路基邊坡防護畢業(yè)論文

PAGEPAGE34路基邊坡防護畢業(yè)論文目錄摘要Abstract1緒論 11.1課題的提出及研究意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3主要研究內(nèi)容 32路基邊坡的主要病害分析 52.1一般路基邊坡常見病害 52.2特殊路基邊坡病害 63防護工程的設計 73.1根據(jù)路基橫斷面形式的邊坡設計 73.2根據(jù)土質的邊坡設計 74防護類型的選擇與要求 134.1防護類型選擇原則 134.2設置邊坡防護的一般要求 145路基邊坡防護型式的分類 166路基邊坡典型防護類型特性 186.1植物防護 186.2圬工防護 216.3骨架植物防護 246.4抹面、捶面 257結論 278參考文獻 28路基邊坡防護1緒論1.1課題的提出及研究意義路基邊坡是公路的重要組成部分，處理不當，容易發(fā)生碎落、崩塌、滑塌甚至滑坡，既破壞環(huán)境，又影響公路正常運行，嚴重時交通中斷，造成重大經(jīng)濟損失。為了保證路基邊坡穩(wěn)定，防止坡體滑坍和坡面沖蝕、碎落，需要采取合理適宜的工程措施，如修筑承受土石壓力的支擋結構物，或進行坡面防護，這種防護不承受或基本不承受土石壓力。長期以來，人們對邊坡防護的重要性認識不足，設計中一般未能全部考慮邊坡處理，或邊施工邊設計。改革開放以來，我國公路建設蓬勃發(fā)展，隨著公路修建等級的提高，出現(xiàn)大量的高填路堤和深挖路塹，路基邊坡綜合防護系統(tǒng)研究日漸引起公路部門的重視。邊坡防護型式的確定是公路設計的重要內(nèi)容之一，應根據(jù)公路等級、降雨強度、地形、土質、材料來源等況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇實用、合理、經(jīng)濟、美觀的工程措施，確保公路的穩(wěn)定、安全和高效運營，同時使公路建設與環(huán)境景觀相協(xié)調，保持生態(tài)環(huán)境的相對平衡。我國在80年代中期以前，主要以低等級公路建設為主，由于交通量小，深挖高填較少，工程投資小，因而防護工程不作為道路建設的主體工程，因防護工程不當造成的道路損壞引起的損失也不大。所以邊坡防護工程常常被忽略，進入90年代以后，隨著大量高等級公路的修建，路基邊坡防護技術愈來愈受到人們的重視，但尚無完備的設計與施工規(guī)范，采用不同的防護技術措施對邊坡進行防護處理，其效果差異較大，有的過于保守而造成浪費，有的不夠安全而產(chǎn)生損壞。由于路基邊坡防護不當，造成重大經(jīng)濟損失的事例屢見不鮮。如沈－大高速公路以南180km長的路段，后期的工程防治費用占整個工程防治費的80%；京－石高速公路在1997年遇到洪水沖擊后，很多路段出現(xiàn)路基邊坡垮塌，路面懸空的水毀現(xiàn)象；河南的開－洛高速公路因防護不當使邊坡土壤大量侵蝕淤塞邊溝，造成邊溝水流漫溢，淹沒大片農(nóng)田，每年都造成巨大的經(jīng)濟損失；內(nèi)蒙古東部地區(qū)在1998年的特大洪澇災害中，全區(qū)共有12條國道、25條省道、150條旗縣公路、17條邊防公路遭水毀；9784km的路面被沖毀，723座橋梁，1771道涵洞被壞，直接經(jīng)濟損失達10.7億。而且交通部曾統(tǒng)計表明，僅因水毀造成路基損壞在1991年就達15477km，經(jīng)濟損失巨大。如不加以解決，待高速公路投入運行后，損失將更加嚴重。公路建設給自然環(huán)境帶來了許多影響，這種影響主要指公路兩側離中心線各幾百米到幾公里甚至幾十公里范圍內(nèi)的自然環(huán)境受到公路交通的侵入，整條公路在原來的自然環(huán)境中形成了一定寬度的具有新環(huán)境特征的變化地帶，可稱這一地帶的環(huán)境特征為公路路界環(huán)境系統(tǒng)，它主要包括路界生態(tài)環(huán)境、路界大氣環(huán)境、路界聲環(huán)境以及路界景觀。自1972年聯(lián)合國斯德哥爾摩環(huán)保會議以來，由于公路工程修建等因素導致水土流失和耕地占用，農(nóng)民們失去了5000多億噸的表層土；同時由于植被破壞導致溫室效應的CO2增加了10%，世界在以每年80億噸的巨量排放CO2和硫化物，臭氧層日益遭到破壞。如何在加快公路建設和汽車工業(yè)發(fā)展的同時，減少對環(huán)境的破壞，降低噪音，吸收汽車排放物，恢復自然生態(tài)平衡已成為公路建設過程中關注的問題，目標是真正把公路建設成為一條具有地方特色的綠色通道，而這與路基邊坡的合理防護有著密切的關系。通過調查分析已有的路基邊坡防護工程實例，總結各種防護型式的特點及適應性。結合路基邊坡的沖刷和侵蝕機理的研究，歸納出典型的邊坡防護型式，以期對工程實踐進行指導正是本課題研究的目的，也將是一項非常有意義的工作。隨著我國基礎建設力度的加強，公路、鐵路、水利設施等關系國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎建設方興未艾，為有關設計部門提供了機遇，同時也帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的手工計算與繪圖已遠遠不能滿足要求，為適應這一需求，CAD技術的引進與開發(fā)已取得了一定的成果，它在工程設計中的應用已帶來了良好的社會效益與經(jīng)濟效益，極大地提高了生產(chǎn)力，使設計人員從繁重的手工計算與繪圖工作中解放出來，從而提高設計質量，它正逐漸成為工程設計人員必備的工具。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀道路建設在國外起步較早，防護方面的研究也不例外，而且他們較早的認識到了生物防護有著硬防護無可比擬的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。日本、美國、加拿人、瑞典等國近十幾年來，對于公路的邊坡防護技術十分重視，設計與施工規(guī)定嚴格、詳實，邊坡防護技術先進、效果良好。德國最早將公路景觀設計的思想引入，使高速公路不僅是一條行車通道，而且是一個風景獨特雅致的空間走廊。由于他們較早的意識到公路應與環(huán)境相協(xié)調，他們的高等級公路邊坡大都采用1:2～1:5的平緩邊坡，同時坡面大都采用植物防護，使公路邊坡防護起到防護功能的同時，與周圍環(huán)境形成一體。經(jīng)過多年的研究工作和實踐經(jīng)驗，他們的高等級公路邊坡的綠化進入了一個高層次規(guī)范化的水平。國內(nèi)在路基邊坡防護方面，與這些發(fā)達國家相比，相對重視不夠，目前尚未系統(tǒng)進行公路路基邊坡防護技術的研究，也沒有指導路基邊坡防護工程設計和施工的標準規(guī)范。長期以來，我國邊坡防護一般采用傳統(tǒng)的硬結構工程防護，造價高而且防護作用隨時間的推移而減小，相比之下，植物防護既經(jīng)濟、又可以通過經(jīng)營手段來達到長期的防護效果。但現(xiàn)在高等級公路的邊坡植物防護仍處在一個初始性的探索試驗階段，邊坡的綠化水平進展緩慢。理論方面，西北水保所的朱顯漠、王萬忠等人進行了大量的研究，并引用美國通用土壤流失方程式得到了一系列成果，但由于自然條件的千差萬別和高等級公路邊坡的特殊性，至今未能得到廣泛的推廣。鐵路、公路工程人員在植物對公路邊坡的防護作用方面也做了許多應用性的探索，如北方交大的滿開顏進行了植被對邊坡防護作用的研究，北京市公路管理處的趙宏生作了一系列的公路綠化設計研究，陜西省交通廳做過路基邊坡栽種小冠花的防護試驗，滬嘉高速公路管理所的瞿琳瑾進行了高速公路地被植物的選擇與管理的研究。近年來在高等級公路的建設中，植物防護得到越來越多的重視。交通部信息環(huán)保部分別在昆－曲路、楚雄－大理路實施了“生物防護與環(huán)境景觀再造工程”等等，取得了較好的效果，且成功的引入了新的植物護坡施工方法。沈－大高速公路用早熟禾、柴羊茅、小冠花進行邊坡綠化，效果良好。貴－黃公路采用黑麥草、三葉草、小冠花、進行邊坡防護，邊坡穩(wěn)定，節(jié)約了123.61萬元。廣西引入臺灣相思樹種子進行坡面綠化，1994年綠化路基在特大洪水中得到了較好的保護。但由于各項工程的地理和氣候差異性，道路工程人員缺乏對防護植物的了解，而農(nóng)林工作人員對公路邊坡的特殊性缺乏感性的認識，導致了防護物種和設計方案的千差萬別，其中有些設計很具有隨意性，導致了不必要的損失，所以關于防護方法的選擇原則應早日出臺，劃分不同地區(qū)用于公路防護的植物類型及特性，并將理論研究進一步深入，將水對土質邊坡沖刷研究定量化，并注意積累實踐經(jīng)驗，早日制定公路邊坡防護設計的相關規(guī)范。如前所述，由于理論研究的不足加上設計的隨意性，同時由于氣候、地理環(huán)境的差異，決定了不同地區(qū)邊坡防護方案的差異性，這方面的系統(tǒng)研究已不容忽視。1.3主要研究內(nèi)容為系統(tǒng)研究我國公路的邊坡防護，本文主要論述以下幾個方面的問題：(1)通過對現(xiàn)有高等級公路邊坡防護工程進行大量調查研究，剖析路基邊坡的病害類型和原因。(2)通過研究各種邊坡防護類型與氣候條件、工程地質條件和水文地質條件的關系，總結各種防護類型的使用原則及條件；(3)通過對典型地形地質條件下的路基邊坡防護類型、施工中出現(xiàn)的問題、以及建成營運后使用效果進行實地調研，歸納出各種地質條件下邊坡防護的有效措施及適宜各地使用的邊坡防護類型和構造設計圖。2路基邊坡的主要病害分析2.1一般路基邊坡常見病害由于路基邊坡大面積裸露于空間，長期受自然因素的強烈作用，常發(fā)生物理力學性質的變化，浸水后濕度增大，強度降低；巖性差的巖體，在水溫變化條件下，加劇風化：路基邊坡表面在溫差作用下形成脹縮循環(huán)，在濕差作用下形成干濕循環(huán)，從而導致強度衰減和剝蝕；地表水沖刷，地下水侵入，使巖土表面失穩(wěn)，極易加劇邊坡的病害；沿河路堤在水流沖擊、淘刷和侵蝕作用下，地基承載力下降，引起路基沉陷，導致邊坡病害；邊坡防護型式不當，導致防護失??；邊坡或橋臺背填料壓實度不足以及偷工減料、植物防護由于物種選擇不當遭受蟲害或成活率降低等等，均是導致邊坡破壞的原因。(1)邊坡坍方路基邊坡的坍方是最常見的邊坡病害，亦是水毀的普遍現(xiàn)象。按照破壞規(guī)模與原因的不同，路基邊坡坍方可以分為剝落、碎落、滑坍、崩坍及塌坍等，(2)邊坡沖溝多發(fā)生在匯水集中區(qū)或高填路段，誘發(fā)原因有：急流槽位置或間距設置不當；邊坡壓實度不足；防護型式不當(多為分散排水時)；邊坡土質不良等因素。(3)防護體滑落誘發(fā)原因有：水毀；圬工砌筑質量不符合要求；勾縫不密；未設粗砂濾層或泄水孔；坡腳支撐不穩(wěn)。(4)防護剝蝕誘發(fā)原因有：風化；假縫；溫差脹縮；干濕脹縮。(5)急流槽懸空誘發(fā)原因有：急流槽尺寸偏小導致泄水不及；數(shù)量過少導致排水不及；槽內(nèi)泄水不暢導致濺水；急流槽基礎不實等。(6)路塹塌方誘發(fā)原因有：巖土地質不良；路塹頂部水浸入；風化等。(7)坡腳淘蝕誘發(fā)原因有：護面墻設置不當；排水溝尺寸偏??；護面墻基礎不牢等。(8)草皮沖蝕誘發(fā)原因有：坡陡，水流流速>1.2m/s；草種不適；邊坡壓實度不足等。(9)植草枯死誘發(fā)原因有：土質、環(huán)境不適；草種不適；病蟲害；壽命終止。2.2特殊路基邊坡病害超過規(guī)定范圍的高填或深挖路基，以及地質和水文等條件特殊，例如：黃土、膨脹土、鹽漬土、泥石流、巖溶、凍土、雪害、浸水、滑坡、巖堆、軟土、涎流冰及地震等地區(qū)的路基，稱為特殊路基，為保證路基具有足夠的強度與穩(wěn)定性，路基的橫斷面和邊坡防護需要針對各種不同不良情況，進行特殊設計。由于土質的截然不同，造成邊坡病害的原因也各有特征，下面僅就上述三種特殊路基的邊坡病害簡析如下：(1)膨脹土路基邊坡膨脹土系指粘粒成分主要由強親水性礦粉組成，具有顯著濕脹干縮和反復濕脹干縮性質的特殊粘性土。同時還具有多裂隙性，超固結性及強度衰減性等特殊性質。膨脹土路基邊坡常大量出現(xiàn)坍方、滑坡，有“縫塹必滑，無堤不坍”之說，故不得用于高等級公路填方路基。其路塹邊坡的常見病害有：(a)剝落,(b)沖蝕,(c)泥流,(d)溜塌,(e)坍滑,(f)滑坡。(2)黃土路基邊坡黃土是第四紀的一種特殊堆積物。其主要特征為：顏色以黃色為主，有灰黃、褐黃等色；含有大量粉粒，一般在55%以上；具有肉眼可見的大孔隙，孔隙比大，在1左右；富含碳酸鈣成分及其結核；無層理，垂直節(jié)理發(fā)育；具有濕陷性和易溶蝕，易沖刷，各向異性等工程特性。上述特征和特性，導致黃土地區(qū)的路基容易產(chǎn)生多種特有的問題和病害：(a)剝落，(b)沖刷，(c)滑坍，(d)崩坍，(e)泥流等。(3)鹽漬土路基邊坡地表lm內(nèi)易溶鹽含量超過0.3%時即屬鹽漬土。易溶鹽類主要有NaCI、Na2SO4、Na2CO3等。由于土中含有易溶鹽，土的物理力學性質和筑路性質發(fā)生變化，引起許多路基病害：(a)溶蝕，(b)鹽脹，(c)凍脹，(d)翻漿。3防護工程的設計3.1根據(jù)路基橫斷面形式的邊坡設計(1)填方路基a.填方路基高度≤4米的采用植草防護；b.填方路基高度＞4米的采用拱形骨架+植草防護；(2)挖方路基a.路基高度≤4m的挖方采用護腳+植草防護，巖質邊坡時取消植草；b.路基高度4m<H≤24m的土質挖方采用2米護面墻+植草防護；c.路基高度24m<H≤40m的土質挖方采用8米護面墻+植草防護；d.路基高度＞40米的土質挖方采用一級8米護面墻+二級窗孔式護面墻防護+三級以上綠化植草防護；e.路塹邊坡高度4m<H節(jié)理裂隙發(fā)育、風化嚴重的砂巖、泥巖邊坡采用全護面墻防護;f.微風化的巖質邊坡采用光面爆破。3.2根據(jù)土質的邊坡設計3.2.1膨脹土地區(qū)膨脹土地區(qū)的邊坡防護應遵循下列規(guī)定：(1)可能發(fā)生淺層破壞時，宜采取半封閉的相對保濕防滲措施；(2)可能發(fā)生深層破壞時，應先解決整體邊坡的長期穩(wěn)定，并采取防止淺層破壞的措施；邊坡設計應遵循：“緩坡率、寬平臺、固坡腳”的原則。邊坡坡率及平臺寬度可按表3.1設計。邊坡高度大于10m時應進行個別設計，必要時應與隧道方案進行比較。表3.1膨脹土邊坡坡率和平臺寬度膨脹土類別邊坡高度（m）邊坡坡率邊坡平臺寬度（m）碎落臺寬度（m）弱膨脹土＜61：1.5/1.06~101：1.5~1：2.01.5~2.01.5~2.0中等膨脹土＜61：1.5~1：1.751.0~2.06~101：1.75~1：2.02.02.0強膨脹土＜61：1.75~1：2.02.06~101：2.0~1：2.5≥2.0≥2.0邊坡應設置完善排水系統(tǒng)，及時引排地面水（包括坡面積水）和地下水。根據(jù)地下水發(fā)育情況，可采用仰斜式排水孔、支撐滲溝和縱向滲溝排水。(1)填方路基路堤邊坡的防護根據(jù)填土的工程地質條件及高度可按表3.2確定。表3.2膨脹土路堤邊坡防護措施邊坡高度（m）弱膨脹土中膨脹土≤6植物骨架植物＞6植被防護，骨架植物支撐滲溝加拱形骨架植物(2)挖方路基路塹邊坡的防護和加固類型依據(jù)工程地質條件、環(huán)境因素和邊坡高度可按表3.3及表3.4確定，邊坡開挖后應及時防護封閉。邊坡植物防護時，不應采用闊葉樹種。圬工防護時，墻背應設置緩沖層。表3.3膨脹土路塹邊坡防護措施邊坡高度（m）弱膨脹土中等膨脹土≤6植物骨架植物＞6骨架植物，植物防護，漿砌片石護坡拱形骨架植物、支撐滲溝加拱形骨架植物表3.4膨脹土路塹邊坡支擋措施邊坡高度（m）弱膨脹土中等膨脹土強膨脹土≤6不設坡腳墻護墻、擋土墻＞6護墻、擋土墻擋土墻，抗滑樁樁基承臺擋土墻，抗滑樁、邊坡錨固3.2.2黃土地區(qū)(1)填方路基當路堤地基情況良好或經(jīng)過處理、邊坡高度不大于30m時，路堤的斷面形式及邊坡坡率可按表3.5選用。階梯形斷面適用于年平均降水量大于500mm的地區(qū)，在邊坡高20m處設寬為2.0m～2.5m的邊坡平臺，邊坡平臺宜設截水溝，并作防滲加固處理。表3.5路堤斷面形式及邊坡坡率斷面形式路基以下邊坡分段坡率0<H≤10m10<H≤20m20<H≤30m折線形1:1.51:1.751:2階梯形1:1.51:1.751:1.75當路堤邊坡高度大于30m時，宜與橋梁方案相比較。路堤邊坡形式及邊坡坡度應根據(jù)路堤本體及地基土的性質、邊坡高度、公路等級，采用力學分析法經(jīng)穩(wěn)定性驗算確定，并結合所處地形、地層及水文等不同條件論證采用。(2)挖方路基黃土路塹邊坡形式，應根據(jù)黃土類別及其均勻性、邊坡高度按表3.6確定。高速公路、一級公路黃土路塹邊坡宜采用臺階形。邊坡小平臺寬度為2.0m～2.5m，邊坡大平臺寬度應根據(jù)穩(wěn)定計算確定，宜為4m～6m。年平均降水量大于250mm的地區(qū)，平臺上應設截水溝，并應予以防護。挖方邊坡高度不超過30m時，邊坡坡率應根據(jù)黃土的地貌單元、時代成因、構造節(jié)理、地下水分布、降雨量、邊坡高度、施工方法，并結合自然或人工穩(wěn)定邊坡坡率按表3.7確定。表3.6路塹邊坡形式及適用條件邊坡形式適用條件直線形（一坡到頂）均質土層，Q4、Q3黃土邊坡高度H≤15m；Q2、Q1黃土邊坡高度H≤20m；非均質土層，邊坡高度H≤10m；折線形（上緩下陡）非均質土層，邊坡高度H≤15m；臺階形小平臺均質土層，Q4、Q3黃土邊坡高度15m＜H≤30m；Q2、Q1黃土邊坡高度20m＜H≤30m；非均質土層，邊坡高度15m＜H≤30m；寬平臺邊坡高度H＞30m；表3.7黃土地區(qū)路塹邊坡坡率分區(qū)分類邊坡高度(m)≤66～1212～2020～30Ⅰ東南區(qū)新黃土Q3Q4坡積1:0.5洪積新黃土Q3老黃土Q2Ⅱ中部區(qū)新黃土Q3Q4坡積1:0.5洪積、沖積新黃土Q3老黃土Q2紅色黃土Q1Ⅲ西部區(qū)新黃土Q3Q4坡積洪積、沖積新黃土Q3老黃土Q2Ⅳ北部區(qū)新黃土Q3Q4坡積洪積、沖積新黃土Q3老黃土Q2紅色黃土Q1注：表內(nèi)邊坡值為設平臺后的平均值3.2.3鹽漬土地區(qū)鹽漬土地區(qū)路堤邊坡坡率，應根據(jù)填筑材料的土質和鹽漬化程度，按照表3.8確定。表3.8鹽漬土地區(qū)路堤邊坡坡率土質類別填料鹽漬化程度弱、中鹽漬土強鹽漬土礫類土1：1.51：1.5砂類土1：1.51：1.5～1：1.75粉質土1：1.5～1：1.751：1.75～1：2.00粘質土1：1.5～1：1.751：1.75～1：2.004防護類型的選擇與要求4.1防護類型選擇原則(1)路基在水、風、冰凍等自然因素的長期作用下，經(jīng)常發(fā)生變形和破壞，例如，邊坡的表土剝落，形成沖溝以及滑坍等。為保證邊坡的穩(wěn)定性，除做好排水工程外，還必須采取有效的措施。(2)選擇防護類型時，要充分了解地形、地質、氣候條件和防護效果，應選擇經(jīng)濟性好及施工方便的最佳防護類型。(3)對受自然因素作用易產(chǎn)生破獲的邊坡坡面，應根據(jù)邊坡的土質、巖性、構造、水文地質、邊坡坡度與高度、以及筑路材料等情況，選用適宜的邊坡防護措施。高速公路邊坡防護，應采取工程與生物防護的綜合措施，并做好景觀協(xié)調設計。(4)選擇防護類型時，應先確定路基穩(wěn)定的邊坡坡率，各種防護措施宜配合使用，并注意相互銜接。對于高速公路、一級公路路基高邊坡和存在不良地質因素的路塹邊坡，單純采用常規(guī)防護措施，一般難以解決高邊坡的穩(wěn)定性，應加強路基邊坡防護與支擋加固的綜合設計，根據(jù)地形地質條件，因地制宜設置必要的邊坡支擋措施，如錨索、錨桿、抗滑擋墻、抗滑樁等。(5)防護類型的選擇應在初步設計，施工圖設計，施工三個階段進行反復論證，應遵循“因地制宜、就地取材、以防為主、防治結合”的方針。(6)防護與加固工程的重點是路塹邊坡，尤其是地質不良與水文地質不良地段的路塹、容易受水沖刷的邊坡、不穩(wěn)定的山坡更應該重視。(7)在地下水較為發(fā)育路段，地下水是誘發(fā)路基邊坡失穩(wěn)的主要因素之一，應加強路基邊坡防護與排水的綜合設計。(8)同一路段，同一邊坡內(nèi)，其土質、填高、沖刷、涌水狀態(tài)也不完全相同。因此，選出的防護方案應適合各自條件，為方便施工，防護類型不宜太零碎。(9)護坡類型應優(yōu)先考慮采用植物護坡，當土質不適宜植物生長及難以保證邊坡穩(wěn)定時方采用土壤改良或圬工防護。選擇植物護坡時應綜合考慮土質、土壤硬度、酸度和有機質含量等因素。(10)植物物種選擇時，應充分考慮當?shù)貧夂颍h(huán)境條件，對周圍的環(huán)境適合哪些植物生長、哪些草種和護坡方法適合于周圍環(huán)境作詳細的調查，優(yōu)選適應力強，粗放管理，少病害的本區(qū)域物種，可適當變換品種，以防單調。(11)護坡的主要目的是防止邊坡沖蝕和小規(guī)模滑坍，一般可采用植物防護。單獨用植物護坡效果差時，可用土工合成材料綠化或植物、圬工聯(lián)合防護。(12)邊坡防護應遵循“實用、經(jīng)濟、美觀”的指導思想，明確“為行車服務”的目的，在實用、經(jīng)濟的前提下，力求邊坡防護“恢復自然，綠色通道，生態(tài)防護，水土保持，經(jīng)濟美觀”。(13)防護與加固工程不僅可以穩(wěn)定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用品質，例如植物防護可以消滅施工痕跡，使景觀協(xié)調，形成良好的視覺效果。所以在選擇防護類型的時候不僅要考慮是否可以穩(wěn)定邊坡還要考慮周圍環(huán)境的協(xié)調。4.2設置邊坡防護的一般要求(1)路基防護應按照設計、施工與養(yǎng)護相結合的原則，深入調查研究，根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、工程地質和材料等情況，因地制宜，就地取材，選用適當?shù)墓こ填愋突虿扇【C合措施，以保證路基的穩(wěn)固。不要輕易取消或減少必要的防護工程措施，而給養(yǎng)護管理遺留繁重的工作量。(2)對于水流、風力、降水以及其他因素可能引起路基破壞的，均應設置防護工程。在沖刷防護設計中，要綜合考慮，使防護工程收到更好的效果。(3)在不良的氣候和水文條件下，對粉砂、細砂與易于風化的巖石邊坡，以及黃土和黃土類邊坡，均宜在土石方施工完成后及時防護。路塹邊坡應根據(jù)邊坡巖組成及坡面弱點分布情況考慮全面防護或局部防護。(4)對于沖刷防護，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段，可在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠或混凝土預制板等，以抵抗水流的沖刷和淘刷。需要改變水流或提高坡腳處粗糙率，以降低流速，減緩沖刷作用時，可修筑壩類構造物。對于沖刷嚴重地段(急流區(qū)、頂沖地區(qū))，可采用加固邊坡(砌石護坡)和改變水流情況的綜合措施；水下部分可視水流的淘刷情況，采用砌石、石籠或混凝土預制板等護底護腳。砌石基礎應置于沖刷線以下0.5~1.0m，水上部分采用輕型防護即可。(5)坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力，故要求防護的邊坡有足夠的穩(wěn)定性。但護面墻可用于極限穩(wěn)定邊坡。(6)對高而陡的防護構造物，設計時要考慮設置便于維修檢查的安全設施。5路基邊坡防護型式的分類公路邊坡防護型式按照防護材料和造型的不同，將其劃分為：植物防護，圬工防護，骨架植物防護及捶面、抹面四大類，具體見圖5.1。圖5.1路基邊坡典型防護分類圖(按材料劃分)《公路路基設計規(guī)范》中把路基防護根據(jù)邊坡防護的使用性質大致分為兩類：坡面防護和沖刷防護。其中沖刷防護可分為直接和間接兩種，直接防護是指在坡面加鋪護面墻、混凝土板、或采用砌石護坡以及土工織物護面等，亦包括浸水防護；間接防護則指沿河路堤修筑調治構造物和對河道進行整治，如下圖：路基防護分類圖(按使用性質劃分)6路基邊坡典型防護類型特性6.1植物防護植物防護在穩(wěn)定邊坡的同時，可以保護和恢復生態(tài)環(huán)境，在選擇防護類型時，宜采用植物防護的邊坡優(yōu)先采用植物防護。6.1.1種草(1)適用性種草防護適用于邊坡穩(wěn)定，坡長較短，坡面沖刷輕微，邊坡坡度緩于1:1，且宜于草類生長的上質路堤或路塹邊坡以及經(jīng)改良的邊坡，用以防止表面水土流失，固結表土，增強路基的穩(wěn)定性，同時美化環(huán)境。經(jīng)常浸水或長期浸水的路堤邊坡，種草不宜成活和生長，不宜采用。當邊坡較高、坡度大于1:1時，可用土工網(wǎng)、土工格式與種草結合防護。(2)土工合成材料種草近年來，國內(nèi)外開始采用土工合成材料等先進技術與產(chǎn)品結合植草，進行邊坡防護與綠化。這種新型的采用土工合成材料與植草綠化相結合的方法，不僅提高單純植草邊坡的防護能力，滿足高等級公路路基邊坡的防護要求(高度可達8m)，而且與傳統(tǒng)的漿砌片石或混凝土預制塊防護方式相比，具有造價低，工業(yè)化生產(chǎn)程度高、施工速度快，美化環(huán)境和減輕環(huán)境污染等優(yōu)點，是公路邊坡防護發(fā)展的一個方向。土工合成材料品種繁多，主要有編織物，非編織物、格柵織物、網(wǎng)狀織物、復合織物、無紡布等品種。應用于路基邊坡防護的主要有草籽無紡布，土工格柵(室)、固格網(wǎng)(布)、三維網(wǎng)等。可單獨埋入土中，也可覆蓋邊坡表面，以提高邊坡防護能力。各種土工合成材料的特點各不相同，實際應用中，應根據(jù)具體情況選用，做好施工前準備，并嚴格按照施工技術規(guī)程施工，以確保收到滿意的防護效果。(3)客土噴播主要形式有：框架式(噴錨)+客土噴播和土工網(wǎng)+客土噴播等。客土噴播是一種融合土壤學、植物學、生態(tài)學理論的生態(tài)防護技術。它在這些理論的指導下精心配制適合于特殊地質條件下的植物生長基質(客土)和種子，然后用掛網(wǎng)噴附的方式覆蓋在坡面，從而實現(xiàn)對巖石邊坡的防護和綠化。設計時首先是根據(jù)地質和氣候情況確定邊坡的植物生長基質配方，同時確定噴播厚度。然后根據(jù)坡面穩(wěn)定性確定錨桿的長度和金屬網(wǎng)的尺寸。施工順序為：清理坡面，鉆孔打錨桿，掛網(wǎng)，噴射客土。(4)設計要點a草籽選擇應注意當?shù)氐耐临|和氣候條件，應以容易生長、根系發(fā)達、葉莖低矮、枝葉茂密或有葡匐莖且易粗放管理的多年生草種為宜，如狗牙根、百喜草等；混播效果更佳。b撒播和噴播時，草料應與混合料充分拌和，以使播種均勻；播種季節(jié)按草種而定，多為春、秋季。c土壤硬度在15~20mm左右時，最適合植物生長，超過27mm時應采用挖坑或挖溝借土植草。d酸性土壤(PH值在4以下)或鹽堿地邊坡常對植物發(fā)展生長不利，需測定土壤酸度等指標，對強酸性土壤或鹽堿性土壤，應選擇合適草種或土壤改良。6.1.2鋪草皮(1)適用性路基坡面上鋪草皮防護，其作用與種草防護相同，適合于當?shù)赜凶銐蚬┩谌∈褂玫牟萜さ囟温坊雷o。但在邊坡較高陡和坡面沖刷較重的地方，鋪草皮較種草防護收效快。草皮用于沿河路基沖刷防護時，應以下列條件為限：河床比較寬闊，主流比較固定，有明顯的淺灘處；流速小于1.8m/s，波高小于0.4m；水流方向與路線接近平行的地段，井不受主流沖刷；防護的坡面有季節(jié)性的浸水；但有流冰情況時不宜采用。(2)草皮的尺寸和鋪置方法塊狀草皮的尺寸，一般為20m×25m、25m×40m及30m×50m幾種；帶狀草皮一般寬25cm，長200~300cm；草皮厚度根據(jù)草根的深度而定，一般為6~10cm,干旱和炎熱地區(qū)可增加到15cm。挖草皮時，草皮兩端斜切（橫切面為平行四邊形）。鋪草皮的方法，常用的有以下四種形式：a平鋪草皮在整個坡面上平鋪草皮。草皮應與坡面密貼，用木捶將草皮的斜邊拍平。鋪設時由坡腳向上，塊與塊之間的豎縫應錯接。根據(jù)邊坡陡度等情況，每塊草皮釘2~4個竹尖或木尖樁，尖樁最好使用新砍伐的帶皮柳梢，其長度一般為20~30cm，直徑為2~3cm。尖樁與坡面垂直，露出草皮表面不超過2cm。邊坡緩于1:1.5時，可不釘樁。b平鋪疊置草皮可用于邊坡坡度等于或大于1:1的坡面上。用作沖刷防護時，容許流速可達1.2~1.8m/s。c方格式草皮即在邊坡上把草皮作成45°斜角的帶狀鋪砌，組成1.0m×1.0m或1.5m×1.5m的方格形。在路肩邊緣以下和坡腳部分用幾條水平的帶狀草皮鋪設，在方格內(nèi)種草。這種鋪砌方法最為經(jīng)濟，但其堅固程度低于前述兩種形式。d卵(片)石方格草皮在邊坡表層易發(fā)生溜坍的路段，為免草皮脫落，宜采用卵石方格作骨架鋪草皮。缺卵石的地區(qū)，可用片石代替。作為骨架的卵(片)石應豎栽，挖槽栽入或打入邊坡15~20cm，上端外露5~10cm，以使草皮與骨架頂面齊平。骨架條帶寬20cm，方格尺寸一般為1.5m，在邊坡頂和坡腳均應用縱向砌石條帶加固。骨架做好后應及時鋪草皮。(3)注意事項a草皮選用根系發(fā)達、莖矮葉茂的耐旱草種，如白茅草、狗牙根等，千枯、腐朽及喜水草種不宜采用，泥沼地區(qū)的草皮禁用。b專業(yè)化生產(chǎn)的草皮，鋪種后存在與邊坡土質適應性問題，且后期易被本地草雜化。從道路沿線山地取草皮鋪種，草皮易成活，生命力強，生長后防沖刷效果好，這種方案造價低，見效快，邊坡與自然融為一體，是一種值得推薦的做法。c鋪草皮前應將邊坡表面挖松整平，如有地下水露頭，應作好排水設施。d草皮應在春季或初夏，干燥地區(qū)應在雨季進行，不宜在冰凍時期或解凍時期施工。e路塹邊坡鋪草皮時，應鋪過路塹頂部1m或鋪至截水溝邊。6.1.3種植灌木(1)適用性高速公路路基邊坡平臺、坡腳碎落臺、路側占地界內(nèi)及坡面上植樹，對于加固路基、防風固沙、涵養(yǎng)水源、減少水土流失、美化路容及隔音降噪均有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用，使坡面形成良好的防護層。適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對鹽漬土、經(jīng)常浸水及經(jīng)常干旱的邊坡及粉質土邊坡不宜采用。(2)植樹的形式和間距植樹的形式，可以是帶狀或條形，也可以栽成連續(xù)式，即栽滿防護的全部區(qū)域。(3)注意事項a植樹最好選在1:1.5或更緩的邊坡上。b樹種宜選用在當?shù)赝寥琅c氣候條件下能迅速生長、根深葉茂的低矮類樹種；用于沖刷防護的樹種宜選用生長很快的楊柳類，或不怕水淹的灌木類；邊坡上不宜種植喬木；常用的有紫穗槐、砂柳、刺槐、夾竹桃等。c植樹后在樹木未長成前，應防止流速大于3m/s的水流侵害。當植樹地帶可能受流水沖擊作用時，應在前方設置障礙物，加以保護。(李燕君,陳明德.土工網(wǎng)植草護坡在邊坡防護工程中的作用.鐵道勘測與設計，1984，(4)：49～51)6.2圬工防護圬工防護效果較好，只要設計合理，施工認真，其穩(wěn)定風化巖石邊坡的效果明顯，防治了巖石的進一步風化、碎落；但造價較高，而且不如植物防護視覺效果好，從環(huán)境保護的角度來看，應盡量避免使用該種防護型式。6.2.1噴護(1)噴摻沙水泥土a適用條件：適用于宜受沖刷的土質路塹邊坡，坡度不陡于1:0.75。b噴摻沙水泥土，厚度宜為60~100mm。材料為砂、水泥、粘性土。(2)噴漿a適用條件：適用于易風化但未遭強風化、全風化的巖石邊坡，坡度不陡于1:0.5。b設計要點：噴射混凝土厚度不宜小于50mm，采用的砂漿強度不應低于M10。應設置伸縮縫，伸縮縫間距宜為15~20cm；同時，還應間隔2~3m交錯設置泄水孔，孔徑為100mm。(3)噴射混凝土a適用條件：適用于整個邊坡無涌水、易風化巖質、擔心風化、剝落巖質、裂隙和節(jié)理多有落石的巖質以及不適宜植物生長的地帶。b噴射混凝土厚度不宜小于80mm，采用的混凝土強度不應低于C10。混凝土中最大粒徑不宜超過15mm。應設置伸縮縫，伸縮縫間距宜為15~20cm；同時，還應間隔2~3m交錯設置泄水孔，孔徑為100mm。(4)掛網(wǎng)噴護適用條件：適用于風化破碎的巖石邊坡防護。掛網(wǎng)噴漿(混凝土)防護，對生態(tài)環(huán)境影響較大，高速公路不宜過多使用，為防止風化破碎較為嚴重的邊坡的局部楔型破壞，可采用系統(tǒng)錨桿混凝土框架+混凝土空芯預制塊(或土工格式)植草防護。6.2.2護坡(1)干砌片石護坡a適用條件:適用于土質路堤邊坡，邊坡坡度不陡于1:1.25。b干砌片石護坡一般分為單層鋪砌和雙層鋪砌，鋪砌層厚度：單層為250~350mm，雙層為400~600mm。鋪砌層下應設置碎石或砂礫墊層，厚100~150mm,也可用反濾效果等效于砂礫熱層的土工布代替。干砌片石護坡坡腳應修筑漫石鋪砌式基礎，埋置深度一般為1.5倍護坡厚度。干砌片石接縫要錯開，縫隙要填滿塞緊。(2)水泥混凝土預制塊護坡a適用條件：適用一于土質邊坡、石料缺乏地區(qū)。b護坡底面應設碎石或砂礫墊層或土工織物反慮層。預制塊砌縫應用瀝青麻筋、瀝青木板等材料填塞。(3)漿砌片石護坡a適用條件：適用于防護流速較大(3~6m/s)的邊坡。b漿砌片石護坡采用的砂漿強度不得低于M5，護坡厚度宜為250~500mm,當用于沖刷防護時，應按流速及波浪大小確定，不應小于350mm。護坡底面應設厚度100~150mm碎石或沙礫墊層，也可用反濾效果等效于沙礫墊層的土工布代替。漿砌片石護坡坡腳應修筑墁石鋪砌式基礎，埋置深度一般為1.5倍護坡厚度。c漿砌片石護坡還應設置伸縮縫，伸縮縫間距宜為10~15m；同時還應間隔2~3m交錯設置泄水孔，孔徑為100mm。6.2.3護面墻護面墻是為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡，免受大氣因素影響而修建的墻。(1)適用條件：護面墻多用于易風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖層和較破碎巖地段，以防止繼續(xù)風化。(2)護面墻除自重外，不擔負其它荷載，亦不承受墻后的土壓力，因此護面墻所防護的挖方邊坡坡度應該符合極限穩(wěn)定邊坡的要求。(3)護面墻基礎應設置在穩(wěn)定的地基上，埋置深度應根據(jù)地質條件確定，冰凍地區(qū)，應理置在冰凍深度以下不小于250mm。護面墻墻前趾應低于邊溝鋪砌的底面。(4)碎落臺和邊坡平臺上，設置花壇，種植爬藤植物，可改變護面墻視覺效果，美化邊坡(5)護面墻的類型有：實體護面墻、孔窗式護面墻及拱式護面墻等。a實體護面墻用于一般土質及碎巖石邊坡：實體護面墻分等截面和變截面兩種形式。等截面厚度為500mm；變截面頂寬400mm，底寬視墻高而定。等截面護面墻高度不宜超過6m，當坡度較緩時，不宜超過10m。變截面護面墻，單級不宜超過10m，超過時應設平臺，分級砌筑。b窗空式護面墻用于邊坡緩于1:0.75，孔窗內(nèi)可采用捶面、干砌片石或植草等輔助防護措施，窗孔宜采用半圓拱型，高2.5~3.5m，寬2~3m，圓拱半徑1.0~1.5m。c拱式護面墻用于邊坡下部巖層較完整而需要防護上部邊坡者或通過個別軟弱地段時。拱圈應采用水泥混凝土結構，拱圈厚度根據(jù)拱上護面墻的高度而定；拱跨小于5m時，拱圈可采用M10水泥砂漿砌塊石，拱高視邊坡下面完整巖層的高度確定。(傅治棟.噴、錨、網(wǎng)結構在基坑支持中的應用[J].巖土力學.1996，17(3)：65～69)6.3骨架植物防護此種防護形式將圬工防護與植物防護很好地結合起來，既可以美化路容，又能起到環(huán)境保護和穩(wěn)定路基的作用，是一種應用廣泛的邊坡防護形式。6.3.1折形排水骨架植物防護(1)適用條件：適用于土質和全風化的巖石穩(wěn)定邊坡，當坡面受雨水沖刷嚴重或潮濕時，坡度不陡于1:1，防護坡長不宜大于15m。(2)這種防護的特點是坡面排水效果較好，材料用量較少，施工方便，邊坡線條簡潔，費用較低。缺點是骨架較薄弱，不能增加邊坡的穩(wěn)定性，骨架適應變形能力較差，邊坡產(chǎn)生變形時，整條或多條骨架同時破壞。因此選用此種防護型式時要注意邊坡是否滿足適用條件，謹慎從事。(許文年,王鐵橋,葉建軍.巖石邊坡護坡綠化技術應用研究.水利水電技術,2002,33(7)35～37)6.3.2漿砌片石或混凝土骨架植物防護(1)適用條件：用于1:1.0以上的緩坡路段；受雨水侵蝕和風化嚴重的土質，產(chǎn)生溝槽的路段；不適宜植物生長的土質和由于周圍環(huán)境需要綠化的路段；僅用植物防護不足以抵抗侵蝕沖刷的粘土路基或高填路段。(2)設計要點：a該護坡方法不能承受土壓力、造價高于植物護坡且施工較麻煩，應反復論證；b骨架采用漿砌片石或預制水泥混凝土，骨架寬度宜為200~300mm，嵌入坡面深度應視邊坡土質及當?shù)貧夂驐l件確定，一般為200~300mm；混凝土骨架視情況在節(jié)點處加設錨桿，多雨地區(qū)骨架宜做成截水溝型。c網(wǎng)格填土植草夠應整平、壓實。6.3.3水泥混凝土預制塊骨架植物防護(1)適用條件：適用于土質邊坡，坡度不宜陡于1:1。(2)預制塊形狀可為方格形、六邊形、菱形等，其大小應視邊坡坡度、土質確定，并與周圍景觀相協(xié)調。(3)預制塊的混凝土強度不應低于C20。護坡底面應設厚度100~50mm碎石或砂礫墊層，也可用反濾效果等效于砂礫墊層的土工布代替。6.3.4植物、圬工分區(qū)防護(1)適用條件：對于高填路堤或深挖路塹邊坡，由于其頂部有較長的“零防護坡長段”，故采用頂部植草