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公路风化岩质边坡滑坡治理措施杨
作者:自珍 张卓
来源:《科技探索》2014年第03期
摘要:结合工程实例阐述了高速公路风化岩质边坡滑坡治理施工技术分析了塌方产生的机理并介绍了不同的防治措施以保证边坡安全及长期稳定性 通过治理风化岩质边坡土体的物理力学性质得到显著改善和提高阻止了边坡滑坡的初期形成提高了边坡的稳定性。 关键词:高速公路 风化岩质 边坡
某高速公路项目K+700-K99+900处于安山岩地区部分挖方较高原设计挖方边坡为1:3施工后发现安山岩风化严重大部分安山岩为强风化岩石,表层有少量第四系坡残积粘砂土和强风化岩石,仅在局部埋深大的部位有中等风化岩石,个别地段也见有微风化安山岩,安山岩节理发育,尤其是隐蔽节理极为发育,大块岩石锤击后即沿节理面裂为碎块状,节理面呈铁绿色且夹泥,岩体稳定性差,高边坡上岩石往往会自动失稳,成碎块状向下坠落。部分段落经数次变更设计仍不能保证边坡的安全稳定。 1、塌方产生的机理分析
根据地质情况分析,风化岩边坡产生塌方的主要机理为:由于岩石风化严重,岩石节理、裂隙发育。尤其是隐蔽节理发育,节理面呈铁锈色并夹泥,岩石中含气孔及矿物晶体,软纪夹层及薄弱面的存在,使得岩体的粘聚力及内磨擦力大大降低。在雨水下渗浸润后,沿薄弱面形成下滑趋势,在路堑开挖形成临空面的外在因素引诱下,发生薄弱面以上坡体下滑、塌方从而产生边坡塌方。个别地段由于岩石节理发育及节理面夹泥等,严重影响了岩体本身的粘聚力及内磨擦力,造成其自身稳定性差,内部松散,即使不受水浸润,在路堑开挖形成临空面后,仍会在自重作用下产生塌方现象。 2、防治措施 2.1防治原则
工程中使用多种边坡加固方法,取得了不同的加固效果。然而通常采用清方减载等措施,一方面破坏了原始的地形地貌,另一方面要解决弃方问题,造成了严重的水土流失,对环境保护极为不利。因此应将保证边坡塌方的长久稳定、施工方便、节省造价等作为防治原则。 2.2防治措施
1)根据不同段落边坡的各自特点及具体情况,首先应放缓边坡,在放缓边坡前应进行详细的地质勘察及稳定性验算,然后确定放缓坡率。本次研究采用极限平衡法及有限单元法对边
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坡进行稳定性验算,加固后边坡安全系数FW(饱和状态)取值1.25,也可用经验法确定放缓坡率,即通过对比及开挖后是否继续塌方等情况进行确定。
2)根据各段边坡的实际地质地形水文等条件,以及放缓后的自身稳定性等,采用普通锚杆喷浆、预应力锚杆喷浆,锚钉挂网喷浆以及浆砌法石护面等措施。 对于在岩体自身较差地段,采用普通锚杆挂网喷浆处理,在坡面网上喷射混凝土。采用普通锚杆注浆可有效防止表层塌方及碎落,阻止岩石风化等,并通过粘结剂(水泥砂浆)与岩体形成一整体,对于局部塌方边坡抗滑效果较好。
对于坡体极不稳定或总体稳定性差的边坡,采用预应力锚杆中高压注浆支护技术。 中高压注浆预应力锚固技术通过采用特殊的施工工艺,在安装锚杆的同时实施高注浆,使浆液在锚杆锚固段的特定位置(按要求设定)定点扩散,从而达到提高预应力锚杆锚固力,并改善岩土物理力学性能的目的,并使浆液通过压力作用劈裂渗透至岩体裂隙中,使裂隙间风化岩颗粒粘在一起而形成一个整体,以加大其粘聚力及内磨擦力,与预应力锚杆一起作用,从而达到增强边坡长久稳定的效果。
通过观察及观测试验,采用预应力锚杆喷浆防护可起到深层加固的目的,并可阻止坡面进一步风化及受水浸泡、冲刷等,对于不稳定坡体防护效果较为理想。
对于不稳定风化岩边坡的防护,除采用预应力锚杆加固外,还应注意防水工作,即预应力锚固施工完毕后,喷浆时应清理坡面至裂缝以外,并全部采用喷浆密封,外侧采用植物防护,坡面按3mX5m布设疏水管,各排疏水管呈梅花状布设,进行综合治理效果更佳。 3、锚杆喷浆防护施工工艺
(1)清理边坡并及时清理剩余危岩、浮岩。
(2)初喷混凝土。喷射混凝土前,应用清水射流冲洗坡面,去掉灰尘泥土等杂物。喷混凝土配合比按设计要求经试验室试验确定,混凝土料随拌制随喷射不掺速凝剂时存放时间不得超过20min,喷射应平整均匀密实最薄处不低于2cm。
(3)打孔、清孔、安插锚杆及注浆。打锚杆前,由测量人员根据护坡设计的要求,准确划定锚杆位置、间距,并加以标识,然后按此标识进行打孔。
锚杆孔深度以设计为准,锚杆孔直径参照原设计,但一般不小于90cm,钻孔时要垂直坡面,与坡面夹角不得小于75°。清孔时主要用压风射水,将水管伸入孔底,用一定压力进行射水,将孔底残渣、土等冲出,并使水向岩石裂缝渗入,保持孔眼内湿润2h以上。冲洗干净后,插入锚杆,并用衬架固定,一般2m设一个,衬架用钢筋做成十字型或环行,焊接在锚杆上,钢筋直径一般以能承受锚杆自重为宜,且不小于直径10mm,可随意选取。然后进行注浆,浆液配合比由试验室确定,水灰比以距地面30cm捏团自由下落不散为宜。砂浆应随拌随用,拌和均匀,注浆时,注浆管应插入距孔底10~20cm处,进行压浆,至浆液在孔口回流
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时,再缓慢拔出,拔出过程不停止压浆以防形成空隙。拔出后,进行高压闭浆,封堵孔眼。锚杆端露出坡面5~10cm,以便挂网。
(4)挂铁丝网与复喷混凝土。铁丝网应按设计要求,在工地现场附近预制加工,再运至作业面现场,与锚杆用铁丝绑扎固定,注意绑扎牢固,绑扎好后,即可进行复喷。复喷前应再次对坡面进行冲洗,喷射方法同初喷,复喷厚度控制在5~6cm,如风化石由于节理原因而使坡面形成“小坑”时,应依具体情况加厚或不加厚(主要由现场决定)。复喷后,要求坡面大体平整、美观。复喷以后终凝2h采用喷水法进行养生。
综上所述,风化岩质边坡滑坡的治理应依据具体地形地质情况,分类采取不同措施。工程实例证明,经治理加固后边坡表层岩土体的力学性质得到明显的改善,有利于边坡的稳定。 参考文献:
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