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路基边坡防护与加固技术简述

时间:2016-06-13 访问人数:

 

路基边坡防护与加固工程的作用旨为防治路基病害、保证路基稳定、改善环境景观和生态平衡,在道路工程施工中占据重要地位。

一.植物防护

定义:是指人工培植边坡植被覆盖表土以防止雨水冲刷,并调节土壤湿度以防止表土干裂及剥落的措施。

1 种类:植草、铺草皮和种树

适用范围:适用于较缓的土质或严重风化的岩质边坡。

2 铺草皮

适用条件:各种土质边坡,特别是坡面冲刷比较严重、边坡较陡(可达60°),径流速度达0.6m/s时。

铺草皮的方式:

平铺、水平叠铺、垂直坡面或与坡面成一半破脚的倾斜叠置,以及采用片石等铺砌成方格或拱形边框、方格内铺草皮等。

3 边坡植树防护

4 三维植被网

三维植被网又称防侵蚀网,以热塑树脂为原料。结构分为上下两层,上层为一个经双面拉伸的高模量基础层,强度足以防止植被网的变形,并能有效防止水土流失,下层是一层弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。

1)作用机理:

三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平。材质疏松柔韧,留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒,将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。

2)适用条件:

设计稳定的土质和岩质边坡,特别是土质贫瘠的边坡和土石混填的边坡可以起到固土防冲并改善植草质量的良好效果。

3)工艺流程:

边坡整理成型细平整挂网固定覆土播种再覆土覆盖纤维布或稻草、秸杆浇水养护后期管理。

二.骨架植物防护

1 浆砌片石或水泥混凝土骨架植草护坡

1)适用于缓于 1:0.75 的土质和全风化岩石边坡。当坡面受雨水冲刷严重或潮湿时,坡度应缓于1:1

2)应视边坡坡率、土质和当地情况确定骨架形式,并与周围景观相协调。框架内应采用植物或其他辅助防护措施。

3)当降雨量较大且集中的地区,骨架宜做成截水沟型。截水沟断面尺寸由降雨强度计算确定。

2 多边形水泥混凝土空心块植物护坡

1)适用于坡度缓于1:0.75的土质边坡和全风化、强风化的岩石路重边坡,并视需要设置浆砌片石或混凝土骨架。

2)多边形空心预制块的混凝土强度不应低于C20,厚度不应小于150mm。空心预制块内应填充种植土,喷播植草。

3 锚杆混凝土框架植物防护

1)适用于土质边坡和坡体中元不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。

2)锚杆采用非预应力的全长粘结型锚杆,错杆间距、长度应根据边坡地质情况确定。锚杆保护层厚度不应小于2Omm

3)框架应采用钢筋混凝土,混凝土强度不应低于C25,框架几何尺寸应根据边坡高度和地层情况等确定,框架内宜植草。

三.封面、捶面

1 适用条件

对各种易于风化的软岩层(如泥质砂岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等)边坡,当岩层风化不甚严重时;

所防护的边坡本身必须是稳定的,但其坡面形状、陡度及平顺性不受限制;

所防护的边坡,必须是干燥、无地下水的岩质边坡。

四.圬工防护

1 喷护

1)适用于坡率缓于 1:0.5 、易风化但未遭强风化的岩石边坡。

2)喷浆防护厚度不宜小于 50 mm , 采用的砂浆强度不应低于M10

3)喷射混凝土防护厚度不宜小于 80mm, 混凝土强度不应低于C15

4)喷护坡面应设置泄水孔和伸缩缝。

2 锚杆挂网喷浆 (混凝土)

1)适用于坡面为碎裂结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡。

2)锚杆应嵌入稳固基岩内 , 锚固深度应根据岩体性质确定。

3)钢筋网喷射混凝土支护厚度不应小于 100mm, 亦不应大于 250mm 钢筋保护层厚度不应小于 20mm

3 砌石、预制块护坡

1)干砌片石护坡适用于坡度缓于1:1.25的土(石)质路堑边坡。干砌片石护坡厚度不宜小于250mm

2)浆砌片()石护坡适用于坡度缓于 1:1的易风化岩石和土质路堑边坡。浆砌片()石护坡的厚度不宜小于250mm,砂浆强度不应低于M5,护坡应设置伸缩缝和泄水孔。

3)水泥混凝土预制块护坡适用于石料缺乏地区的路基边坡防护。预制块的混凝土强度不应低于C15,在严寒地区不应低于C20

4)铺砌层下应设置碎石或砂砾垫层,厚度不宜小于100mm

五.土钉墙

土钉墙是一种较新式的结构物,它主要由(即锚杆)、混凝土面板(挂网喷射混凝土)、锚板组成。

土体内打设螺纹钢并在钢筋断部挂钢丝网,然后喷射混凝土,使被加固的土体和土钉墙成为一个整体。

1 作用机理

通过规则排列的锚杆()、面板、锚板将边坡一定范围内的土体进行原位加固,形成一种复合结构式的墙——土钉墙,墙后土压力由土钉墙承担。

2 适用条件

适用于风化破碎较严重的岩石边坡,也可用于粉土、砾石和砂土边坡。

3 构造要求

施工程序为:成孔-清孔-置筋-注浆-喷射第一层细石混凝土-装挂钢丝网-喷射第二层细石混凝土;

第一层细石混凝土厚710cm,第二层细石混凝土厚8cm

六.预应力锚索梁

预应力锚索梁是最近几年发展起来的一种新型加固措施。结构分为锚索和锚梁两部分。

1 作用机理

把破碎松散岩层组合连接成整体,并锚固在地层深部稳固的岩体上,通过施加预应力,使锚索长度范围内的软弱岩体(层)挤压密实,提高岩层层面间的正压力和摩阻力,阻止开裂松散岩体位移,从而达到加固边坡的目的。

特点:可保持既有坡面状态下深入坡体内部进行大范围加固;预先主动对边坡松散岩层施加正压力,起到挤密锁固作用;同时,锚索孔高压注浆,浆液充填裂隙和孔隙,又可提高破碎岩体的强度和整体性;结构简单、工期短、造价低廉。

2 适用条件

裂隙和断层发育、防缓边坡工作量巨大的高陡边坡

3 构造要求

锚梁:锚梁为钢筋混凝土梁,采用C30混凝土浇注,它不仅为预应力锚索提供反力装置,而且也对边坡岩土有着框箍和压紧作用。

锚梁的施工顺序为:防线挖槽绑扎钢筋支模浇注混凝土。

锚梁与锚索交叉部位预留塑料套管,便于锚索从中间穿过;在锚头部位预埋承压钢板,并与锚梁浇注成整体。

预应力锚索施工程序为:放点钻孔编制钢绞线注浆张拉锁定。

可与喷射混凝土或框格护坡相结合。

七.边坡柔性防护系统

是以钢丝绳网为主要特征构件,以覆盖(主动防护系统)和拦截(被动防护系统)两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统。

边坡柔性防护系统从防护原理和目的上可以分为主动防护系统和被动防护系统两类。

主动防护系统:

采用锚杆和支撑绳固定方式将钢丝绳网和钢丝网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上,从而实现坡面加固或限制落石运动范围的一种边坡柔性防护系统。

被动防护系统:

采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡面上形成栅栏形式的拦石网,从而实现拦截落石的一种边坡柔性防护系统。其功能是拦截和堆存坡面落石。

边坡柔性防护系统的适用范围:

以钢丝绳网为主要构成特征的柔性防护系统,可以用于边坡的崩坍、坍塌、落石、坍滑、风化剥落、碎落和泥石流等坡面以坡面或浅层破坏为特征的坡面地质灾害以及雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害防护中。

在国外这些用途都有应用,比如日本的富士山旅游公路边坡大量使用了边坡柔性防护系统来控制边坡表面火山堆的松散残迹物的塌落、运动和保护游人的安全。但是在国内迄今为止边坡柔性防护系统还主要用作危岩和崩坍落石地质灾害的防护,如我国内昆铁路盐津段边坡落石防护工程等。