高速公路滑坡路段路基优化探析

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高速公路滑坡路段路基优化探析

[摘要]路基施工是建设高速公路的基础与关键,易发生滑坡路段由于其地质结构的特殊性,往往对于路基施工的施工水平和施工质量有着较高的要求。此外,路基施工关系到高速公路的质量与使用寿命,对高速公路的收益与后期维护费用息息相关,特别是滑坡险情等易发地段,更是需要严格要求路基施工,保障高速公路的长久使用。本文试图通过分析高速公路滑坡易发的原因,针对性地对相应的原因进行解决,为易发生滑坡路段的路基施工提供有效解决滑坡问题的方案。

[关键词]高速公路;滑坡;路基施工;方案改造

引言

高速公路是我国陆上交通运输系统的重要组成部分,是维持我国物资、材料和人员顺利运输的关键,对我国的经济发展和人民生活有着重要的作用。然而,由于我国地质的特殊性、地貌的多变性和人员施工的差异性,往往导致高速公路施工质量参差不齐。特别是路基施工,有调查显示,部分地区的路基施工效果较差,且施工之前的地质测量不完善,未充分考虑到不同地段的地质特点而因地制宜,改变施工方案和施工手段,导致所建设的高速公路工程常常难以达到预计的施工寿命,使用途中也经常发生各种问题,需要投入巨大成本进行日常维护和险情发生后的维修。所以,提升高速公路施工的整体水平,尤其是易发生滑坡、塌方、落石、地震和其他天气原因导致事故的路段的施工水平,是提升我国高速公路整体水平、使用寿命和施工能力的关键所在。笔者通过对路基施工和滑坡原因进行分析,进而提出有针对性的改良措施,从而高效地完成针对高速公路滑坡问题的施工方案改良任务[1]。

1高速公路路基施工工程简介

我国的高速公路路基一般为填方路基,常常使用水平分层填筑法,或者采用纵向分层填筑法与水平分层填筑法相结合。填方路基的施工一般按照三阶段、四区段、八流程的顺序进行施工安排。三阶段指:准备阶段,施工阶段和整修验收阶段;四区段指:填土区段,平整区段,碾压区段和检测区段;八流程指:施工准备,基底处理,分层填筑,摊铺平整,洒水晾晒,碾压夯实,检测和路基整修。准备阶段主要完成施工的准备工作和基础的测量与规划工作。在准备阶段需要完成导线、中线和水准线的测量,确定坡脚和边沟护坡道的位置等,同时要完成设计图纸的实际确认,做好施工过程中的物料准备和人工准备等工作。施工阶段则是按照具体的施工方案,采用水平分层填筑法来完成路基的建造。按照水平分层填筑法的要求,施工过程中应当将填筑材料一层一层地进行填筑和压实、碾平,同时,为了确保效果,每次压实之间需要有1.2-1.5米的重叠,以确保所压实的地方不会在不同填压路径之间存在缝隙或其他原因会导致膨胀与水膜等产生。如果遇到坡度较大的地方,则应当采用纵向分层填压的方法进行施工,但应当注意当达到较高层数时仍应当按照水平分层填筑法来进行施工。在施工过程中,对于填方物料的选择,应当严格考证施工所在地的天气情况与水文特征,如果地基底层存在水淹可能,或者地下水渗透情况较严重,则应当采用水稳性好的土质进行填方,同时也要注意不同层之间的过渡,防止因为天气原因导致层与层之间产生水膜,进而导致膨胀等情况发生,影响路基施工质量[2]。在施工阶段,应当严格完成基底处理,分层填筑,摊铺平整,洒水晾晒,碾压夯实这六项流程,确保所建造的路基都能符合要求。在最后的整修验收阶段,应当严格按照国家标准和工程验收规范开展进行验收工作,确保验收工作符合要求。工程验收是工程质量的最后保障,应当充分发挥其保险丝的作用,采用科学的验收方法,确认其检验成果能够代表工程的真实质量和水平。此外,要严格把关,确认路基工程不存在缺陷与工程隐患,如果存在而未被检测出来,则会严重影响后续的工程开展。对于验收过程中发现的问题,应当予以足够的重视并且立即进行整改,要确保路基施工结果能够高标准完成验收任务,从而为后续工程的展开打下坚实的基础。

2滑坡简介及成因分析

滑坡是指斜面上的岩体或者土体因外力原因而造成的整体滑落现象。滑坡的发生一般需要有一定的外力作用,外力因素包括地震、大雨、人力和地下水活动等众多种类。发生滑坡一般是因为四个原因:其一,是发生滑坡的地方具有坡体移动的空间。诸如山谷、山脊和河畔等地方的公路,由于其建造在这种地势陡峭或存在斜坡的地方,公路旁存在着坡体移动的空间,往往就会发生滑坡。相比之下,如果是建造在平原上的公路,其路基所在的地方根本不存在移动的空间,所以根本无法发生滑坡事故;其二,是发生滑坡的坡体本身的物质组成。一般来讲,如果坡体是由水稳性差的土质,或者是其他的如变质岩与风化岩等易发生结构变化的岩质所构成的,那么这个坡体由于自身工程学稳定性较差,常常会因为较大的外力因素而导致滑坡发生,相对而言,如果所建造路基的载体是稳定性好的整体性岩石或者是水稳性高的泥土,往往就不会因为外力因素导致滑坡发生;其三,是发生滑坡的地方坡体自身的结构。除了坡体自身组成问题导致的滑坡易发之外,即使坡体自身材料组成较好,也会因为自身的结构问题发生滑坡。滑坡发生往往是因为将要发生滑坡的坡体自身与山体或丘陵的其他部分之间由于各种原因形成了一个滑动面,正是滑动面的产生再加上外力因素的诱导,最终导致了滑坡的发生[3]。此外,如果坡体本身结构的力学稳定性较差的话,也会容易受到外力因素的干扰而发生滑坡,所以降低滑坡发生的几率也需要改变坡体自身的结构;其四,是外力因素的干扰。一个不受外界因素干扰的体系,在很长时间内都不会发生明显且剧烈的变动。而易发生滑坡的高速公路路段,常常是因为日常车辆运行产生的震动与极端天气原因等加合在一起导致了公路所在坡体受到了较为长期且巨大的外力因素干扰而最终导致了滑坡的发生。

3高速公路路基滑坡施工技术的优化方案

在分析了滑坡成因与高速公路路基施工方案之后,笔者将主要从路基施工方案出发,提出能够针对性解决滑坡四大成因的施工技术优化方案。

3.1抗滑桩。首先,目前最可靠的解决路基滑坡的方案是抗滑桩。抗滑桩通过预制的深入坡体滑动面之下的锚定桩来稳定坡体,阻止坡体的相对滑动。打个比方,人们在建造房屋地基之时,都会用钢筋混凝土作为地基的承重部分,只有这样才能确保房屋结构稳定,抗滑桩的加装与地基中所用的钢筋混凝土是一个道理。抗滑桩的施工要与路基施工同步,在路基施工的准备阶段,就应当测量好将建路基的滑动面与其他与抗滑桩施工相关的信息,做好抗滑桩施工前的准备工作。在水平分层填筑完成后,应当根据最终的施工成果进行抗滑桩施工的最后确认工作,然后在完成了施工之后的验收工作后开展抗滑桩的施工。首先按照预定方案进行开孔,开孔的同时要做好钢筋笼的制作与填充物所用的水泥的准备。进行开孔的时候应当确认孔内是否缺氧以及是否有有害气体存在,然后在人员下井操作时应当随时确保井下人员安全。在完成开孔与孔内修正之后,及时将准备好的钢筋笼放入孔中,应当注意,钢筋笼的制作一定要符合工程要求,并且其使用寿命应当保持在很高的水平。在进行安装时要确认孔内干燥,无积水等易造成侵蚀的状况。在安装完钢筋笼之后,就要进行水泥灌注,水泥灌注时应当保证水泥充分淹没钢筋笼并形成稳定的力学结构,从而才能确保抗滑桩能够起到阻止坡体滑动的作用。在路基施工同时完成抗滑桩的建造能够充分保护路基,降低路基发生滑坡的可能性。

3.2坡边硬化改造。坡边硬化改造也是有效降低路基发生滑坡的一种重要方法。坡边硬化改造主要是利用锚定地梁与预置锚定杆相结合的方法进行坡边加固,同时结合仰斜孔排水技术,从而达到针对滑坡发生四因素改造的目的。锚定地梁的安装与锚定杆的安排与抗滑桩的安装时间相同,也是在水平分层填筑之后开始的。锚定地梁一般安装在坡脚处,起到整体支撑与固定的作用,锚定杆的安排则要根据坡边的倾斜角度与坡体的实际情况来决定,通过科学缜密的计算来确定所需安装的个数与安装角度等问题。安装过程要严格按照工程要求进行,否则将无法起到预想的作用。坡边硬化改造的另一主要部分是排水系统的安装,最常使用的是仰斜孔排水系统。水是造成滑坡发生的关键性因素。坡体自身物质组成易受水影响改变自身结构从而导致自身力学体系突变而失去稳定性引起坡体滑坡发生,即使是坡体自身物质组成不易发生改变,也会因为地下水运动和雨水下渗而形成水膜,进而产生滑动面,在外力因素影响下就会发生滑坡事故。所以,保证坡体的干燥与排水是降低坡体发生滑坡的关键。在路基施工过程中同步进行排水工程的建设,方便在验收时能够检验排水工程的效果。仰斜孔排水系统能够兼顾地下水排出与雨水的排泄,同时通过孔洞系统能够保证完成地基在日常无雨状况下的干燥任务,而且此工程的安装难度低,工程要求不高,后续的维护与管理成本低,是最适合广泛使用的地基排水系统。如果可以解决排水问题,那么水对于易发生滑坡地区的路基的影响可以降到最小。

3.3清坡缓载工程。在相同的条件下,路基所承受的压力小的情景下对应的发生滑坡的几率更小。降低路基承压的一个方法便是减小路基自身的坡度,通过减缓坡度来降低路基各层所承受的压力。一般减缓坡度的方法便是挖去部分路基坡边来实现,但这种方式会破坏路堑,影响路基本身的工程结果。所以,减缓坡度的工程方法还是要在最初施工时就确认。在最初的施工中,通过科学严谨的计算,在成本与成果之间确定最佳的宽度与倾斜度。在施工过程中要严格按照工程要求进行,只有这样才能够完成清坡缓载的目标。

4对于路基施工技术改造方案的说明与比较

抗滑桩设计应用范围较广,能够满足大多数情况下的使用,但是考虑到桩体对于侧向力的承受能力与钢筋混凝土结构的强度,此方法不适用于坡度过大,坡体过高的地方。在坡度过大、坡体过高的地方,应当采用坡边硬化改造的方法。这些类型的地方常常会受到降水下渗和地下水运动影响,所以建立对应的排水系统是十分必要的。最后,对于清坡缓载技术,这一技术对于坡体自身的物质组成结构要求较高,故也无法大范围适用于各种地方。

5结束语

高速公路路基施工事关高速公路质量,是重中之重,只有处理好了易滑坡路段的路基,才能确保高速公路能够长久地正常运行,才能够为我国的经济发展提供保障。

参考文献

[1]郑红云.路基施工质量管理及控制研究分析[J].科技创新导报,2017(34):200-201.

[2]宋丽娟.公路路基施工冲击碾压技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(10):5267-5267,5269.

[3]刘佳,郝健菘.浅谈高速公路路基施工质量控制与管理[J].房地产导刊,2019(18):94.

作者:黑白阳 单位:山东省路桥集团有限公司