浅谈高速公路边坡病害及加固

浅谈高速公路边坡加固摘要：本文从高速公路边坡加固技术的现状开始，谈到了高速公路边坡面临的现实条件和边坡病害的原理。在此基础上介绍了几种边坡加固的类型以及其优缺点和适用情况。最后总结加固方法的选取要根据工程特点、施工条件、经济水平来衡量选用。关键词：边坡加固，挡土墙，抗滑桩，预应力锚索，排水固结1前言目前,高速公路以其特有的优势成为我国重要的交通手段。高速公路因其线形、纵坡等方面的约束需要，高填深挖路基较多，由此产生的各类边坡，如加固和防护措施不得力，极易引发各种边坡病害。如何对开挖后的边坡进行合理的稳定性评价和加固成为高速公路建设中的一个难题。2高速公路边坡加固技术现状[1]边坡可分为自然边坡和人工边坡，边坡工程一般指人工边坡，是一种把自然边坡经人工填筑或开挖形成的工程地质体。边坡工程涉及领域很宽，不同行业的边坡工程各具特色。对单个边坡而言，矿山工程边坡高陡，水利工程边坡需要考虑水位升降、洄水影响以及流水侵蚀等诸多复杂的因素。公路边坡具有自身特点，线长点多，地质条件种类多，情况复杂，安全度要求高。坡高相对较矮，坡度略缓，一般直接开挖于地表，其坡高通常为几米至几十米，百米以上高边坡并不多见。边坡多由残坡积、全风化、强风化、中风化、微风化和未风化等不同岩层构成，工程性质相对复杂，值得重视。边坡病害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流、错落、流坍、冲刷、剥落等，其中滑坡、崩塌、泥石流被称为是山区公路的三大主要地质病害。2.1滑坡滑坡一般指斜坡(小于30°)或边坡(人工斜坡)上的岩土体在重力作用下沿一定的软弱面向下前方整体滑动的现象。人工填筑物滑坡常常由于坡脚地基软弱，或在雨水长期冲刷下导致填土滑移，这在软基地区以及山区填方都有发生；而最为常见的还属山区的挖方滑坡。一般讲，滑坡按形成原因可分为自然滑坡和工程滑坡；对于地质勘察揭示的滑坡，公路选线一般考虑绕避的原则，受其它条件限制不得不通过时，往往会采取加固措施；而涉及公路的滑坡，可分为施工建设期发生的和公路建成运营后发生的滑坡，施工期滑坡往往是由于人为切割山体，导致山体边坡下部形成临空，在爆破、降雨、冻融等外力因素的不利影响下，边坡岩土属性趋向软化或坡体发生蠕变，从而产生滑坡。2.2崩塌崩塌一般指陡坡(大于30°)或边坡(人工斜坡)上岩土沿残积层中的裂隙和下伏风化较浅的岩层或软弱面瞬间脆性破坏的现象。崩塌病害的发生更具突发性，在公路施工期和运营期均可能产生。如浙江省东部沿海一高速公路通车期间，在台风季节曾发生边坡崩塌事件，导致高速公路临时封闭处理近二个月，相应路段的地方道路车辆负荷猛增，常常发生交通拥挤堵塞现象，对地方经济、物流运输、人们出行造成很大影响。2.3泥石流泥石流是指斜坡上或沟谷中含有大量泥、砂、石的固、液相颗粒流体奔腾冲泻的现象。泥石流是地质不良山区的一种介于洪水和滑坡间的地质灾害。泥石流的发生频度主要由于区域山体地貌植被的破坏以及恶劣气候条件的作用，以往在山区低等级公路上发生较多，高速公路往往采取绕避方案或针对性的重点措施，因此，对高速公路边坡的影响相对较少。3影响边坡稳定的因素影响边坡稳定的因素很多，总的归纳起来可分为两大类，即:自然因素和人为因素[2]。3.1自然因素公路是特殊的带状构造物，每条公路都要穿越很多地区，由于受地质构造和地形条件等因素的影响，每一个小区域都有不同的地质和气候条件，云南更显得突出。所以，影响边坡稳定的自然因素包括下列几方面，即:地质、地形、气候和水文条件等四个方面。柴3.2矮贡人为因素前一条公路乎的建设和课使用管理掉，绝寇都是由人果去实现的割，梯盛根据建设纱程序和内吩容逼，门话并结合已扎建公路的攻情况看辟，自附影响边坡圈稳定的人涉为因素可黑归集为下杆列三个方旁面丝，双故即局:声设计因素场、施工因山素和养护萌管理因素寨。想4巡勇高速公路算边坡加固盖类型冈根据滑坡冶产生的原放理，边坡景加固工程交的技术途治径主要有誉减少滑坡起下滑力或珍消除下滑任因素、增验加滑坡阻尚滑力或增袭加阻滑因钳素两种。往边坡加固颠工程须贯扬彻顺应性唯与协调性统原则，充黎分利用稳架定状态的纲自然条件鸟，改造那歪些处于非首稳定状念孟的自然条票件，使之挎处于新的朱稳念。结档合滑坡地面形、水文军地质条件希、滑坡形掩成机理及第发展阶段右，因地制挎宜采用一满种或多种亲措施达到煎防止滑坡垄灾害的产贡生或治理热己发生的估滑坡灾害垄的目的。凳目前，边脆坡加固措趴施可归纳宝为以下几错种类型。蓝4.1贱核抗滑墙散抗滑挡土斩墙是目前芦整治中小再型滑坡应悬用最为广跟泛而且较巡为有效的刃措施之一屑。对于小篮型滑坡改，偶韵可直接在幻滑坡下部咏或前缘修喝建抗滑挡申土墙原；猜围对于中、富大型滑坡戴，镰刺抗滑挡土番墙常与排峰水工程、洽刷土减重捆工程等措聪施联合运才用。其优喊点是山体垃破坏少僵，鬼漠稳定滑坡稳收效快。哥尤其对于裹由于斜坡云体因前缘乖崩塌而引旦起的大规度模滑坡墙，众会起到良士好的整治掌效果。抗刃滑挡土墙酿所抵抗的情是滑坡体解的剩余下肿滑力充，叮较一般挡四土墙主要扁抵抗的主通动土压力岛大。因此堡，书为满足其猎稳定性要呀求汪，洲将墙面坡桂度采用团1:0阿.3怨～摔1澡：记0.5械，甚至缓鸦至搂1剩：直1肺，宽有时甚至希将基底做优成倒坡愁[3]枝。辜乳4.2屠挡土墙防扩护仅[4]寨在公路路椒堑边坡防赵护工程冷中删,励大量的挡使土结构得事到了广泛液应用。挡蛙土墙按断凉面的几何梁形状及特哗点，常见继的形式有州：重力式摊、锚杆式救、土钉墙进、悬臂式颠、扶臂式考、柱板式喊和竖向预形应力锚杆畜式等。各奶种挡土墙菜都有其特源点及适用烫范制围疑,若御在处理实元际挡土工里程钱时游,艳应对可能逼提供的一缘系列挡土驶体系的可效行性作出温评绢价算,冰选取合适家的挡土结薯构型性式贪,色做到安全凳、经济、受可行。麻4.3罪帮抗滑桩筒抗滑桩是屈易滑坡路战段防护应穿用最广泛些的方法。乳其主要工纷作原理是椅凭借桩与炉周围贸岩芒(勿土赶)家体的共同咸作用，将区滑坡体的希推力传递乎到滑动面背以下的稳糊定地层，橡利用稳定依地层的锚谢固作用和阅被动抗力阅来平衡滑歼坡体的推呈力。抗滑咏桩承受的希外力，主蓄要是桩后谈土体的滑泼坡推力，途其次是桩诞前土体抗蹲力。与其配他杆件结桥构如柱、丰桩基础等命相比。其段独特的受扬力特点是乓主要承受爬横向荷载膊。有些类年似于梁，块但由于它祥埋藏在地圈层中。动罪面的存在袋和地基土浊体抗力的说作用，又疗使其有别饶于简单的脚粱。成为短一种超静亡定结构六[5]统。示抗滑桩施国工方法可朱分为挨:卷打人桩、限钻倒(竖挖师)安孔灌注桩谱，恐其中以挖较孔桩最为贡常用晃；目按材料可羞分为骆:询木桩、钢壮桩、混凝立土或钢筋鼠混凝土桩勤等欠；咳按截面形标式乓，灶则有矩形热桩、管形缎桩、圆形茎桩等。其朽结构形式架也是多样宿的沟，犬如各处独乓立设置的纪排式单桩土，叫将各桩上胜部以承台恭连接的承姓台式桩及览做成排架疮形式的排带架桩等屑，遣也可以根碗据需要做催成其它形忍式。查抗滑桩的品突出优点初是誓：裂注抗滑能力纱大，在滑版坡推力大典、滑动面室深的情况去下，较其血它抗滑工做程经挤、永有效；桩捉位灵活，予可以设在华滑坡体中燥最有利于榜抗滑的部级位，可以惕单独使用板，也能与记其他建筑遮物配合使狸用。分排鞭设置时，膜可将巨大东的滑体切女割成若干稼分散的单续元体，对汽滑坡起到翻分而治之晃的功效，耻挖孔抗滑眨桩可以根特据弯矩沿征桩长变化复合理布设女钢筋。因提此，较打池入的管桩电等要经济扩；施工方身便，设备纺简单。具腊有工程进鬼度快、施数工质量好殿、比较安火全等优点猫。施工时袜可间隔开讨挖。不致晚引起滑坡光条件的恶污化；开挖磨桩孔能校伍核地质情左况，检验妹和修改原旧有的设计骄，使其更挎符合实际袜；对整治英运营线路贵上的滑坡宣和处在缓敌慢滑动阶点段的滑坡颜特别有利攻；施工中售如发现问桂题易于补纷救。银4.4刮葱预应力锚热索绞预应力锚盼索作用机辈理是把破醒碎松散岩倒层组合连塔接成整体阔，定并锚固在火地层深部火稳固的岩呆体上，通缸过施加预惜应力，把价锚索长度灿范围内的壳软弱岩体句(筑层惩)统挤压密实丙，纱混提高岩层熔层面间的秩正压力和类摩阻力族，哪阻止开裂毁松散岩体洲位移，从寇而达到加危固边坡的节目的。这井种方法的津最大特点白是：可保阅持既有坡煮面状态下府深入坡体耗内部进行肆大范围加学固疯；塔预先主动畜对边坡松哭散岩层施投加正压力扮，童起到挤密锯锁固作用战；锚索孔滤高压注浆退，贡浆液充填很裂隙和孔饥隙，又可耕提高破碎帮岩体的强混度和整体尸性若；描结构简单曾、工期短捆、造价低御廉。锚杆像在边坡加他固中通常潮与其它支爬挡结构联加合使用讨[3]泰。赢（菠1虽）锚杆与厕钢筋砼桩耀联合使用敲，吃构成钢筋依混凝土排曲桩式锚杆咬挡墙。聋在边坡支笨护中排桩贡式锚杆挡瓣墙主要用摸于下列情迫况绒:钳①欺位于滑坡雨区域的边睡坡支护、增路堑开挖发造成牵引底式滑坡或效工程滑坡袜可能性较兔大的潜在甲滑坡区域赤的边坡支梢护碍，尽狮在抗滑桩榨难以支挡尿边坡推力龄荷载时谎，砍宜优先采情用预应力给锚索抗滑轮桩结构棚，胖②基边坡切坡迷后甚，革由于外倾挪软弱结构泰面形成临坛空状楔体江塌滑可能扇性较大秆，译造成危害贝性较大的天边坡举。石③裙高度大于互12浓m俗，计稳定性较域差的土层赛边坡芽，自此时由于扇抗滑桩悬括臂较长诚，速承受的弯液矩过大角，虫为了防止唐抗滑桩破叠坏薯，流可采用单览锚点或多哈锚点作法票。魄④获坡顶犹0.5m货锄内有重要肃建筑物或娘较大荷载桂的淹Ⅲ没、矿Ⅳ扶类岩石边开坡和土层啄边坡。闻（称2竿）锚杆与量混凝土格辆架联合使附用形成钢刃筋混凝土质格架式锚谨杆挡墙贞，棚锚杆锚点口设在格架境节点上绕，损锚杆可以臣是预应力毯锚杆椒(尺索哪)蹲和非预应牲力锚杆遗(各索厦)幼。这种支衔挡结构主谅要用于高拣陡岩石边往坡或直立间岩石切坡默，刚以阻止岩肚石边坡因杂卸载而失别稳。宜（诚3浙）赛锚杆与钢哑筋混凝土师面板联合讲使用形成早锚板支护明结构秤，绣振适用于岩殿石边坡。织锚杆在边漂坡支护中物主要承担采岩石压力扔，锋晕限制边坡姻侧向位移谋，劫垫而面板则帅用于限制伯岩石单块斧塌落并保怪护岩体表膊面防止风趣化。算(4微)含锚钉加固制边坡烟，颤溉在边坡中茎埋入短而并密的抗拉茶构件与坡伏体形成复茅合体系朴，凤增强边坡垦的稳定性郑。该法主竞要用于土姻质边坡和仓松散的岩潮石边坡州，验加固高度覆较小。射(5蜡)绝锚杆与钢枪筋混凝土锐板肋联合晴使用形成列柱板式锚逼杆挡墙步，块棉一般采用栗自上而下撇的逆作法精施工。畅4.5牙补压浆锚柱策(枝固结冬)留随着注浆肿技术和相沿关技术的浊迅速发展辰，丙注浆在边滋坡加固与宽防护中应族用相当广崭泛。注浆伯是通过把微浆液注入艇岩石的裂叛隙或土体茅的孔隙中蔽，绳一方面增任强边坡坡衫体的抗剪揭强度、减柿小坡体的引渗透性员，寇从而提高兰其地基承因载力、减匀小水压力干或水动力趣，座锐另一方面巾提高可能菊的潜在滑防面的抗剪亩强度以增既强坡体的亮稳定性。突边坡注浆棍加固技术供一般适用鬼于两种情观况：对于婚由崩滑堆浸积体、岩侦溶角砾岩渔堆积体、缴以及松动陪岩体构成置的极易滑懒动的边坡贞或由于开能挖形成的制多卸载裂锁隙边坡笋，狮装对坡体注愈入水泥砂疗浆董，脆以固结坡福体并提高吹坡体强度林，省避免不均沈匀沉降么，锡防止出现肌滑裂面。链对于正处熔于滑动的垂边坡、存迅在潜在滑辉动面的边棍坡、或处梯于不稳定构的边坡代，驾运用注浆狼技术对滑超带压力注宣浆船，租从而提高够滑面抗剪她强度绢，世提高其稳承定性。这想种情况实厕际上是把赶注浆加固墙作为边坡磨滑带改良自的一种技沙术源，册滑带改良液后赌，迫边坡的安惯全系数评抄价一般采哭用抗剪断较标准。由输上述可知路，爪边坡注浆照加固一般仆适用于以版岩石为主创的滑坡、栏崩塌堆积宅体、岩溶随角砾岩堆赏积体军，帆以及松动驶岩体边坡折。如图他6昏所示。庭压浆锚柱陕(衡固结叶)蛮其施工设位备简单、恨占地面积肾小、工期糠短、见效誓快、加固焦地层的深岩度可深可变浅猎,服认但难以检客测注入范菌围和判断恒固结状态皱。稳4.6题却排水固结殖排水包括料地表排水寻和地下排租水，其目验的是将地抹表水截流役排泄，并趣把滑体内差地下水引托出坡体，豪以减少滑饲坡体因水温理作用而饰失稳。研警究表明绝骑大多数滑予坡是由于俯过于集中婆的水活撒动衡(悼地表水、左地下水和奥大量降没水秃)章所引起，警故秀有炊“公十滑九捡水筒”慕之说，所希以滑坡体塑的排水十贷分必要。妥地下排水奋措施包括济在边坡内服设置的排争水平硐、重排水竖井饰，或在排慕水平硐和淋排水竖井柳内打的排梁水孔，以奔及在边坡愧表面上打萍的排水孔修。地下排社水措施可皮降低坡内赚的地下水视位，减小昼作用在边联坡滑体上嚷的水荷载讨。该种措粉施的排水妨效果取决貌于不连续匹面的规模律、渗透性稻能、输水孤能力和方舱位。一般能来讲，地挨下排水措话施是一种脱较有效的纵边坡处理嗓措施之一舞。表面排部水措施包详括在坡顶申和坡面上歇修的截水滩沟。表面庸排水措施概可将坡顶茅和坡面上虾的来水集捆中排泄，挥减小裂隙苍水压力对千边坡稳定千的不利影蹄响。表面间排水措施债是岩质高壤边坡加固润处理中一学种快捷、环经济和有傍效的措施蔑[1]显。爸4.7君悬复合支挡阳结构锤复合支挡掠结构是由疮锚杆和桩壮组成的一碌种新型挡礼土结构，司由作为竖晶向挡土结千构的双排焰桩和作为抖外拉系统滔的侧向倾坝斜锚杆组季成，并通是过桩顶横债梁沿土体极通长布置浊。其中，醋两排竖向恐桩及桩顶柄横梁形成秒空间门架楚式挡土结牌构体系，惰具有较大善的侧向刚炮度，可以表有效地限沉制整个结帆构的侧向姨变形。作历为外拉系洪统的土层宫锚杆，其扛一端通过属桩顶横梁恭与桩相连猪，另一端续为锚固体尼。锚固体榨设在稳定窑土层中，染通过锚杆出传递到处父于稳定区捷域中的锚舟固体上，魄由锚固体李将传来的获荷载分散冈到周围稳筐定的土层档中，从而稀可以充分偿发挥结构工的整体受剃荷能力和外地层的白群承能力。脂挡土结构抢通过桩顶犬横梁保证既结构的整穿体性，具凳有较大的坐空间效应框。5结语情边坡稳定烧性分析及缘加固理论压技术研究驴由来已久贺。国内外捧学者曾从疲静力学观鞋点和理论喜出发侮,膝对边坡失框稳滑动形警成的条件户、作用力蛾因素、滑薪体结构、姨滑体尺寸垃方面进行转考虑岛,郊对边坡进诊行勘测应,造运用极限冲平衡法分词析计算来宾评价边坡稿的稳定性录,驰并采用适香当的加固师技术防护衔边坡锁,胶实践证明拌是成功的悼。目前例,篇边坡稳定便性分析无芳论从理论伍上还是方画法上都日诉趋成熟币,员提出了多芳种评价边谣坡稳定性枪的方法净,榨这些理论宏技术均不筹同程度地兵推进了对姻边坡稳定冷性的研究冰。戒在进行加守固方法的好选择斗时待,系铸需要正确素分析边坡夜失稳机精理平,炒旺准确评价科其稳定酷性浇,掏合理地进守行下滑力脚的计咱算活,狭玉这是选择盟加固设计鬼方法的关瓣键。因裤此类,峰着在进行加烧固设计烤时始,蚁楼首先要结断合工程所澡处的地质者环眨境春,警冲分析边坡迈可能出现筐的破