòu)入手，對地區(qū)振幅進行預(yù)測，結(jié)合相關(guān)參數(shù)對路橋的高邊坡區(qū)域進行處理，并通過配合大量的實測資料進行優(yōu)化和完善，從根本上提升路橋抗震質(zhì)量，確保整個工程的穩(wěn)定性。

3.3 共振

調(diào)查中路橋坍塌事故都是由于共振原因而引發(fā)的，為此需要在高邊坡支護中對共振加大關(guān)注力度，避免因處理不當(dāng)而直接影響工程建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性。上述工程在施工建設(shè)中，考慮設(shè)計方面要了解后續(xù)項目應(yīng)用中的共振情況，確保方案執(zhí)行的合理性，結(jié)合實際進行了相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整，從而避免后續(xù)施工或投入運行因共振而發(fā)生安全問題。

3.4 保護

為了全面減少路橋意外碰撞所導(dǎo)致的安全事故，必須對施工中的保護工作加大關(guān)注力度，從而有效規(guī)避隱患問題的出現(xiàn)。傳統(tǒng)路橋設(shè)計對“路”和“橋”區(qū)分構(gòu)思，但這樣的方式使得高邊坡施工方案缺乏整體性，如針對后續(xù)的運行穩(wěn)定性方面、組合后的保護方面的問題被忽視，在一定程度上降低了路橋工程的建設(shè)質(zhì)量。為此上述工程施工從全過程入手，對上部與下部結(jié)構(gòu)進行加固，使運行得到全面保護，以此有效提高項目投入使用時的安全性和穩(wěn)定性。

4 高邊坡支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用要點

4.1 開展變形監(jiān)測

高邊坡支護技術(shù)在應(yīng)用中要考慮基本變形，上述工程依照路橋觀測的精確度要求，在施工中采用信息化的施工技術(shù)，掌握施工范圍內(nèi)建筑和邊坡可能出現(xiàn)的變形情況。為了保證高邊坡支護后的穩(wěn)定性，在地下結(jié)構(gòu)施工中工程項目配合BIM 技術(shù)通過監(jiān)測得到數(shù)據(jù)，準確反映工程周邊的情況，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)計的參數(shù)進行對比，及時歸納、反饋監(jiān)測結(jié)果，合理地分析出其差異。

4.2 技術(shù)狀況評定

高邊坡支護技術(shù)狀況評定中，要求確立邊坡加固狀況評定標準。上述工程建立了專門負責(zé)檢查的工作小組，針對現(xiàn)存問題采取針對性措施，一次性完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、日常檢查情況的“獨檔”制度。施工人員全面了解當(dāng)前項目的特征后，對邊坡加固施工質(zhì)量進行把控，并委托技術(shù)單位進行定期檢測與評定，在高邊坡支護技術(shù)應(yīng)用中以評定結(jié)果為質(zhì)量基礎(chǔ)，規(guī)避工程可能存在的隱患。

4.3 調(diào)整坡體形狀

高邊坡支護技術(shù)要對實際的工程進行了解，如坡體則應(yīng)選擇反壓模式，需要預(yù)先進行建設(shè)分析，掌握土質(zhì)結(jié)構(gòu)與風(fēng)化程度后調(diào)整坡體的形狀，避免擾動邊坡造成影響。上述工程在施工中，要求全過程遵循基本原則進行操作，以此保證區(qū)域周圍的巖土的穩(wěn)定性，使工程與環(huán)境之間的矛盾關(guān)系得到緩解。同時，考慮坡體幾何形狀將很大程度上影響其穩(wěn)定性，為此選擇削弱邊坡滑面層的巖石，放緩邊坡坡度，從而進一步提高加固的穩(wěn)定性。

5 高邊坡支護技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用策略

5.1 做好施工準備

上述路橋工程在施工中為了確保后續(xù)能夠按照標準嚴格執(zhí)行，提前出具了施工建設(shè)規(guī)劃方案，以此保證整個施工環(huán)節(jié)的流暢性。施工準備階段要求分析周邊環(huán)境的情況，對周邊的各類植物進行保護處理，控制對每一個環(huán)節(jié)的影響，地段原地面清除表土厚度需要按照30cm 左右對其進行計算，如果松散層的厚度＞30cm 要求進行翻開處理。同時，該工程提前分析了10km 內(nèi)土質(zhì)的含水量，區(qū)分了不同路段的實際地質(zhì)情況，并選用針對性的技術(shù)手段對其進行處理，如某路段土質(zhì)軟弱，為此在壓實中選擇超出規(guī)范值3%，保證高邊坡支護技術(shù)應(yīng)用的實際效果，而總體參數(shù)則規(guī)范控制在2%以內(nèi)，檢測穩(wěn)定后進行下一階段，保證項目滿足預(yù)期要求。

5.2 強化基底處理

高邊坡支護技術(shù)若想確保其應(yīng)用的效果，必須要做好基底處理工作，為此上述工程預(yù)先采用全站儀進行測量，直線段各放樣點相距1.2m，放出造孔施鉆的方向線，將誤差控制在±30mm，邊緣位置每隔2.5～3m 設(shè)計控制點，避免后續(xù)施工出現(xiàn)質(zhì)量問題。同時，該工程在勘察中確認參數(shù)信息，區(qū)域高邊坡開挖高度為28m；坡度為36°，為此預(yù)先進行基底和下層滑動的穩(wěn)定性檢算，從而保證抗滑動系數(shù)符合預(yù)期規(guī)定值，并在此基礎(chǔ)上做好覆蓋層的清除工作，隨后進行臺階的挖掘，要求臺階高度＞2m，以提升高邊坡施工建設(shè)的安全系數(shù)。

5.3 選擇施工技術(shù)

5.3.1 擋土墻

擋土墻能夠防止土體變形，在上述路橋施工中，先清除塌陷的部分，依靠底板上的填土重量維持穩(wěn)定性，確保高邊坡支護處于高性能狀態(tài)，并每隔一定距離加一道扶壁，以此切實提高工程的質(zhì)量。項目實際應(yīng)用如表2所示。

表2 高邊坡?lián)跬翂χёo

5.3.2 抗滑樁

高邊坡巖體松動會埋下安全隱患問題，必須著手對此方面進行優(yōu)化和調(diào)整，為此上述工程在未發(fā)生事故前，選擇打入抗滑樁的方式對高邊坡進行加固。施工中對技術(shù)要求嚴格，外部尺寸要求高于地表層20cm 左右，并制定完善的保護措施，對鉆孔區(qū)域進行維護。為了避免樁孔周圍的土壤出現(xiàn)松動，護臂選擇采用混凝土材料進行澆筑，樁體深入基層起到阻滑作用，使抗滑樁周圍處于一個平衡的狀態(tài)，在完成后反復(fù)對路橋受力參數(shù)進行測量，避免出現(xiàn)真空層。

5.4 優(yōu)化鋼筋錨固

鋼筋錨固能夠協(xié)同各種荷載壓力、拉力以及彎矩等，為此上述工程采用原始回填土分層的方式，對高邊坡支護進行了錨固。首先，將鉆孔深度達到設(shè)定的位置，面層以上增加0.5m 厚鋼筋混凝土，并沿基礎(chǔ)面植入抗剪力鋼筋；其次，在孔內(nèi)灌注水泥漿，對實際錨桿的位置進行精準測定，檢驗位置是否合格，然后根據(jù)現(xiàn)存情況實施鉆孔作業(yè)，以此提高支護的效果，限制被加固體的位移和變形；最后，在高邊坡支護中需要考慮土層回填問題，為此加固對象還需要結(jié)合實際進行組合，以此不斷增加整個坡面的穩(wěn)定性，使路橋高邊坡的性能得到提升。

5.5 設(shè)計排水方案

路橋工程中高邊坡支護是保證項目順利投入使用的基礎(chǔ)，但如果排水方案設(shè)計不當(dāng)，則可能因存在問題而降低整體的穩(wěn)定性。為此上述工程要求在實際工作開展前了解區(qū)域氣候條件與降雨量，并分析地下水的條件，若土壤中水分含量超標流動性會增大，則會出現(xiàn)滑坡的情況。上述工程為了避免因外在因素影響邊坡穩(wěn)定性，預(yù)先選擇在坡頂種植根系發(fā)達的植物，并選擇在坡頂設(shè)一道截水溝，以此有效減少水體對坡體的侵蝕與滲透，參數(shù)要求溝底寬0.5m、溝坡0.75m，充分考慮支護中的排水設(shè)計，在坡體的內(nèi)外側(cè)修筑排水溝，地表排水采取攔截或引離的方式，并選擇水泥砂漿抹面提高施工質(zhì)量，實現(xiàn)快速匯集并及時引出。

5.6 施工后續(xù)審核

施工審核對于高邊坡支護安全保障十分重要，在上述工程完工后對此方面加大了關(guān)注力度，使其能夠有效滿足投入使用需求。執(zhí)行中選用測量儀器對各項參數(shù)標準進行驗算分析，找出現(xiàn)存的不穩(wěn)定因素，并在此基礎(chǔ)上對地點周邊環(huán)境進行了安全檢測，觀測并收集各項數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測保護與相關(guān)措施規(guī)避環(huán)境污染問題，最終確認所有參數(shù)均符合路橋工程的建設(shè)要求，切實保證施工土體支護的施工質(zhì)量，避免因建設(shè)不當(dāng)而為后續(xù)項目投入使用埋下安全風(fēng)險隱患問題。

6 結(jié)語

在公路工程的具體施工過程中，應(yīng)用高邊坡防護技術(shù)能夠有效保障路基邊坡的穩(wěn)定性與安全性。為了進一步提高高邊坡防護技術(shù)的有效性，相關(guān)負責(zé)人員要根據(jù)不同的現(xiàn)場條件，選擇合適的高邊坡防護方案，并對其施工中存在的問題進行詳細分析與研究，提高建設(shè)施工的整體質(zhì)量，以促進路橋施工中高邊坡支護技術(shù)的發(fā)展。