摘要:随着我国经济的持续稳定发展,我国公路建设也得到了飞速的发展,人们对交通运输提出了更为严格的要求。一直以来,路基边坡问题在公路的修建过程中是一个比较常见的问题,因此对道路边坡的防护技术的研究对于提高我国道路使用寿命有着极其重要的作用。本文对边坡的稳定性进行分析,并提出了道路边坡防护与加固措施。
关键词:道路边坡;稳定性;加固技术
前言
交通运输对社会的发展起到了至关重要的作用,随着建筑行业的不断发展,交通道路的施工水平逐渐提高,出现在施工建设中的问题也被逐一解决。但由于受到地质条件的限制,加上雨水的冲刷,使得道路边坡稳定性下降,从而引发许多工程灾害事故。因此如何选择适当的边坡保护形式以提高边坡稳定性,已成为我国公路建设急需解决的重要研究课题之一。
1边坡的稳定性分析
1.1定量分析
在对边坡问题的处理方面,对边坡稳定性进行分析,未能达到完全定量分析水平,在现阶段的边坡稳定性分析情况下,边坡的定量分析只能算是半定量的分析方法,以下是对路基边坡定量分析的集中分析方法:
1.1.1极限平衡分析法
极限平衡分析法是边坡稳定性的定量分析中比较常见的方法,这种方法主要是通过分析在面临破坏的状况下,土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡,计算土体在自身和外荷作用下的土坡稳定性程度,通常以边坡稳定系数等于抗剪强度除以实际剪应力。
1.1.2数值法
随着科技的不断进步,一些数值法也被应用在边坡的稳定性定量分析中,目前比较常见的数值法包括:有限元法、无单元法、离散单元法、快速拉格朗日分析法、不连续变形分析法、快速流线元法。其中,有限元法是一种十分成熟的数值方法,它几乎可适用于所有的计算领域。其最大优点是可分析任何形状的几何体,不但能进行线性分析还可进行非线性分析。有限元是边坡稳定分析中用得较多的一种数值方法,可用来求解弹性、弹塑性、粘弹塑性、粘塑性等问题。其优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、应变大小和分布,避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点,可近似地根据应力、应变规律去分析边坡的变形破坏机制;但它还不能很好地求解大变形和位移不连续问题。
1.2定性分析
在道路边坡稳定性分析过程中,定性分析法主要是通过对工程地段的地质进行详细的勘察,然后对造成影响边坡稳定性的因素以及边坡的变形方式和失稳的力学机制进行的分析。在对边坡稳定性进行定性分析时,对已变形的地质的产生原因和演变过程进行分析,从而能够得出边坡的稳定性状况和可能出现的情况进行定性的说明。定性分析的优点在于能够对影响边坡稳定性的因素进行综合考虑,并迅速的对边坡的稳定状况和将来的发展趋势做出评论。在对边稳定性进行定性分析时常用的方法是范例推理评价法。
1.3非确定性评价方法
影响边坡稳定的原因有很多,比较难以确定是哪些变量对边坡的稳定性产生影响,即使在变量确定的情况下,由于工程量庞大,难以用常规的定量或定性的方法来分析。此时,可以借助一些非确定性的评价方法:模糊综合评价法、可靠度评价方法、灰色系统评价方法。模糊综合评价法主要应用于大型边坡的整体稳定性评价、边坡工程可靠性分析是近20年发展起来的评价边坡工程状态的新方法,它把边坡岩体性质、荷载、地下水、破坏模式、计算模型等作为不确定量,借鉴结构工程可靠性理论方法,结合边坡工程的具体情况,用可靠指标或破坏概率来评价边坡安全度。灰色系统评价方法特别适合于像边坡稳定性这种数据有限,没有原型,复杂而且具有不确定性问题的分析与评价。
2边坡防护与加固措施
2.1防护措施
2.1.1生物防护
使用生物防护方式的过程中除了利用传统的植树防护方式以外,在近几年的发展过程中,草皮以及植草的防护方式已经成为了一种主要的边坡生物防护趋势。这类防护方式能够极为有效的为边坡来带极强的防护能力,但是植草以及草皮的方式养护成本较高,无法随时保持其植物的本色。
2.1.2菱形网格护坡
菱形式的网格状防护坡主要是利用混凝土的方式来进行现浇,或者采用石料来堆砌,这类边坡防护方式所需要耗费的成本较为低廉并且工艺简单,在有经济条件的情况下还可以在菱形网格之内植草达到双层防护的目的。但是菱形网格护坡方式只能够使用在土质边坡或者填方边坡的地质条件下。
2.1.3片(块)石护坡和护面墙
片石护坡通常有干砌以及浆砌这两种方式,这一形式的护面墙要远比护坡厚度大,并且有着一定的抵抗推力的性能。这种护坡方式的一个主要优点在于其施工过程中能够就地取材,施工快捷但是同样也存在着相应的缺陷,其自重
较大,如果在高坡上进行使用,就有可能出现滑坡的现象。
2.2加固措施
公路边坡的护坡施工是在其边坡自身稳定性作为基础来进行的,因此在对公路边坡进行处理的过程中,首要的因素就在于边坡自身的稳定数值,在实地勘查之后才能够决定选择怎样的加固方式。通常情况下所选择的常见有效方式有航滑桩、抗滑墙、压浆锚柱等措施,同时边防排水等措施也是一项极为有效的边坡防护技术。这类能够起到间接性防护的措施也应当加以重视尤其是一些地处常年雨季的区域是之内,这类排水技术能起到极其明显的效果。在对针对公路边坡设计防水沟的过程中并不需要在每一个坡面碎落台之上都设置,只需要在第一台之上设置好截水沟即可。
3道路边坡防护与加固新技术
3.1三维植被网技术
三维植被是目前新兴的一种公路边坡生物防护方式,三维植被网,亦称固土网垫,是以热塑性树脂为原料,经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕,在接点上相互熔合,底部为高模量基础层的三维立体结构网垫,具有抗水冲刷、固土蓄水、阻风滞水等特殊功能。三维植被网护坡具有以下特点:固土性能优良;消能作用明显;网络加筋突出;保温性能良好。
3.2喷播技术
湿式喷播技术是一种将花草籽、肥料、色素、纸浆、粘合剂、保水剂、土壤改良剂等按一定比例配水搅拌匀,通过高压泵体加压喷射到需绿化现场的现代化种植植被方法,是目前世界上大面积种植草坪最先进的方法,在公路边坡上适用于坡度较缓、土质较好的路段。
客土喷播技术适用于边坡比较稳定、坡面冲刷轻微的路堤与路堑边坡的防护。对于高边坡的防护,该技术结合适量的坡工防护措施,可以达到既稳固又经济,既环保又美观的良好效果,通过挂网,可以增加客土的抗冲刷能力,同时大大地改善了客土在边坡上的附着条件,在陡度于1:0.75的岩质边坡上可以成功地覆盖植被。其原理是通过在边坡上锚固金属网、钢筋网或高强塑料三维网中的一种,采用压缩空气喷枪将混合好的客土喷射到坡面上,再在其上喷射植被种籽,通过植被发达的根系和网体的紧密结合,对公路边坡达到防护的目的。客土喷播技术工艺简单、施工方便、机械化程度高,生态效益、经济效益显著。推广应用该技术,应加大本地草种的选育力度,不但能节约大量外汇,而且植物的适应性也会更好,植物群落的自我繁衍能力强,植被的养护投入少,既节约大量资金,同时能大大地改善高速公路的行车安全性。
4结语
由于我国幅员辽阔,地势差异性比较大,因此也使我国的道路建设单位面临着全新的调整。就目前来说,我国对于公路边坡防护技术的研究工作还仅仅只是处在一个较浅的阶段,无法与国外发达国家的尖端技术相比,因此公路的相关研究工作还需要不断地加深,做好公路防护工作对于交通营运有着极大的利益。
参考文献:
[1]周德培,张俊云.植被护坡工程技术[M].北京:人民交通出版社,2003