公路路基边坡稳定分析及其防治措施
摘要
关键词
路基边坡;稳定性;防治措施
正文
在公路建设中,如何强化病害防治,并对其进行定量和定性的分析,已成为公路建设中的一个关键问题,也成为公路建设中的重点。本文着重介绍了高速公路路堤边坡的稳定性分析及其治理方法。
一、边坡稳定性分析的主要方法
1.工程地质类比法。工程地质类比就是综合考虑坡体的岩性、构造、自然环境、变形主导因素及发展时期,通过与在建边坡的相似度进行比较,从而评估其稳定性及发展态势。提出了一种基于模糊数学模型的滑坡失稳评价与预报新方法。工程地质类比法是一种以经验为主,但在中小规模边坡施工中应用较为广泛的一种方法。
2.刚体极限平衡法。刚性极限平衡方法是目前广泛用于土质边坡稳定评估的一种定量分析方法。其基本思路是:基于斜坡失稳的边界条件,假设斜坡承受不同的载荷,采用机械解析的手段,对存在滑移倾向区域的斜坡开展理论计算与抗滑承载能力研究。虽然刚性极限平衡法可以准确评估无应力状态下的结构稳定,但该算法也具有一些不足,如需预先确定滑移面,未充分考虑土和支护的相互作用以及两者的协同效应,不能准确地预测边坡和支护的变形状态。
3. 数值分析法。虽然极限平衡法具有计算简便等优点,但对于斜坡的失效机理较为复杂,或者需要确定各种边界条件的边坡位移场、应力场和渗流场以及对其失稳全过程的模拟都无法满足,因此,提出了一种基于有限平衡理论的有限元模型。其中最常用的方法是有限元法,边界元法,以及离散元法。有限元法是一种常用的计算方法,能够充分反映斜坡岩体的不均匀特性和不连续性,能够在无穷多个自由度的空间内进行系统等效转化,能够根据岩土体的本构特性,对可能首先产生屈服的区域和要加强的区域进行计算,并能够对地基与支护的相互作用进行仿真。该算法不仅具有线性和非线性两种功能,且具有广泛的应用前景,但其在实际应用中受到物性参数选择的制约,难以解决大变形和应力集中等问题。与有限单元法相比,该方法使问题规模减小,自由度数目减少。
二、路基边坡失稳防治分析
1.防治原则。高速公路路基边坡失稳是一种很大的安全风险,不仅会对道路的正常运营造成极大的危害,而且还会导致后续的维修和养护成本的提高,还可能导致重大的道路安全事故,所以必须对其进行超前预防。在边坡失稳的防控中,一定要坚持以预防为主,辅以后期治理的方针,在进行公路路基建设前,要对设计好的工程路线进行详细的岩土性质、水文等调查,制订出一套科学、高效的边坡稳定保护措施,最大限度地消除滑坡的危险性。其基本原理是:1)将工程地质情况作为防控工作的基本依据,对滑坡的危险性进行评价和分析。2)在保证工程安全的前提下,充分发挥公路路堤在公路工程中的重要作用,采取相应的措施,确保公路路堤的安全性满足规范的需要。3) 经济学上的理性原理。要充分调查现场的地质和地形地形条件,合理利用现场的自然条件,在经济合理的基础上,在考虑技术因素的前提下,确保边坡的稳定。
2.防治措施。(1) 保护设施。植被护坡是指通过植被固土和覆盖的优点,对公路沿线的边坡起到保护作用。一般来讲,植被能够对公路边坡起到一定的作用,同时,植物的根系还能起到加固边坡的作用,增强边坡的稳定性,降低降雨、径流、地震等因素对土壤的损伤,从而达到护坡的作用。在选择植物时,一定要根据现场的环境、土壤、降水等条件,选择合适的植物,尽量选择成活率高、容易养护、耐踩踏、容易繁殖、根系发达等植物,这样既有利于起到保护效果,又有利于后期养护。(2) 项目的技术性保护。施工中的工艺保护主要有:加强和保护两个方面。对坡体进行加固处理,重点是对坡体的构造进行补强;边坡护坡一般是在岩质边坡上采取防止水流冲刷和风化等作用的防护措施。1) 浆砌体防护。采用的是一种新型的浆砌体和浆砌筑体。干浆固壁是一种常用的坡面防护措施,它是一种常用的坡面防护措施。这种方法可以很好地保护斜坡上的水流侵蚀,使其破坏力大大减小,而且可以适用于大变形的斜坡情况。然而,这种方法也有其不足之处,那就是不能对坡面上的细粒物质进行有效保护,降雨、地面降雨等仍会将坡面上的细粒物质带走,长期积累将造成大范围的路基边坡沉降。因此,采用浆砌石防护是一种很好的方法。浆砌筑体是一种可以高效地封堵软质岩石和松散的土方结构,对边坡进行更为综合的防护,被广泛地用于高速公路的边坡保护。2) 喷浆加固防护。对于具有破碎构造的坚硬岩质斜坡,以及具有不连续分层构造的岩质斜坡,采用混凝土喷淋防护是一种常用的方法。这种方法还可以用于边坡表层的岩体容易破碎掉落的路段,起到很好的封闭和保护作用,还可以提高边坡的防水和耐风化性能。3) 主动网和被动网防护的方法。主动防护网是通过使用钢丝网格的平均传递特性,提高了整个防护体系的承载力,降低了对单个锚固件的要求,并提高了整体的防护效果,达到了对坡面土壤和表层植物的良好保护,特别适合于渗水严重、排水要求高的岩质边坡。被动防护网保护是指将钢柱和钢丝绳网互相结合在一起,形成一个综合防护网,从而达到对整个斜坡进行全方位保护的目的。4) 锚杆、抗滑桩和抗滑墙等加固和保护措施。针对有较大的不稳定风险或已有不稳定迹象的道路路基,可通过锚杆加固技术、抗滑桩加固技术或抗滑桩加固技术或抗滑桩加固技术等措施,对斜坡进行加固保护,从而消除其潜在的风险和问题。针对具有破碎结构性的坚硬岩体或非连续分层构造的斜坡,采用锚固方法提高其抗滑性能,并实现其稳定性。针对土质边坡,采用抗滑桩、抗滑墙等加固与保护措施,通过锁定边坡,达到对坡体进行高效的加固与保护。(3)路堤边坡的防护与排水措施。在进行公路路堤边坡失稳定治理的同时,做好路堤边坡的防渗和排水措施,对防止边坡的破坏起到了很大的作用。在公路边坡的防治与排水工程中,应着重从以下四个方向进行:1)合理疏导边坡。根据道路地区的集水条件,合理地确定排水沟、边沟、截水沟等排水设施的数量和排水能力,从而使边坡坡面的水流及时、迅速地疏导和排出,防止出现积水和滞留水,减小其对边坡的作用。2) 对斜坡上的排水孔进行有效封闭。对于坡体中的孔隙和防护系统中的裂缝等,应采用相应的技术手段将其封闭,以防止渗水破坏其内部结构。3) 加强对斜坡的植被保护。通过种植草皮、灌木等植物,不仅可以起到固土护坡的效果,而且还可以对土壤侵蚀进行有效的防治和排水。4)对斜坡的缺土、坍塌等情况进行合适的填充,并加入一定数量的水泥,提高斜坡的构造强度,维持斜坡的土壤稳定。
总而言之,在进行公路路基边坡稳定分析和防治措施研究过程中,要充分了解影响边坡稳定的因素,分析出现的问题和问题的成因,采取相应的对策,结合工程的实际需求,开展生态防护和工程防护设计,力争使工程的服务和使用寿命得到持续提升。
参考文献:
[1]刘永兴.边坡稳定性方法的研究现状与展望.2020.
[2]王付成.浅谈公路路基边坡稳定分析及其防治措施.2022.
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