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邊坡,指的是為保證路基穩定,在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面。

邊坡【side slope】指的是為保證路基穩定,在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面。
邊坡的工程分類
一、按成因分類:可分為人工邊坡和自然邊坡;
二、按地層岩性分類:可分為土質邊坡和岩質邊坡。a:按岩層結構分為:1層狀結構邊坡、2塊狀結構邊坡、3網狀結構邊坡;b:按岩層傾向與坡向的關係分為:1順向邊坡、2反向邊坡、3直立邊坡。
三、按使用年限分類:可分為永久性邊坡和臨時性邊坡。
邊坡的工程防護種類
1.1 抹面與捶面[1]
1.1.1適用條件:
①對各種易於風化的軟岩層(如泥質砂岩、頁岩、千枚岩、泥質板岩等)邊坡,當岩層風化不甚嚴重時;
②所防護的邊坡,本身必須是穩定的,但其坡面形狀、陡度及平順性不受限制;
③所防護的邊坡,必須是乾燥、無地下水的岩質邊坡。
1.1.2構造要求:
①抹面厚度一般為5~7cm,捶面厚度為10~15cm,一般為等厚截面。
②抹面與捶面工程的周邊與未防護坡面銜接處,應嚴格封閉。如在其邊坡頂部做截水溝,溝底與溝邊也要做抹面或捶面防護。
③大面積抹面或捶面時,每隔5~10m應設伸縮縫。
1.2 灌漿與勾縫[1]
灌漿適用於石質堅硬、不易風化、岩層內部節理髮育,但裂縫寬度較小的岩質路塹邊坡。
勾縫適用於石質較堅硬、不易風化、張開節理不甚發育,且節理縫較大較深的岩石路塹邊坡上。
1.3水泥土護坡
1.3.1適用條件:
①適用於粉土、粉砂、粉質粘土、粘土等填方邊坡。
②易受洪水浸淹的路基填方邊坡。
③可用於鹽漬土地區。
1.3.2構造要求:水泥土護坡厚度一般為10~20cm。水泥摻量一般為8%~15%,具體摻量施工時根據現場試驗確定。
1.4 護面牆[1]
1.4.1適用條件:
①多用於易風化的雲母岩、綠泥片岩、千枚岩及其它風化嚴重的軟質岩層和較破碎的岩石地段,以防止繼續風化;
②所防護的邊坡本身必須是穩固的;
③護面牆有實體護面牆、孔窗式護面牆、拱式護面牆和肋式護面牆。實體護面牆適用於一般土質及碎石邊坡;空窗式護面牆用於邊坡緩於1:0.75,孔窗內可採用捶面(坡面乾燥時)或干砌片石;拱式護面牆用於邊坡下部岩層較完整,而需要防護上部邊坡者或通過個別軟弱地段時,邊坡岩層較完整且坡度較陡時採用肋式護面牆。
1.4.2構造要求:
(1)實體護面牆
①厚度視牆高而定,一般採用0.4~0.6m,底寬一般等於頂寬加H/10~H/20;單級護牆的高度一般不超過15m,多級護牆的總高度一般不超過30m。
②沿牆身長度每隔10m設置一道2cm的伸縮縫,縫內用瀝青麻筋填塞。在泄水孔後用碎石和砂做成反濾層,以排除牆後排水。
③修築護面牆前,對所有的邊坡清除風化層至新鮮岩層,對風化迅速的岩質(如雲母岩、綠泥片岩等)邊坡,清挖出新鮮岩面后,應立即修築護面牆。
④頂部應用原土夯填,以免水流沖刷。
(2)孔窗式護面牆
孔窗式護面牆的窗孔通常為半圓拱形,高2.5~3.5m,寬2~3m,半徑1~1.5m。其基礎、厚度、伸縮縫等與實體護面牆相同,窗孔內視具體情況,採用干砌片石、植草或捶面。
(3)拱式護面牆
拱跨較小時(2~3m),拱圈可採用10#水泥砂漿砌片石,拱高視邊坡下面完整岩層高度而定,拱跨較大時,可採用砼拱圈。
1.5 噴漿或噴射混凝土防護[1]
1.5.1適用條件:
①適用於岩性較差、強度較底、易風化或堅硬岩層風化破碎、節理髮育、其表層風化剝落的岩質邊坡;
②當岩質邊坡因風化剝落和節理切割而導致大面積碎落,以及局部小型坍塌、落石時,可採用局部加固處理后,進行大面積噴漿(噴射混凝土)。
③對於上部岩層風化破碎下部岩層堅硬完整的高大路塹邊坡;
④不能承受山體壓力,邊坡須是穩定的。
1.5.2構造要求:
①噴漿厚度不宜小於1.5~2cm,噴射混凝土的厚度以3~5cm為宜。
②為防止坡面水的沖刷,沿噴漿(噴射混凝土)坡面頂緣外側設置一條小型截水溝。
③漿體兩側鑿槽嵌入岩層內。
1.6 噴錨防護[2]
1.6.1適用條件:
凡易於噴漿(噴射混凝土)防護的岩質邊坡,當岩層風化破碎嚴重、節理髮育,在破碎岩層較厚的情況下,如果繼續風化,將導致墜石或小型崩塌,從而影響整個邊坡的穩定性。它具有較高的強度,較好的抗裂性能,能使坡面內一定深度內的破碎岩層得以加強,並能承受少量的破碎體所產生的側壓力。
1.6.2構造要求:
①為防止坡面水的沖刷,沿噴漿(噴射混凝土)坡面頂緣外側設置一條小型截水溝。
②錨固深度視邊坡岩層的破碎程度及破碎層的厚度而定,用1:3的水泥沙漿固結。
③噴漿厚度不小於3cm,噴射混凝土的厚度不小於5cm。
④錨桿的類型有樹脂錨桿、全長砂漿錨桿、塑料錨桿、水泥錨桿和縫管錨桿。
⑤提高錨桿承載力的措施主要有延長錨固段長度、二次壓漿、採用端頭擴大或多段擴大頭錨桿、重複高壓灌漿和改變錨桿傳力特徵的剪力或壓力型錨桿。其中二次壓漿和重複高壓灌漿比較實用有效。
1.7 土釘牆[3]
土釘牆是一種較新式的結構物,它主要由「釘」(即錨桿)、混凝土面板(掛網噴射混凝土)、錨板組成。
1.7.1作用機理
通過規則排列的錨桿(「釘」)、面板、錨板將邊坡一定範圍內的土體進行原位加固,形成一種複合結構式的牆——土釘牆,牆後土壓力由土釘牆承擔。
1.7.2適用條件
主要適用於風化破碎較嚴重的岩石邊坡,也可用於粉土、礫石和砂土邊坡。承受土壓力一般,其最大優點是從上往下逐層開挖土石方並及時對邊坡進行封閉加固,能有效減少邊坡因開挖臨空而帶來的英里釋放,使邊坡保持原來的穩定結構,避免坍塌。
1.7.3構造要求:
①施工程序為:成孔-清孔-置筋-注漿-噴射第一層細石混凝土-裝掛鋼絲網-噴射第二層細石混凝土;
②第一層細石混凝土厚7~10cm,第?
層細石混凝土厚8cm。
1.8 預應力錨索梁[4]
預應力錨索梁是最近幾年發展起來的一種新型加固措施。結構分為錨索和錨梁兩部分。
1.8.1作用機理
把破碎鬆散岩層組合連接成整體,並錨固在地層深部穩固的岩體上,通過施加預應力,使錨索長度範圍內的軟弱岩體(層)擠壓密實,提高岩層層面間的正壓力和摩阻力,阻止開裂鬆散岩體位移,從而達到加固邊坡的目的。這種方法的最大特點是:可保持既有坡面狀態下深入坡體內部進行大範圍加固;預先主動對邊坡鬆散岩層施加正壓力,起到擠密鎖固作用;同時,錨索孔高壓注漿,漿液充填裂隙和孔隙,又可提高破碎岩體的強度和整體性;結構簡單、工期短、造價低廉。
1.8.2適用條件
裂隙和斷層發育、防緩邊坡工作量巨大的高陡邊坡。
3.構造要求:
①錨梁:錨梁為鋼筋混凝土梁,採用C30混凝土澆注,它不僅為預應力錨索提供反力裝置,而且也對邊坡岩土有著框箍和壓緊作用。
②錨梁的施工順序為:防線挖槽—綁紮鋼筋—支模—澆注混凝土。
③錨梁與錨索交叉部位預留塑料套管,便於錨索從中間穿過;在錨頭部位預埋承壓鋼板,並與錨梁澆注成整體。
④預應力錨索施工程序為:放點鑽孔—編製鋼絞線—注漿—張拉鎖定。
⑤可與噴射混凝土或框格護坡相結合。
2植物防護
2.1 種草
2.1.1適用條件
邊坡穩定、坡面沖刷輕微的路堤或路塹邊坡,一般要求邊坡坡度不陡於1:1,邊坡坡面水徑流速度不超過0.6m/s,長期浸水邊坡不適用。
2.1.2種植方式
根據施工方法不同,有以下幾種方式:
(1)種子撒播法:適用於邊坡土質較軟,厚度在25mm以下的沙性土,23mm以下的粘性土,以及邊坡緩於1:1的情況。
(2)噴播法:適用於礫間有砂的礫質土,或厚度在25mm以下的砂質土,厚度在23mm以下的粘性土、亞粘土土坡,或當厚度在25mm以上的硬質土時,在常降暴雨地區,則與鋪席工程並用。
(3)客土噴播法[5]:客土噴播技術是一種改善邊坡植生環境,促進植物生長,從而在普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡上實現立體綠化、恢復自然植被的新技術。客土噴播法具有廣泛的適應性,土質或岩質邊坡都適用。
(4)點穴、挖溝法
方法:點穴法是在邊坡上用鑽具挖掘直徑5~8cm、深10~15cm的洞,每平方米約8~12個,將固體肥料等防入,用土、砂等將洞埋住后,再種種子。挖溝法是在邊坡大致按水平間隔50cm左右,挖掘10~15cm深的溝,放入肥料后,撒播種子。
適用於:公路兩側的綠化用地立地條件較差的情況,如硬質土或花崗岩風化砂土挖方邊坡。
2.2 鋪草皮
2.2.1適用條件
各種土質邊坡,特別是坡面沖刷比較嚴重、邊坡較陡(可達60°),徑流速度達0.6m/s時。
2.2.2鋪草皮的方式
平鋪、水平疊鋪、垂直坡面或與坡面成一半破腳的傾斜疊置,以及採用片石等鋪砌成方格或拱形邊框、方格內鋪草皮等。
2.3 植樹
適用於:各種土質邊坡和風化極嚴重的岩石邊坡,邊坡坡度不陡於1:1.5,在路基邊坡和漫水河灘上種植植物,對於加固路基與防護河岸收到良好的效果。可以降低水流速,種在河灘上可促使泥沙淤積,防止水流直接沖刷路堤。植樹最好與植草相結合。高等級公路邊坡上嚴禁種喬木。
3 柔性支護
3.1 三維植被網[6]
三維植被網又稱防侵蝕網,以熱塑樹脂為原料。結構分為上下兩層,上層為一個經雙面拉伸的高模量基礎層,強度足以防止植被網的變形,並能有效防止水土流失,下層是一層彈性的、規則的、凹凸不平的網包組成。
3.1.1作用機理:
三維植被網是由多層塑料凹凸網和高強度平網複合而成的立體網結構。面層外觀凹凸不平。材質疏鬆柔韌,留有90%以上的空間可填充土壤及沙粒,將草籽及表層土壤牢牢護在立體網中間。
3.1.2特點
① 固土效果極好。實驗證明:在草皮形成之前,當坡度為45度時,三維植被網的固土阻滯率高達97.5%。即使坡面角達到90°時,三維植被網仍可保留阻滯住60%的土壤。
② 抗沖刷能力強。三維網墊及植物根系可起到淺層加筋的作用,這種複合體系具有及強的抗沖刷能力,能夠達到有效防護邊坡的目的。
③ 網墊原材料採用聚乙烯,無毒且化學性質穩定可靠,埋在地下壽命可達50年以上,即使暴露在陽光下壽命也長達10多年。
④ 草種採用混合草種,生長成坪快;抗逆性強、耐貧瘠、耐粗放式管理等。
3.1.3適用條件
設計穩定的土質和岩質邊坡,特別是土質貧瘠的邊坡和土石混填的邊坡可以起到固土防沖並改善植草質量的良好效果。
3.2 鋼繩網主動防護[9]
通過錨桿和支撐繩以固定方式將鋼繩網蓋在坡面上。
作用機理為通過固定在錨桿或支撐繩上並施以一定預張拉的鋼繩網,以及在用作風化剝落、溜塌或坍落防護中抑制細小顆粒、灑落或土體流失時鋪以金屬網或土工格柵,對整個邊坡形成連續支撐。其預張拉作業使系統緊貼坡面形成了局部岩坡或土體移動或發生細小位移后將其裹縛於原位附近的預應力,從而實現其主動防護的功能。其系統作用原理類似噴錨支護等層面防護體系。然其柔性特徵能使系統將局部體中下滑力向四周均勻傳遞以充分發揮整個系統的防護能力,從而使系統能承受較大的下滑力,同時它與三維植被網一樣與植物配套實現植物防護,使植物根系的固土作用與坡面防護系統結為一體,實現最佳邊坡防護和環保。
3.3鋼繩網被動防護
該方法是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網,由鋼繩網、固定系統、減壓環和鋼柱四部分組成。
3.3.1.適用條件
岩體交互發育、坡面整體性差,有岩崩可能的高路塹邊坡。
3.3.2作用機理
當落石衝擊攔石網時,其衝擊力通過網的柔性得以首先消散,並將剩餘荷載從衝擊點向繩網系統周邊逐級載入,最終傳到錨固基岩和地層,且由錨桿及其基礎承受的最終剩餘荷載以達很小的程度。
4綜合防護
4.1岩質邊坡綠化噴播技術[8]
綠化噴播技術,其核心是在岩質坡面營造一個既能讓植物生長發育而種植基質又不被沖刷的多孔穩定結構。它利用特製噴混機械將土壤、肥料、有機質、保水材料、植物種子、水泥等混合乾料加水后噴射到岩面上,由於水泥的粘結作用,上述混合物可在岩石表面形成一層具有連續空隙的硬化體。一定程度的硬化使種植免遭沖蝕,而空隙內填有種子、土壤、保水材料等,空隙既是種植基質的填充空間,又是植物根系的生長空間。
4.1.1適用條件
不僅適用於所有開挖后的岩體邊坡,而且對於岩堆、軟岩、碎裂岩、散體岩、極酸性土岩以及擋土牆、護面牆、混凝土結構邊坡等不宜綠化的惡劣環境。
4.1.2施工方法
①修整邊坡
在高速公路邊坡支護工程中,坡面比較平整,一般只需清除表面雜物即可。如有非常凹凸的地方須進行處理。
②錨桿、掛網
先在坡面上打孔,然後將機編網開卷鋪掛在坡面上,再用錨桿或錨釘固定。對於坡度較小(>1:1)、岩體結構穩定的邊坡,或已做拱架的陡坡,可不掛網,面向岩面直接噴射混合好的材料。
③噴混
材料按比例混合后利用特製噴混機械將混合物加水及PH緩衝劑后噴射到岩面上。噴射分兩次進行,首先噴射不含種子的混合料,噴射厚度7~8cm,緊接著第二次噴射含有種子的混合料,噴射厚度2~3cm。噴射混合材料平均厚度10cm,變幅為3~15cm。
④覆蓋
可在噴射后覆蓋無紡布、草簾、遮蔭網、稻草等保濕及防止雨水沖刷。
⑤養護
噴播后如未下雨則需每天澆水保持土壤濕潤。一般7天左右發芽,一個月成坪,兩個月覆蓋率達90%以上,成坪后可逐漸減少澆水次數。
4.2框格護坡
4.2.1適用條件:
風化較嚴重的岩質邊坡和坡面穩定的較高土質邊坡。
4.2.2框格形式選擇
框格護坡可選用菱形框格、六邊形框格、主從式框格等
3.構造要求:
①框格內植草,通常採用借土噴播法或植草皮等方法。
② 框格形式主要有正方形、菱形、拱形、主肋加斜向橫肋或波浪形橫肋以及幾種幾何圖形組合等形式,框格及橫肋寬0.4~0.6m,主肋寬一般1m左右,框格間距2.5~3.5m??
③ 應根據情況設置固定樁或錨固筋固定。
5.1.1土方的邊坡用(邊坡坡度、 坡度係數 )表示。

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