高等级公路路堑边坡防防护设计与施工技术指南+.pdf

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    a 岩质边坡应查明地貌类型、微地貌特征、地形起伏变化情况及斜坡的自然稳定状况; 查明基岩的岩性及其组合情况、岩石的风化程度和边坡岩体的结构类型; C 查明边坡层理、节理等结构面的特征性质,特别查明具有断层破碎带、软弱夹层等软弱结构面 的分布规律、产状、规模、发育程度、结合程度、充填状况、充水状况、组合关系及力学属性; d 凝灰岩类边坡应重视测量统计外倾结构面产状、组合关系、延伸长度以及力学属性; e 花岗岩类边坡、石英云母片岩类边坡、玄武岩边坡除应调查测量统计外倾结构面产状、组合关 系、延伸长度以及力学属性,尚应注意调绘岩石风化程度、差异风化情况及上覆残积土与基岩 面接触特征、起伏变化: 黏土质岩体边坡要注意岩石的易软化易风化崩解特性,查明黏土质岩层空间分布,评价风化崩 解对边坡稳定的影响; 5 边坡评价时应对边坡可能变形失稳模式做出定性判断,确定边坡变形破坏边界范围。分析环境 因素、人类活动和工程因素对边坡的影响

    5.2. 2. 2勘察范围应符合以下要求

    高度3倍的带状范围,应扩大至可能对边坡稳定有影响或受边坡破坏影响的地段: 应包括坡面区域以及可能对构筑物有潜在安全影响的区域,对存在外倾结构面控制的岩质边 坡,应满足可能破坏模式确定的范围

    防火标准规范范本5.2.2.3勘察方法应符合以下要求

    a)勘探方法采用钻探、槽(坑)探、室内岩土试验等综合方法,物探可采用高密度电阻率法、瞬 变电磁法、孔间CT法、地震法; D 勘探线应垂直边坡走向布置,每段路堑高边坡横向勘探断面的数量不得少于1条,每条勘探断 面上勘探点数量不宜少于2个,控制性钻孔深度应至设计高程以下稳定地层中不小于3m,支 挡工程的承重部位勘探点不得少于1个,当地质条件复杂,应增加勘探断面或结合物探进行综 合勘探,勘探点间距宜控制在60m~120m,详勘阶段应进一步复核、补充; c 对节理发育岩体破碎边坡可采用波速测试确定岩体完整程度,对于取芯困难的破碎、极破碎或 存在软弱夹层的岩质边坡、可采用钻孔电视直接观测; d)对于基岩出露良好,地质条件清晰的边坡,可通过调绘查明边坡的工程地质条件。

    5.2.3岩士混合边坡

    岩土混合边坡勘察除应符合5.2.1,5.2.2内容外,还应符合以下要求: 查明边坡覆盖土层与下伏基岩接触段土质类型、含水状态及物理力学性质; D 查明边坡土层、岩层的渗透性,特别是土层、岩层接触处地下水情况,查明其补给、径流及动 态变化情况,分析评价孔隙水压力变化规律和对边坡稳定的影响,并应考虑雨季和暴雨过程的 影响; 边坡评价时应分别对覆盖土层内部、覆盖土层沿下伏基岩面及岩体内部等不同的破坏可能做出 定性分析。

    5.2.4改扩建边坡勘察

    改扩建边坡勘察除满足5.2.1、5.2.2、5.2.3条及相关勘察规范外,还应符合以下要求: 1 收集老路前期的勘察设计资料、竣工图、养护资料; e 调查边坡的几何特征,调查边坡工程防护的现状、类型,调查防护病害情况及发育程度,分析 查明病害发育的原因,分析现状工程防护的适应性; 调查现状边坡的工程地质和水文地质条件、地表变形特征,分析其原因,判断其未来的变形破 坏发展趋势,确定现状边坡稳定状态及破坏模式。

    5.2.5不良地质及特殊性岩土边坡

    5. 2. 5. 1 不良地质

    不良地质边坡勘察除满足5.2.1、5.2.2、5.2.3条及相关勘察规范外,还应符合以下要求: 收集调查周围不良地质边坡灾害的发生情况和治理经验; 查明滑坡体地层岩性、地质构造、水文地质条件、成因类型、规模、发展等,查明滑动面的分 布、物质组成、厚度及性质:

    5. 2.5.2特殊性岩王

    助察报告应包括以下内容

    5.3.1文字说明:应包括路堑边坡场地的工程地质条件、水文地质条件,对边坡可能变形失稳模式和 稳定状态做出定性判断,提供边坡稳定性分析所需的岩土参数;分析环境因素、人类活动和工程因素对 边坡的影响,必要时应选择代表性的复杂高边坡典型断面进行初步计算,提出边坡开挖、支护的地质建 议。

    5.3.2图表篇:包括工程地质平面图(1:2000)、工程地质纵断面(1:2000)、工程地质横断面(1:500) 柱状图、物理力学指标统计表、边坡岩土参数建议值表、物探资料、室内试验成果、原位测试成果等,

    设流程见图1所示,边坡设计应用案例见附录C。

    6.3.1设计人员应在充分吸收边坡勘察资料基础上,选定合理的稳定性分析评价计算模型,当边坡勘 察成果不能满足边坡设计所需要求时,应提出进一步勘察建议。 6.3.2综合分析路堑边坡初勘、详勘成果,了解地形地貌、地质构造、水文地质情况,特别是不良地 质、特殊性岩土对路堑边坡的影响,有针对性地开展边坡设计。

    6.4.1边坡高度不大于20m的土质路堑、边坡高度不大于30m且无外倾软弱结构面的岩石路边坡, 可按表2、表3选取边坡坡率,土质路堑边坡分级高度可为6m8m,岩质路堑边坡分级高度可为8m 10m,碎落台宽度为1m~3m,台阶式边坡平台宽度宜为2m。

    表2土质路堑边坡坡率建议值

    表3岩质路堑边坡坡率建议值

    当挖方高度不大且坡顶地形平缓时,宜采用较缓的坡率,为边坡植被恢复创造条件,

    6.5边坡稳定性分析与计算

    6.5.1.1边坡稳定性的初步判别宜采用极射赤平投影法、工程地质类比法。判断边坡的可能破坏方式 时应同时考虑到受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏,常见受结构面控制的边坡破坏模式见 附录D

    可初步判别为有可能失稳的边坡

    a 有软弱结构面或软弱夹层的岩质边坡; b) 存在有外倾结构面,且结构面的倾角小于坡角并大于其内摩擦角的岩质边坡;存在不利结构面 组合的岩质边坡; 坡顶外缘附近有较大荷载的边坡; d 在碎裂结构岩体或散体结构岩体中开挖的边坡; e 已发生张裂变形的下软上硬的双层或多层结构边坡; f 分布有巨厚层崩积物的边坡; 有迹象表明边坡有可能失稳或曾经失稳的边坡。

    6.5. 2 稳定性计算

    6.5.2.1经稳定性初步判别有可能失稳的边坡或难以确定稳定性状态的边坡应进行稳定性计1 6.5.2.2进行稳定性计算时,应根据边坡的地形地貌、工程地质条件及工程布置方案等,分 有代表性的剖面。

    2.4边坡稳定性计算方法,应根据边坡类型和可能的破坏形式,按照下列原则确定: a 规模较大的碎裂结构、散体结构岩质边坡和土质边坡通常产生圆弧滑动,宜采用简化Bishor 法计算; b) 对可能产生直线形破坏的边坡宜采用平面解析法进行计算; C 对可能产生折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力法计算; d 对结构复杂的岩质边坡,可配合采用赤平投影法和实体比例投影法分析及楔形滑动面法进行计 算; e 当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析

    6.5.2.5路堑边坡稳定安全系数应满足表4规

    5.5.2.5路暂边坡稳定安全系数应满足表4规定

    表4边坡稳定安全系数Fst

    6.6设计要求6.6.1防护设计对策6.6.1.1土质边坡防护设计对策如下:a)不同类型的土质边坡可能的失稳模式及设计对策见表5。表5不同类型的土质边坡可能的失稳模式及设计对策边坡主要特征可能的失稳模式设计对策类型黏性以黏性土为主,省内多见于岩浆岩、土边变质岩以及灰岩等残积、全风化层,塌;滑坡坡多为高液限土边坡砂性以砂砾为主,结构较疏松,凝聚力土边低,透水性大,包括厚层全风化花玥塌:滑坡采用缓坡率结合坡面防护或矮挡坡岗岩残积层墙结合坡面防护防止塌;采用支挡工程,如抗滑桩、桩板墙、碎石由坚硬岩石碎块和砂土颗粒或砾质抗滑挡墙、土钉支护等治理滑坡;土边塌;滑坡土组成的边坡做好防排水坡岩土沿下伏基岩面滑动;混合边坡上部为土层、下部为岩层土层局滑或滑坡边坡b)坡脚宜设置不高于4m挡墙加固。土质边坡直接放坡往往容易产生塌,如图2所示;坡脚设置矮挡墙结合绿化,可以有效的防止坡脚小型且不影响景观,如图3所示。图2直接放坡产生塌图3坡脚设置挡墙结合绿化14

    c)边坡较高时宜采用土工网、 土框架等与植物相结合的防护方式

    当边坡高度较高时,单纯采用植物防护后期易出现局部塌等病害,主要采用浆砌片块石、 昆凝土或石笼回填修复,景观效果不佳,如图4、图5所示。

    d)滑坡防治设计应进行多方案的技术经济比较,因地制宜,采取截排水、堆土反压、削方卸载、 支挡加固等相结合的综合防治措施

    某高速公路边坡主要由残坡积的粉质黏土和全风化石英片岩组成,属于高液限土,受连续强降水 影响,地表水下渗后,由于边坡内部排水不畅,边坡高液限土饱水软化,强度急剧下降,边坡稳定性 随之下降,边坡失稳。处治设计遵循“截排水、支挡加固并重”的原则,一方面通过坡脚反压和增设 抗滑桩等措施提高边坡的整体稳定性;另一方面通过铺设坡面防渗土工膜、实施坡面排水框格,增设 挡墙后方排水盲沟等一系列措施完善坡面的截排水系统,有效保证边坡的稳定性,如7、图8所示。

    图8高液限土边坡滑坡工程实例

    某高速公路边坡上部以残坡积层和全风化层为主,下部为强风化、中风化片麻岩,边坡中 下部便道的开挖诱发了土层内部的滑坡。该滑坡体在第二级边坡平台设置埋入式抗滑桩进行支 当,结合坡面植物防护,处治效果较好,如图9、图10所示。

    图10岩土混合边坡滑坡工程实例

    6.6.1.2岩质边坡防护设计对策如下

    不同类型的岩质边坡可能的失稳模式及设计对

    表6不同类型的岩质边坡可能的失稳模式及设计对策

    结构面不发育的整体状块体结构岩质边坡, 用较陡(坡率不缓于1:0.5)的裸露边坡。应 采用光面爆破或预裂爆破施工,光面爆破或预裂爆破的边坡坡面上应保持残眼率,残眼率率应 可以考虑采用岩石切割技术。

    稳定边坡也不都是缓边坡,业已成型的公路边坡表明,有些直立甚至倒坡的边坡也是稳定的,关 键在于对地质和地层的了解和把握。有时候裸露的边坡也能很好的适应自然,因此路堑边坡不必过分 强求绿化。 某高速公路岩质边坡,岩体完整,采用光面爆破施工,坡面自然裸露无防护,如图11所示。 某旅游环线上,一处采用岩石切割技术施工完成的边坡平整、美观,无需其他任何防护措施,如 图12所示。

    图11光面爆破开挖边坡,自然裸露无防扭

    c)节理裂隙发育的块体结构岩质边坡 宜采用主动柔性防护网进行防护。

    某高速公路岩质边坡,岩体类型为全至中风化凝灰岩,节理裂隙发育,多为竖向切割, 图13所示;设置了主动柔性防护网,结合植物防护,边坡绿化效果较好,如图14所示。

    图13节理裂隙发育岩质边坡

    裂隙发育的块体结构岩质边坡采用主动柔性防护

    高速公路边坡,第一、二级边坡存在一组外倾结构面,采用锚杆框格梁进行防护,如图15、图

    图15存在外倾结构面岩质边坡

    动,宜按岩层产状确定稳定坡率,并结 适当的错固支挡措施防止

    某高速公路路堑边坡坡高36m,设计边坡坡率为1:1,边坡分为3级,岩层产状为305°Z23~24 与岩层层面同向。开挖至边坡一级坡顶时,在二级边坡处发现软弱夹层,且多呈顺坡向分布形成 构成最不利临空外倾结构面。该滑坡体在第三级边坡中部设置埋入式抗滑桩进行支挡,结合城 防护,整体景观效果较好。如图 17、图 18 所示。

    图17抗滑桩支挡顺层滑坡典型断面图

    层状反向结构岩质边坡一般稳定性较好,以坡面防护为主;若有倾倒变形,对变形范围采用 杆(索)框格等措施进行处理。

    某高速公路边坡高约26m,层状反向结构岩质边坡,边坡整体稳定性较好,采用厚层基材防护 如图 21、图 22 所示。

    图21层状反向结构岩质边坡典型断面图

    图22层状反向结构岩质边坡采用厚层基材防

    碎裂结构岩质边坡一般地质情况较为复杂,在进行破碎岩右边坡加固处治时,应尽可能提高边 坡的安全储备,宜采用缓坡率、宽平台的断面形式,对于存在滑坡可能的边坡,应采用主动加 固措施,可采用抗滑桩+锚固+植物防护+排水的组合;对于未变形的高陡边坡,可采用锚杆(索) 框格+排水的综合治理措施。

    某高速公路高路堑岩体以全~强风化泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主,该段边坡岩体整体受 剪切构造作用强烈,表现为岩石风化强烈,全强风化深度大,节理裂隙极发育,岩体完整性差 如图23所示。 边坡开挖过程中局部发生了滑塌,采用宽平台并放缓边坡坡率,结合锚固、坡面防护、持 水等措施进行处治。如图23、图24所示。

    边坡采用宽平台、放缓坡率结合锚杆框格及厚层

    )对于存在不利结构面组合,有梗形体破坏可能的块体结构或层状结构岩质边坡,宜采 格或点锚的防护方式

    某高速公路岩质边坡,存在两组不利结构面组合,边坡开挖完成后出现滑塌,如图25所示; 采用锚杆框格的防护形式,如图26所示,

    下伏软弱岩体的块体结构或层状结构岩质边坡,坡脚开挖时,易产生挤出型滑坡、倾倒、错落、 崩塌等变形破坏,应根据坡体结构特点和可能的破坏模式,对坡脚软弱岩体采取挡墙、抗滑桩、 边坡锚固或注浆等加固措施,

    某高速公路边坡,上部为厚层状的砂岩,坡脚分布中风化泥岩,坡脚开挖后在上部硬岩的重 下,容易产生软岩被压缩和向临空方向挤出,发生滑动破坏;采用坡脚挡墙方案,加固软岩,防止 变形,稳固坡脚,如图 27、28 所示。

    28软弱基座岩质边坡采用挡墙+厚层基材防护实

    6.6.1.3特殊边坡设计对策如下!

    某高速公路路堑边坡最大高度约35米,设计边坡坡率为1:1,边坡分为4级。含绿泥石化 部两级边坡节理发育,如图29所示。坡脚设置高6m片石砼挡墙,上部边坡采用锚杆格梁结合植 未实施框格梁防护路段发生局部塌,采用石笼进行回填,实施锚杆格梁防护路段整体稳定性 图30所示。

    图29绿泥石化边坡变形破坏图

    图30绿泥石化边坡采用锚杆框格+植物防护实例

    黏土质岩如泥岩、泥质粉砂岩等,易软化风化崩解,开挖暴露后,其状态由岩到土快速转变, 强度快速降低,形成浅层滑坡。对于该类边坡,宜采用骨架植物防护。

    高速公路路堑边坡主要由泥质粉砂岩组成,采用放缓边坡坡率结合骨架植物防护,处理效果较好 所示

    电质粉砂岩边坡典型断面

    对于高陡山体开挖,应尽量避免削皮式边坡出现,地质条件充许时提倡采用强防护的陡直开 技术,同时也应注重生态的恢复

    某高速公路路堑边坡,为避免形成“削皮式”高边坡,采用桩板墙进行支挡防护,有效 将边坡高度从常规放坡的60m降低到20m。但由于裸露的坡面采用了锚喷,及腰梁上未设置客 槽,坡面几平没有绿化,景观效果较差,如图33所示。

    图34利用桩间板进行绿化实例

    改扩建工程路堑高边坡拼宽一般受地形等限制,施工条件困难,爆破、土石清理、运输等 营的干扰特别大,是改扩建工程的难点或制约点。对于此类边坡,尽量采用陡坡率强防护 开挖量。

    某高速公路改扩建工程部分高边坡维持上部既有边坡不动,下部设置高挡墙进行支挡,女 图35、图36所示。

    上部既有边坡预加固后进行坡脚开挖挡墙支档防

    某高速公路改扩建工程部分高边坡采用稳定系数补偿原理,确定了先锚后挖方案,采 似垂直开挖、桩板支护的方式,维持上部既有边坡不动,最大限度地减少了扩挖,如图37 38所示。

    路线从山脚通过,路基只开挖了山体坡脚的一小部分,但坡顶与山顶之间高度较大的路堑: 应引起足够的重视。坡率应根据工程地质和水文地质条件、边坡高度、排水防护措施等, 必要的力学分析确定。

    已建项目的个别低矮路堑边坡,其路基中心开挖并不深,甚至边坡高度也不高,但在施工过 印发生较大规模的滑塌,往往都是忽视了对坡顶以上山体自身稳定性的分析计算,如图39、图4 、 大自然经过多年自然作用表现出了一定的规律,一般当自然坡率较陡,说明该段地质条件良 当自然坡度较缓,说明该地自身稳定条件可能较差,如果路线从这样的山脚通过,设计更应予以

    f)对于玄武岩台地边坡,应对坡 必要时结合边坡锚固措施,

    图41玄武岩台地边坡典型断面图

    图42玄武岩台地边坡采用抗滑桩结合锚索框格图

    6.6.1.4边坡绿化设计对策如下!

    a)当路堑边坡需要绿化时,其坡率不宜随

    路堑边坡需要绿化时,其坡率不宜陡于1:0.75

    路堑边坡坡率陡于1:0.5时,高次团粒、厚层基材等植物防护不易成活,后期生态效果较 差。 某高速公路边坡,地质情况较好,各级坡率分别为0.5、0.75、1.0,均采用厚层基材植 物防护。营运期间边坡整体稳定,生态恢复效果较好,但坡率为1:0.5的第一级边坡,植物难 以成活形位公差标准,绿化效果明显不如其他各级边坡,如图43所示。

    没置高挡墙路段,应进行绿化遮挡,如图45所

    设置挡墙路段,一般在坡脚碎落台栽种爬藤类植物(如凌霄)或灌木,遮挡效果较好;部 项目在挡墙顶预留种植槽裁培垂挂型植物,与坡脚植物结合,遮挡效果更佳。

    图45坡脚碎落台种植灌木遮挡工挡墙实例

    )高度较大的边坡,不宜直接设置高挡墙,而宜化整为零,采用台阶式多级挡墙 置绿化带,如图46所示。

    图46台阶式挡墙结合绿化实例

    对于采用框格进行 框格内应填植生袋;坡率缓于 1:1时,框格内应要求回填土。 加高形成种植槽园林设计图纸、效果图,槽内种植植物。

    由于岩石边坡的框格梁刻槽施工困难,致使实际完成的格梁都是外露在坡面上。签于该 实际情况,取消以往对该类型边坡的框格梁刻槽施工要求,调整为对不同坡率的边坡分别采 用框格内填植生袋恢复绿化植被或框格内回填土后再实施厚层基材等植物防护,如图47所 下。 坡脚格梁污工外露,影响美观。为了有效地遮挡坡脚外露的格,可将挖方边沟内侧沟 壁加高50厘米做种植槽用,槽内种植紫薇、夹竹桃或松柏等,如图48所示。

    图47框格梁结合植物防护实例

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