淺談山地城市道路邊坡工程綜合支擋技術(shù)

王巖，李平，李金會，閆獻一，溫明越

（中建二局土木工程集團有限公司，北京 101100）

1 引言

山地城市道路邊坡具有地質(zhì)條件復(fù)雜和地勢高度落差較大等特點，同時邊坡也是植物生長的主要載體。當山體受到施工活動影響后，其主體結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)破壞，在繼續(xù)受到外力條件影響后，會出現(xiàn)崩塌、滑坡和脫落等地質(zhì)災(zāi)害，嚴重影響山地城市道路及周邊環(huán)境的安全。為此，本文將針對山地城市的幾種主要邊坡形式進行分析，探究綜合支擋技術(shù)在其治理中的應(yīng)用效果，以期提高工程邊坡的穩(wěn)定性，維護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境平衡。

2 影響邊坡穩(wěn)定性的因素

2.1 組成結(jié)構(gòu)因素

邊坡自身結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。從巖體角度來看，巖體自身結(jié)構(gòu)會直接導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)，例如，某邊坡不具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，當受到外力影響后便會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，引發(fā)大面積的邊坡塌方地質(zhì)災(zāi)害，若組成邊坡結(jié)構(gòu)的巖性穩(wěn)定，則不易受到外界條件影響。從巖體完整性角度來看，若施工導(dǎo)致該地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷層或者巖體內(nèi)部本身具有斷裂、褶皺以及破碎等情況，則同樣會造成邊坡失穩(wěn)的情況發(fā)生，若受到降雨、地質(zhì)變化或者施工擾動等因素影響，則會直接造成大面積的邊坡滑坡災(zāi)害[1]。從邊坡所處地質(zhì)的構(gòu)造與走向角度來看，若邊坡巖層走向朝山體主體方向，那么邊坡的結(jié)構(gòu)會相對穩(wěn)定，若邊坡巖體走向與山體相反，則會出現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)受力失衡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種邊坡穩(wěn)定系數(shù)較低，在受到其他影響后極易引發(fā)邊坡滑移或者塌方等災(zāi)害。

2.2 人為因素

受道路交通等建設(shè)活動的影響，一些原本穩(wěn)定的地層或遭到破壞，進而導(dǎo)致邊坡結(jié)構(gòu)失衡的情況。從施工防治角度來看，若工程具有科學(xué)的理論指導(dǎo)，能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)對施工區(qū)域的開挖與支護，則不會對其邊坡產(chǎn)生較大影響，且受到外界條件影響后出現(xiàn)失穩(wěn)的概率也會較低，若施工沒有科學(xué)的理論指導(dǎo)，則會增加施工過程中邊坡垮塌的概率，造成施工人員的傷亡[2]。另外，邊坡還會受到施工方式的影響[3]。

3 山地邊坡支擋技術(shù)應(yīng)用

3.1 高陡邊坡支擋

3.1.1 開挖防護

使用拉錨格構(gòu)擋墻技術(shù)可以治理高陡邊坡水土流失和結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等問題。該技術(shù)采用錨桿與混凝土框架相結(jié)合的方式，在目標邊坡面施工成格構(gòu)結(jié)構(gòu)，并借助錨桿的方式進行加固，支護能力強，并且有良好的固土能力，可適用于以各種沙土為主的挖方邊坡。該開挖防護技術(shù)與土工格柵擋墻相比，因牢固邊坡的方式主要以錨桿與面板結(jié)構(gòu)為主，所以，治理沙土邊坡的效果更加顯著，且便于后續(xù)的綠化施工。其中，錨桿主要安裝在混凝土框架的承力結(jié)構(gòu)點區(qū)域，需要深入邊坡的巖層內(nèi)部，通過注漿、拉緊等方式使錨桿與墻面和土層形成一個整體結(jié)構(gòu)，通過小區(qū)域多錨固的方式牢固邊坡，增加其在受到雨水沖擊后的水土流失抗性[4]。以某邊坡治理工程為例，該施工段屬于巖層邊坡，其治理坡高為11 m，坡長約為41 m，邊坡共分為兩段，上層邊坡高約5 m，下層邊坡高約為6 m，均使用柱板式擋土墻結(jié)構(gòu)進行護坡。其中，錨桿設(shè)置在擋土墻橫縱向柱的交叉位置，柱間土均使用現(xiàn)澆混凝土進行固定。邊坡頂層、底層以及底層邊緣設(shè)有排水溝，因邊坡主體以網(wǎng)格擋土墻為主，所以，邊坡表面設(shè)置排水渠，工程設(shè)計簡圖如圖1所示，圖中L表示錨桿長度。

圖1 邊坡的橫向截面示意圖

3.1.2 綠化施工方案

當邊坡加固施工完成之后，需要在加固施工的基礎(chǔ)上進行綠化，通過該方式進一步提高邊坡的表面抗性，加固邊坡表面土壤并實現(xiàn)邊坡的綠化。因上述邊坡加固方法設(shè)有加固位置，所以，只需進行掛網(wǎng)操作即可進行綠化作業(yè)，對于支護邊緣屬于防護區(qū)域的，需要借助土釘作為加固點，并實現(xiàn)與周邊擋土墻的掛網(wǎng)結(jié)合。使用孔底注漿法安裝土釘，選用42.5R普硅水泥作為注漿材料，水灰比設(shè)為0.4，要求土釘鋼筋的保護層能夠達到1 cm厚度。借助鋼絲網(wǎng)的方式固定邊坡上的植物，維持植物生長初期的形態(tài)，因此，結(jié)合工程實際情況可選擇直徑為2 mm的鋼絲作為主體，編制成網(wǎng)孔為5 cm×5 cm的網(wǎng)格，在合理控制安裝位置情況下，注意網(wǎng)面與邊坡表面的距離，考慮到邊坡表面平整性問題，其距離通常會控制在5～6 mm。當上述準備工作完成之后，可進行種植基材的噴播活動，為保障噴播能夠均勻覆蓋整個邊坡，需要對噴播材料進行篩選，篩出粒經(jīng)較大的材料，然后將其進行攪拌噴灑在邊坡表面。

3.2 低矮邊坡支擋

對于低矮邊坡的治理，主要以防治表面水土流失為主，除特殊條件的地質(zhì)邊坡需要借助擋土墻網(wǎng)格技術(shù)給予治理，其余邊坡均可在基本的結(jié)構(gòu)條件下實現(xiàn)加固。

3.2.1 錨桿錨固掛網(wǎng)

錨桿錨固+掛網(wǎng)噴播植草技術(shù)與上述方法大致相同。錨桿掛網(wǎng)的施工流程為：孔位確定→鉆孔→清孔→裝填錨桿→注漿。但因該方法并未與擋土墻結(jié)合使用，因此，無須規(guī)范錨固點位是否處于結(jié)構(gòu)的受力點，只需嚴格按照設(shè)計圖的相關(guān)要求，使用定位識別明確固定樁在錨桿起止點的位置，以固定樁為基礎(chǔ)確定其他錨桿點位的位置，其中，已經(jīng)測定的孔位點均要埋設(shè)半永久性的標志。為保障該治理技術(shù)能夠發(fā)揮邊坡的治理能力，需要保障錨桿具有長期穩(wěn)定和抗地質(zhì)擾動等能力，因此，需要在鉆孔時進行鉆孔治理，當鉆進達到預(yù)定位置后，需要繼續(xù)穩(wěn)鉆1～3 min，從而保障孔底規(guī)格達到設(shè)計要求。同時，可采用32 mm螺紋鋼筋沿錨桿錨固的設(shè)計軸線設(shè)置鋼筋定位支架，以確保錨桿間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。錨桿的注漿作業(yè)應(yīng)當從孔底開始，通常情況下錨桿的實際注漿量會高于設(shè)計注漿量，注漿完成以孔口漿液溢出為標準。為確保安裝錨桿具有較高的錨固力，需要在錨桿施工完成后隨機挑選幾個錨桿進行拉拔試驗，其試驗挑選孔數(shù)應(yīng)大于3孔。當上述施工全部達到設(shè)計標準之后，可進行掛網(wǎng)施工。為使后期綠植噴射種植能夠牢固在邊坡表面，需要以錨桿點位為基礎(chǔ)設(shè)計掛網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通常掛網(wǎng)材料會使用14#鍍鋅焊接鐵絲網(wǎng)，其網(wǎng)孔設(shè)計為50 mm×50 mm。在進行掛網(wǎng)之前需要再次對錨桿的強勁性進行檢驗，防止在加裝掛網(wǎng)后受到重力影響而出現(xiàn)微量位移等情況。另外，為發(fā)揮掛網(wǎng)的牢固性能，需要保障每張網(wǎng)安裝完成之后都處于拉緊狀態(tài)，并且各掛網(wǎng)之間的重疊部分不應(yīng)小于5 cm，掛網(wǎng)與掛網(wǎng)銜接處需要使用鋼絲進行固定。

3.2.2 掛網(wǎng)植草

采用掛網(wǎng)植草技術(shù)時，噴射基材應(yīng)當結(jié)合邊坡坡度進行黏著性配置，即坡度越大噴射基材的黏著性應(yīng)當越大，坡度越小噴射基材的黏著性應(yīng)當相對減小。該配比可由試驗室試驗數(shù)據(jù)得出，然后按照該配比進行綠植基材的配置，將稱取基分別置于混凝土攪拌設(shè)備中進行攪拌，為使基材的流動性降低到設(shè)計標準，需要進行攪拌，并保重攪拌時間大于90 s，并且攪拌完成后需要再次對其流動性進行檢驗，檢驗合格后才可將其噴射到掛網(wǎng)邊坡上，隨后將綠植種子與培養(yǎng)液和基質(zhì)進行攪拌，當基材噴射完成之后進行綠植種子的種植。

3.3 巖質(zhì)邊坡支擋

3.3.1 巖質(zhì)邊坡防護

巖質(zhì)邊坡與高陡邊坡和低矮邊坡存在本質(zhì)區(qū)別，在進行邊坡治理之前需要對其進行一次清坡。因邊坡下方為道路和城市，清坡時應(yīng)當設(shè)置防護墻，必要時需結(jié)合邊坡高度和坡度設(shè)計分級防護，嚴格按照設(shè)一級防護墻清一級邊坡的方式進行，嚴禁無序開挖。為此，需要邊坡治理工作秉承以下幾點工作要求：首先，清坡應(yīng)避免在陰雨天氣進行，同時需要在施工之前做好各級清坡的排水溝設(shè)計，避免坡面引排水影響清坡工作。其次，在同一區(qū)段進行清坡施工過程中，應(yīng)嚴格落實同一連續(xù)工期內(nèi)的施工銜接設(shè)計，預(yù)防交替施工導(dǎo)致其清坡強度未達標和遺漏施工等情況發(fā)生。此外，清坡施工完成之后，還要進行一次刷方施工，在該環(huán)節(jié)中，施工隊伍應(yīng)重點完成對巖質(zhì)邊坡的測量放樣和土石再清理工作。在施工測量放樣過程中，因山地城市道路邊坡范圍較大，可先借助GPS明確施工范圍，然后結(jié)合該數(shù)據(jù)進行邊坡場地二級控制點設(shè)計，以便于場地核算與測量放樣施工的監(jiān)管。

3.3.2 復(fù)綠養(yǎng)護

對于巖質(zhì)邊坡的加固施工，其重點在于綠植成活率。提高噴射綠植的成活率可以有效提高巖質(zhì)邊坡的固土能力，因此，需要對其施工技術(shù)進行嚴格的控制。當巖質(zhì)邊坡的坡度為35°～65°時，可采用混合基材噴播技術(shù)進行復(fù)綠施工。該技術(shù)的混合基材和綠植種子的噴射與上述方法相同，使用客土濕噴機將基材與種子噴射到巖質(zhì)邊坡表面，噴射順序同樣為自上而下，但需要嚴格控制噴射量和速度，在噴射時需要保障噴出口與坡面垂直，并維持0.9～1.2 m的距離，從而增加基材的滲入程度，提高噴播種子的發(fā)芽率和成活率。首次噴射基材厚度為8～10 cm（基材穩(wěn)定后的厚度）；二次噴播混有植物種子的混合基材，其噴播厚度控制在2～4 cm。噴射工作完成后需要進行抽檢，對種子分布不均區(qū)域進行補種。當上述活動達到施工標準之后，應(yīng)當及時覆蓋一層無紡布或植物秸稈，在保障透氣性的同時防止雨水對邊坡的沖刷。

4 結(jié)語

本文通過對高陡邊坡、低矮邊坡和巖質(zhì)邊坡的防護工作進行研究，在考慮經(jīng)濟與防護等級的條件下，選擇最佳的防護與復(fù)綠配合模式，在提高邊坡水土穩(wěn)定的同時恢復(fù)地區(qū)下的生態(tài)系統(tǒng)。從本文3種形態(tài)的邊坡治理中可以看出，巖質(zhì)邊坡治理難度最大，因此，在對其進行水土防護與復(fù)綠治理中應(yīng)當進一步提高防護設(shè)計水平，尋求最佳防護與復(fù)綠技術(shù)的配合方式，以期達到最佳防護效果。