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坡面的工程防护

时间:2023-01-28 百科知识 版权反馈
【摘要】:一般说来,除锚杆防护外,其他防护方法均不承受荷载,所以只要边坡稳定,可以不进行受力分析,就可根据运用条件选择使用。③采用混合材料的防护层,不能承担载荷,也不能承受土层压力,所以边坡必须是稳定的,才能使用抹面防护。喷浆或喷射混凝土防护的周边与未防护坡面衔接处应严格封闭,具体措施与抹面防护相同。
坡面的工程防护_边坡稳定性分析与

9.3 坡面的工程防护

对不适宜植物生长的土质填、挖方边坡,或风化严重、节理发育的岩石路基边坡,以及碎(砾)石土的挖方边坡等,只能采取工程防护措施,即采用砂、石、料石、片石、水泥、石灰以及其他工程材料制成人工构筑物防护。工程防护的方法较多,诸如抹(捶)面防护、护面墙防护、干砌片石防护、浆砌片石防护、混凝土预制块防护、锚杆防护、喷锚网联合防护以及土工合成材料防护等,各种防护方法各有其优缺点和适用条件。一般说来,除锚杆防护外,其他防护方法均不承受荷载,所以只要边坡稳定,可以不进行受力分析,就可根据运用条件选择使用。

9.3.1 抹面防护

在边坡面上加设一层耐风化表层,隔离大气的影响和雨水的侵蚀,以便防止边坡表面风化,称之为抹面防护。

1)适用条件

①对于易于风化的软质岩石如页岩、千枚岩、泥质板岩等所形成的路堑边坡,虽未经严重风化,但常侵蚀而成碎块掉落的边坡,采用抹面防护以防风化剥落。

②抹面防护的边坡坡度不受限制,但坡面较干燥,抹面使用年限较短,一般为8~10年。

③采用混合材料的防护层,不能承担载荷,也不能承受土层压力,所以边坡必须是稳定的,才能使用抹面防护。

2)抹面要求及材料的配比

①抹面工程的周边与未防护面的衔接处,应严格封闭。因此,在施工中边坡顶部,须做小型截水沟,沟宽及深度均为20cm,沟底及沟帮用石灰、炉渣混合灰浆抹面厚10cm,坡脚视岩层情况采用浆砌片石或灰浆抹面,如图9.8(a);亦可凿槽嵌入岩层内(不少于10cm),并和相衔接坡面平顺,如图9.8(b)。抹面防护两侧也应凿槽嵌入坡面不小于10cm。在软、硬岩层相间的边坡上,当对软岩层抹面时,在软硬分界处,抹面应嵌入软、硬岩层内至少10cm,如图9.8(c)所示。

②当大面积抹面时,每隔5~10m设伸缩缝1条,缝宽为1~2cm,缝内用沥青麻筋或油毛毡塞填紧密。

③抹面所用材料及配合比可参照表9.2选取。

表9.2 抹面混合材料配合比参考表

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注:本表系根据成都、广州、西安及兰州等铁路局资料汇编。

④根据当地气候条件,需要增强抹面的抗冲蚀能力和防止表面产生微细裂缝,影响抹面使用寿命时,可在表面涂刷1层沥青保护层。

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图9.8 抹面护坡(尺寸单位:cm)

(a)堑顶截水沟;(b)顶部凿槽式嵌入;(c)软硬岩层衔接处抹面嵌入

3)施工

①抹面前对边坡上较大的凹陷处应用浆砌片石嵌补或支顶,宽的裂缝可灌注水泥砂浆胶结。

②抹面厚度根据所用材料与坡面状况而定,一般为3~10cm。抹面施工前须将坡面的风化层、浮土与松动碎块清刷干净,并用清水冲洗使边坡湿润。

③石灰以选用一、二级为宜,并应在抹面作业前1~2周用水熟化。淋滤后放在浆池进一步熟化,使水分蒸发散失呈膏状才可用来配料,其中钙、镁含量应符合有关规定。炉渣采用原煤烧透之后的废渣,碳的质量分数不宜超过5%,粒径以3~4mm为宜,且大小均匀,灰的质量分数不宜超过30%。所用粘土土质应纯净不含腐殖土和有害物质。砂子应质地坚硬,无杂质,粒径为0.05~0.1cm。

④为提高灰层内部及灰层与边坡面的粘结性,可用纸筋掺入其中,也可用麻筋。沥青采用石油或煤焦油均可,但其软化点应稍高于当地最高温度1~2℃,用量一般为0.3kg/m2

⑤石灰炉渣的抹面要在抹上稍干后进行夯拍,直至表面出浆为止,然后再用大卵石将表面磨光磨平,涂上速凝剂或盖草垫,洒水养护。从经济起见,速凝剂可采用卤水、青矾等。

⑥抹面不宜在严寒季节和雨天进行,日照强烈时也将引起抹面表层的开裂,故抹面宜在4~30℃的气温内施工。

⑦对于黄土边坡用黄土掺麦秆[黄土∶麦秆=(25∶1)~(30∶1)]做底层,厚2~3cm,再用水泥石灰浆做表面,厚1~1.5cm抹面,经过使用证明效果良好。⑧抹面工程应经常检查维修,如有裂纹或脱落,要及时修补。

9.3.2 捶面防护

1)适用条件

①适用于易受冲刷的土质边坡或易受风化剥落的岩石边坡,其坡度以不陡于1∶0.5为宜。

②当地石料缺乏而炉渣来源较多。

2)结构及材料

①捶面一般采用等厚截面,厚为10~15cm。如边坡较高时,采用上薄下厚截面。

②捶面在边坡顶部应严密封闭,为此可在顶部做20cm×20cm小型截水沟或将捶面嵌入边坡内30cm。

③捶面两侧凿槽嵌入坡面不小于10cm,捶面每隔5~10cm设伸缩缝1条。坡面有地下水时,应设泄水孔,其分布视地下水情况而定,孔径为10cm。

④捶面材料常用的有四合土,三合土和水泥炉渣混合土。其中水泥可用低标号水泥,砂子用纯净的中粗砂,粘土不含腐殖土,无粘土时可用砂、石灰、炉渣3种材料配合后捶面。各种材料配比与用量可参考表9.3选用。

表9.3 单位面积捶面材料用量表

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3)施工

①捶面前应清理坡面浮石粘土,当边坡有坑凹时,应嵌补填平;有裂缝时,应勾缝。在土质边坡上,为使捶面与坡面贴牢,可挖成小台阶或锯齿状,齿深5~10cm,间隔0.5~1.0cm。

②捶面前先洒石灰水润湿坡面,捶面时夯拍要用力均匀,提浆要及时,提浆后2~3h进行洒水养护维持3~5d。

③在寒冷地区,不宜在冬季施工,养护时如发现开裂和脱落应及时修补。

9.3.3 喷浆及喷射混凝土防护

1)适用条件

①对于易风化软岩、裂隙和节理发育、坡面不平整、破碎较严重的石质挖方边坡,采取抹面、捶面就难以奏效,故应采用喷浆或喷射混凝土防护,既可防止坡面进一步风化,同时也可促使裂隙间破碎岩石得到砂浆充填而加固。

②对坚硬易风化,但尚未遭受严重风化的岩石边坡,为防止进一步风化,剥落及零星掉块,采用喷浆或喷射混凝土,使在坡面上形成1层保护层。

③在高而陡的边坡上,尤其是上部岩层破碎,下部岩层完整的边坡和需要大面积防护并较集中的边坡,更为经济。

④对成岩作用差的粘土岩边坡不宜采用,所防护的边坡应是地下水不发育和边坡无渗水且较干燥的位置。

⑤在涌水地段,必须挖泄水孔或水平泄水孔进行彻底处理,使喷射面内侧无水回流。

2)结构及材料要求

①喷水泥砂浆的砂浆强度不应低于M10,厚度以5~7cm为宜。喷射混凝土强度不应低于C15,厚度为10~15cm。喷浆或喷射混凝土防护的周边与未防护坡面衔接处应严格封闭,具体措施与抹面防护相同。

②坡脚岩石风化较严重时,应做高1~2cm,顶宽40cm的浆砌片石护裙如图9.9所示。在坡顶设截水沟,并用1∶4水泥砂浆抹面厚10cm。

③材料及配比

水泥:采用不低于425号的普通硅酸盐水泥。当存放过久或保管不善,有受潮结块等现象时应做强度检验,并以实际标号进行配比。

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图9.9 喷浆(喷混凝土)护坡(尺寸单位:cm)

石灰:采用新出窑烧透的块灰,欠火或过火者不宜采用,其质量指标应符合有关规范的规定。

砂子:重力喷浆应使用纯净的细砂,粒径宜为0.1~0.25mm。机械喷浆或喷混凝土应使用纯净的中粗砂,粒径为0.25~0.5mm。含水量不超过5%,含水率以4%~6%为宜。

混凝土粗骨料:应使用纯净的卵石或碎石,最大粒径不大于25mm。大于15mm颗粒控制在20%以下,针、片状颗粒不超过15%。

速凝剂:ZV型修补胶可以直接掺入水泥砂浆和混凝土中,配制成聚合物砂浆和聚合物混凝土,能极大地增加接触面的粘结力和抗拉、抗折强度,提高抗渗性,并兼有界面处理和促凝等作用。

表9.4列出单位面积中聚合物所需材料量,施工时可参考使用。

表9.4 单位面积聚合物所需材料量

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3)施工注意事项

①施工前对坡面的裂缝、凹坑应先勾缝、嵌补,以使坡面平顺整齐,岩体坡面浮土杂质、碎块等要用水冲洗干净,并保持湿润。

②选择适宜的喷射机械和相应的配套设备,作业前应进行试喷,以便决定采用适合的水灰比。如水灰比过小,使喷体表面颜色灰暗,易出现干斑,回弹量大,粉尘飞扬;如水灰比过大,则在喷体表面起皱、拉毛、滑动甚至流淌;而适中的水灰比其喷射体呈粘糊状,表面光泽、明亮,骨料分布均匀,回弹量少。

③喷射作业应自下而上进行,喷嘴应垂直于坡面,并与坡面保持1.0m左右的距离。当喷射混凝土厚度大于6cm时,应分2次喷射,其厚度要均匀,并按有关规定保留试件。喷层周边与未防护坡面的衔接处做好封闭处理,防止雨水侵入。

④输料管长以20~30m为宜,过长易堵塞,喷射工作压力一般为150~170kPa。喷嘴供水压力要比工作压力大50~100kPa,以保持水与干拌和料均匀混合。当喷射体达到初凝后,应立即洒水养护,并持续7~10d。

⑤喷浆与喷射混凝土防护应经常检查、维修。杂草要及时拔除,开裂要及时灌浆勾缝,脱落要尽早补喷。

⑥喷射作业严禁在冬季结冰季节及雨天进行。

⑦喷射作业灰尘较大应加强工作人员的劳动保护。

⑧喷浆或喷射混凝土后,坡面易产生细微的干缩裂缝影响强度,因此,可在喷射层中加设1层钢筋网或高强聚合物土工格栅,以增强其强度。钢筋网采用4~10 mm的圆钢筋编织而成,网孔10~20cm,平直铺于坡面上,用锚钉固定,再喷浆或混凝土。这种挂网喷浆方法,比单纯喷浆或混凝土要好。

9.3.4 喷锚网联合防护

1)适用条件

当坡面岩体已遭严重风化,岩体受切割破碎严重,采用喷浆或喷射混凝土防护强度不足时,为加强防护效果,采用喷锚网联合防护,坡面用喷射混凝土与钢筋网封闭,锚杆使坡面一定深度内岩体得以加固,同时也可承受少量的松散体产生的侧压力。

2)防护结构及材料

①锚杆锚固深度与网孔的密度,应根据边坡岩体性质和风化程度而定,一般锚固深度为1.0m左右,且要求锚杆锚固在较稳定的岩层中,以免锚杆滑出,造成维修困难,网孔间距一般为20~25cm,如图9.10(a)所示。

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图9.10 锚杆铁丝喷浆(混凝土)护坡示意图(尺寸单位:cm)

(a)预制铁丝网图;(b)锚杆、框条、结点图;(c),(d)锚杆、框条、伸缩缝布置图

②锚杆孔可用普通手持式凿岩机钻孔,孔深应比锚固深度加深20cm,钻孔后应将孔内岩屑用高压风清吹干净,以1∶3水泥砂浆固定锚杆,如图9.10(b)所示。当要求锚杆立即起到防护作用时,可采用2M型早强锚固包,且施工简便,快速可靠,1h后可承受荷载。

③喷射混凝土厚度不小于10cm,沿框条方向每隔10~12.5m设伸缩缝1条,缝宽2cm用沥青麻筋填塞,如图9.10(c),(d)所示。

④预制铁丝网的铁丝直径采用2mm,绑扎铁丝直径0.5mm,铁丝网框条为直径6mm的圆钢筋,锚杆可用16~20mm钢筋。

⑤锚杆框条、铁丝网规格及用量可参照表9.5。

表9.5 材料规格及用量表

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注:本表长度、质量是按锚间距2.0m,锚杆长度1.5m,锚杆直径20cm,框条边长2.0m,网眼间距20cm计算所得。

3)施工要求

①框条φ6mm钢筋,应先拉直再加工焊接成框。

②除喷浆和喷射混凝土所应注意的事项外,尚应注意往锚孔内灌注固定锚杆的砂浆要捣密实。

③喷浆及喷混凝土厚度要均匀,勿使锚网外露。

9.3.5 土工格栅挂网喷浆防护

1)适用范围

适用范围与喷浆、喷射混凝土适用条件相同,由于单纯喷浆或喷混凝土易产生干缩裂缝影响防护效果,为此,可在喷射层中加设1层高强聚合物土工格栅,以增强其强度。

土工格栅是工厂生产的岩土工程材料,其原料为高强度聚合物聚乙烯,经热压成型,具有强度高、质量轻、耐腐蚀等特点,是新型的路基、路面和边坡的防护材料,常用的CE系列土工格栅,运输、铺设均很方便。

2)施工操作

①先刷坡清理松石、浮石、浮土与杂物,使边坡尽量平整。

②布设锚固钉。锚钉用φ12~φ14mm钢筋制作,长30~50cm,用凿岩机钻孔插入,或利用天然裂隙打入,锚钉水泥砂浆固定,孔距1~1.5m,呈梅花形布置,锚钉外露2~5cm,以便挂土工格栅。

③喷底浆。喷底浆的目的是使原来凹凸不平的坡面尽量喷平,底层水泥砂浆(或混凝土)的水泥用量较面层少些,水泥与砂为1∶4,水灰比为0.5左右,以砂浆呈糊状为宜,并加入速凝剂。

④固定土工格栅。待底浆达到一定强度后,即可挂设土工格栅网,挂网应自上而下,依次将土工格栅网固定在锚钉上,并使之尽量紧贴坡面,土工格栅下端,应用重物拉伸拉直后固定,以防土工格栅外鼓,影响喷射质量。

⑤喷面层浆。面层砂浆(或混凝土)强度要求较底层高,按自上而下顺序进行喷射,一般喷射2~3次,直至土工格栅完全被覆盖为止,再加喷2~3cm保护层。初凝后,立即洒水养护。

土工格栅挂网喷浆在一些工地上曾做过试验,结果是成功的。但因时间较短,其长期效果尚待时间检验。土工格栅挂网喷浆具有价格低廉、操作简便、工效高的特点。以CE131型土工格栅与φ10mm钢筋网比较,土工格栅价格仅为钢筋网价格的1/4~1/5。因而土工格栅在路堑边坡防护中有广阔的使用前景。

9.3.6 护面墙

护面墙是以浆砌片石(块石)结构,覆盖在各种软质岩层和较破碎的挖方边坡,使之免受大气影响而修建的墙体,以防止坡面的风化。

1)适用范围

①浆砌片石护面墙能防治比较严重的坡面变形,适用于各种土质边坡及易风化剥落破碎的岩石挖方边坡,以免受自然因素的影响,防止继续风化。

②护面墙除自重外,不担负其他载重,也不承受墙后的土压力。因此,护面墙所防护的挖方边坡应符合于稳定边坡的要求,且不陡于1∶0.3。

③根据防护边坡的高度、陡度及岩层破碎情况可采用不同形式的浆砌片石护墙,如孔窗式护墙、肋式护墙、拱式护墙等,但一般以实体防护墙为主。

2)结构及材料要求

①护面墙的厚度视墙高而定,一般采用0.4~0.6m(见表9.6),底宽按边坡坡度、墙的高度、坡面潮湿情况和基础承载能力等条件决定,一般等于顶宽b加上H/10~H/20(H为墙高)。

表9.6 护面墙厚度参考表

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②护面墙墙背每3~6m高设一耳墙,其宽为0.5~1.0m,并沿墙身长度每隔10~15m设置2cm宽的伸缩缝(或沉降缝)1条,用沥青麻筋或竹筋填塞,深入10~20cm。墙身应设置泄水孔,孔口的大小一般为6cm×6cm或10cm×10cm,在墙身下部或边坡渗水较多处,可适当加密,为防止堵塞,泄水孔的后面应用砂砾石作反滤层,如图9.11所示。

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图9.11 单级变截面护面墙(尺寸单位:m)

③护面墙分等截面和变截面2种形式。等截面墙的高度,当边坡坡率为(1∶0.3)~(1∶0.5)时不宜超过6m;当边坡坡度为1∶0.5时不宜超过10m。变截面护面墙高度单级时不宜超过20m,否则应采用双级或三级护面墙,但总高度不宜超过30m。双级护面墙的上墙高度不应大于下墙的高度。下墙的截面应比上墙的截面大,上下墙之间设置错台,其宽度应使上墙修建在坚固牢靠的基础上,以不使压力传至下墙为原则。错台宽一般不小于1m,其目的是为了增加边坡的稳定性。

④对于为防止松散层的护面墙,最好在灰层的底部土层中留出宽度大于1.0 m的边坡平台进行加固,如图9.12所示。

由于山岭地区挖方边坡及坡顶山坡常有各种不良地质现象同时出现,故应综合考虑。开挖边坡时,在岩石中形成的凹陷,应以圬工砌石填塞以支护突出的岩层,这种墙称为支补墙,如图9.13所示。

3)施工

①石料应采用色泽均匀、结构密实、不易风化、无裂纹的硬质石料,标号不小于30MPa。砂子应洁净、坚硬并宜采用中粗砂。砂浆配比应通过试验确定,必须具有良好的和易性,其稠度(以标准圆锥体塌落度表示)用于砌石以5~7cm为宜。水泥采用普通硅酸盐为佳,并以水泥实际强度计算配合比。

②护面墙修筑前应首先清除边坡松动岩石,清出新鲜面,边坡上的凹陷部分挖成台阶后,应以与墙体相同的圬工补砌,不可回填土石或干砌片石。墙背与坡面密贴,砌体咬口紧密,错缝,砂浆饱满,不得有通缝、叠砌、贴砌和浮塞,砌体勾缝应牢固和美观。

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图9.12 松散灰层护面墙(单位:m)

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图9.13 支补墙

③护面墙基础应设在可靠的地基上,埋置深度应在当地冰冻线以下0.25m,承载力一般不应小于300kPa。若承载力不足,可适当采用加强措施。个别软弱地段,可用拱跨过。一般将墙底做成倾斜的反坡,其倾斜度根据地基情况而定,土质地基采用倾斜度x=0.1~0.2,岩石地基采用x=0.2。

④根据伸缩缝和沉降缝的长度应分段砌筑,其泄水孔、耳墙、砂砾、反滤层应与墙体同步进行,泄水孔可预留孔洞或埋设铁(塑)管,反滤层应在砌高1层后,即行填筑1层,当达到耳墙位置时,清理边坡后先进行耳墙砌筑。

⑤各式护面墙墙顶均应设置25cm厚的墙帽,并使其嵌入边坡20cm,以防雨水浸入。砌体砌筑前应测量放样,施工时应立杆挂线或样板控制,并要经常复核验证,以保持线形顺适,砌体平整。

⑥砌体应自下而上逐层砌筑直至墙顶,当为二级墙时,上墙边坡清刷完后,可先砌上墙,有利于施工的安全和工程进度。

护面墙除防护边坡坡面外,也能增加路堑美观,所以在岩石边坡,甚至在一些土质路堑边坡也可砌筑一定高度的护面墙,以美化路容。

9.3.7 浆砌片石防护

浆砌片石是用水泥砂浆将片石间空隙填满,使砌石成为一个整体,以保护坡面不受外界因素的侵蚀,它比干砌片石有更高的强度和稳定性。浆砌片石防护是高速公路建设中常用的工程防护方法。

1)适用条件

①运用于边坡坡度缓于1∶1的各种岩体和土质边坡上,边坡坡面因风化剥落,地表水冲刷,易发生流泥冲沟及表层溜坍等灾害时可以采用浆砌片石护坡,当然在当地有大量开山石料可以利用的地段最为适合。

②在傍河路基,当水流速度较大(4~5m/s),浪波作用较强,以及可能有流水、漂浮物等冲击作用时,对于不同岩层、不同位置可结合其他防护措施效果更好。

③对路基过分潮湿或冻害严重的土质边坡,未做排水、防水处理则应慎用,以免引起砌体在变形中产生开裂而破坏。如果工程实施前已进行排水措施,则可考虑采用浆砌片石护坡。

2)结构及材料要求

①浆砌片石护坡一般采用等截面,厚度视边坡及陡度而定,一般为0.3~0.4 m。对于高边坡应分段设置平台,每级高度不宜超过20cm,平台宽度不小于1m。

②当护坡面积较大或坡面变形较严重时,为增强护坡自身稳定性,可采用肋式护坡,其形式有以下3种,如图9.14所示。

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图9.14 浆砌片石护坡(尺寸单位:cm)

(a)肋式展示图;(b)外肋;(c)里肋;(d)柱肋

·外肋 用于节理破碎,但凿槽困难的各种易风化的岩石边坡,如图9.14(b)所示。

·里肋 用于土质边坡和各种易于风化的软质岩层边坡,如图9.14(c)所示。

·柱肋 用于表层发生过溜坍,经修整坡面后的土质边坡,如图9.14(d)所示。

③浆砌片石护坡所用的水泥砂浆强度一般为M5,受水流冲刷或寒冷地区应提高为M7.5或M10。石料应是不易风化的坚硬岩石或大块卵石,厚为0.25~0.5 m。护坡底面设厚0.1~0.15m的碎石或砂砾组成的垫层,在一定条件下,也可采用与垫层等效的土工织物代替。

3)施工要求

①浆砌片面护坡视土质情况设置砌石基础,其埋深应为护坡厚度的1.5倍以上,在冰冻地区应设置在冰冻线以下,砌石护坡应每隔1~15m设置宽2cm的伸缩缝(或沉降缝),用沥青麻筋或竹筋填塞。

②当为路堤边坡时,应待路堤沉降完成以后再施工。其他泄水孔、伸缩缝等设置及砌筑方法同浆砌护面墙。

③对土质边坡的泄水孔墙背,应在0.5m×0.5m范围内设置反滤层以防淤塞。砌体石料密度,一般不应小于2.0t/m3

④在大面积护坡时,为养护检修方便,在坡面适当位置设1道0.6m宽的台阶踏步。

⑤浆砌片石护坡采用M5水泥砂浆砌筑,砌块应自下而上进行。接缝要错开,石块彼此镶紧,缝隙砂浆饱满,并用小石块填满塞浆。

⑥在石料缺乏地区可采用混凝土预制块砌筑成六角形C20混凝土空心块,高15cm,埋于边坡土中10cm,外露5cm。

9.3.8 干砌片石防护

1)适用条件

干砌片石防护用于土质、软岩,以及易风化、破坏较严重的填、挖方路基边坡,以防止雨、雪水流冲刷。在砌面防护中,宜首选干砌片石结构,这不仅为了节省投资,而且可以适应边坡有较大的变形。如在冻胀严重的路段,干砌片石就显得优越,对土质填方路段也能适应路基边坡沉落变形。但干砌片石受水流冲击时,细小颗粒易被流水冲刷带走而引起较大的沉陷。

2)结构及材料要求

①干砌片石应使用不易风化的坚硬岩石。

②常用的干砌片石结构分单层铺砌和双层铺砌2种,单层铺砌结构厚0.25~0.35m,双层铺砌的下层厚0.15~0.25m,上层厚为0.25~0.35m。

③为防止坡面土层被水流冲出和减轻漂浮物的撞击压力,应在干砌防护层下面,设置碎石或砂砾构成的垫层(反滤层)。垫层一般厚度为0.1~0.2m。在一定条件下,也可用土工织物代替。

④干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础。

9.3.9 浆砌片石骨架护坡

这种防护方法,实际上是砌石防护与植被(或捶面)防护的配合使用。为了降低工程成本,各种砌石防护不论是干砌、浆砌、护面墙等,均可以采用中间透空的形式,如拱形、窗形、方格形等。其周边用砌石铺砌,而中间则可在原坡面上植草、铺草皮(对土质边坡)、干砌、捶面(对松软破碎岩石边坡)等。这种防护法既可以节省工程费用,也可美化路容,所以只要边坡条件允许,应尽量采用。如沪宁高速公路、青岛环胶州湾高速公路都大量采用了浆砌片石与预制混凝土拱圈相结合的拱型结构,收到了良好的效果,也增加了路基的美观程度。

1)适用条件

①在易受冲刷的土质边坡和风化严重的岩石边坡上,当其边坡潮湿,发生溜块及坡面受冲刷严重者,如采用草皮或捶面护坡易被冲"脱落,可采用浆砌片石骨架加强措施。

②骨架内是铺草皮还是四合土捶面,应根据土质情况和边坡坡度及当地材料来源等情况选用。必要时在骨格内也可栽砌卵石。

2)结构及材料

①浆砌片石骨架形式,有拱形、窗形、方格形。骨架应嵌入坡面内的深度,视边坡岩性及草皮厚度而定。骨架底部坡脚及顶部用M5.0砂浆片石镶边加固,骨格间距3.0~5.0m如图9.15(b)所示。骨架与边坡水平线成45°,如图9.15(a)所示。

②单位面积方格骨架内铺草皮护坡工程数量,见表9.7。

表9.7

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图9.15 浆砌片石骨架内捶面护坡(尺寸单位:cm)

(a)方格形骨架内捶面法向投影图;(b)骨架捶面断面图

③单位面积方格骨架内捶面工程数量,见表9.8。

表9.8

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3)施工要求

①骨架表面与草皮表面应平顺,当降雨量大且集中的地区,骨架上可做成截水沟式,以分流排除地表水。当骨架内为捶面时,就在骨架节点中心位置留有泄水孔,如图9.15(a)所示。骨架外露部分和捶面厚度相等,使表面平顺。

②浆砌片石骨架采用拱形时,一般情况主骨架间距有4.0m,5.0m,6.0m 3种,拱高也分上述3种。具体尺寸视岩层的软硬程度和坡面变形情况选用。

③施工前应清理坡面浮土、碎石,填补坑凹处。

④骨架内草皮或捶面均应与坡面和骨架密贴,以防地表水沿缝隙渗入,损坏防护工程。

⑤骨架内捶面或砌筑卵石应在浆砌片石骨架的强度达到70%以上时进行。

⑥砌石、草皮、捶面等施工步骤,可参照本章所述的相关内容。

9.3.10 锚杆防护

1)适用条件

①对于坡面为碎裂结构的硬岩或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分离并有可能下滑的挖方边坡适用于锚杆防护。

②对岩层倾角接近边坡角和有裂隙的厚层岩石,更为适合。

③当岩石边坡破碎、节理发育时,可在锚杆与坡面间同时采用喷浆或挂网喷浆,以提高防护能力。

2)锚杆材料及结构参数

①锚杆采用直径为16~22mm的20号锰硅钢筋或A3钢筋制作,锚杆孔直径应大于锚杆直径30mm以上,以保证锚杆孔内砂浆对锚杆体的粘结力。锚固深度应根据岩体性质确定,孔深应比锚固深度深20cm。锚杆间距采用1.0~1.5m。

②水泥与砂浆的配合比为1∶3。水泥砂浆的标号不应低于C20。

③采用挂网喷浆时,铁丝网可使用直径为2mm的普通镀锌铁丝编制,网孔20~25cm,也可用高强度聚合物土工格栅代替铁丝网,网的保护层下不应小于20mm。

3)施工

①施工时,在岩石边坡上尽量垂直于岩层倾角用凿岩机钻孔至稳定基岩内。钻孔内灌满水泥砂浆。

②将锚杆插入钻孔内用水泥砂浆固结,使坡面岩体和有可能下滑的岩石与基岩连成整体。

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