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土木工程施工中边坡防护技术探讨

作者

马岩

身份证号码:12010319821007383X

引言

在土木工程建设中,边坡作为工程基础与环境的关键衔接部分,其稳定性直接关系到工程安全、周边生态环境及人民生命财产安全。从山区道路的高陡边坡到城市建筑的深基坑边坡,从隧道洞口的岩质边坡到水利工程的土石边坡,边坡防护始终是工程建设不可忽视的重要环节。

一、土木工程边坡防护技术概述

1.1 边坡失稳机理分析

边坡失稳是多种因素共同作用的结果。土质与岩体结构是内在决定性因素,松散的砂土、节理裂隙发育的岩体,天然稳定性较差,易受外力干扰而失稳。地下水活动则是重要诱因,水位升降会改变土体容重,孔隙水压力增加导致有效应力降低,削弱土体抗剪强度;降雨持续渗入边坡,使土体饱和软化,摩擦力与黏聚力大幅下降,常引发滑坡事故。

1.2 边坡防护技术的分类与原理

边坡防护技术有工程防护、植物防护和综合防护 3 类。工程防护是采取工程措施加固边坡。挡土墙通过墙体自重对土体产生抵抗力,对浅层滑坡与土质边坡有效;土钉墙是利用土钉与土体的摩擦力,将土体形成复合体提高土体稳定性;锚固技术是借助锚杆传递拉力,将边坡不稳定岩土层拉扯成稳定岩土层,达到悬吊与锚固的目的。植物防护是利用植物根部固土、植被枝叶对雨水侵蚀进行阻拦。

二、常见边坡防护技术在土木工程中的应用分析

2.1 重力式挡土墙技术应用分析

重力式挡土墙通过自身的重力达到稳定坡体的目的,它适合于土质相对较好、坡度不高的护坡,可以用于填土路堑以及边坡、基坑土质类护坡。这种墙型主要是根据坡体土质情况和荷载作用而设计墙身的高度和形式,一般采用梯形的形式,墙顶的宽度考虑到施工和自身的稳定性来设计,其墙底适当加宽,增加抗倾覆的能力。这种墙型的施工难点主要是在基础处理上,其地基承载力要达到设计的验算结果,以免出现墙底出现沉降或者发生倾斜。在混凝土浇筑或者砌体施工中要注意分层厚度和压实度,保证设置必要的出水孔和伸缩缝,在墙后可以排出雨水等,并且防止墙身由于温度变化影响而出现裂缝,以减少土体侧压力,保证坡体结构的稳定性。

2.2 土钉墙支护技术应用分析

土钉墙就是采用打入一定长度和间距的土钉,使土与土钉共同受力形成复合体,并增加其整体强度,保证边坡稳定,适用于地下水位较高、地层均匀、基坑较深等基坑工程以及边坡加固。设计时综合考虑土体各项力学指标、基坑深度、周边环境等选取土钉的长度、直径、间距、倾角,设计好喷射混凝土面层厚度和配置的钢筋数量,合理考虑土钉和土体共同受力。土钉墙设计是采用分层分段开挖法进行施工,每开挖一段及时完成土钉和喷射混凝土面层,分层循环,确保边坡施工过程中的临时稳定。土钉墙施工技术具有主动加固土体的特点,可以较好地控制基坑边坡的变形,特别适用于周围环境对基坑变形有严格要求的情况,大量应用于城市建筑基坑支护施工中。

2.3 生态护坡技术应用分析

生态防护以修复生态及边坡防护为综合目标,主要应用于生态环境景观要求较高的地段如河道岸坡、公路路堑边坡等,利用植物根系锚定、植物茎叶对坡面径流的抑制作用,并结合土工防护或生态防护提供一定的初期稳定,结合当地气候、土质特性选用适宜的地被植物、灌木或乔木,并搭配三维植被网、生态袋等防护结构,达到短期与长期防护效果相结合,达到短期与长期生态重建相结合的目的。结合具体工程,要做好坡面修整及坡面防护基面土质改良、施工期间施工工序控制,确保植物种植基面坡度及种植基面平整,采用喷播、植生袋铺设等措施完成植被的快速覆盖,施工质量要求较低,可以保障坡体的初步稳定,消除水土流失,再造植被,实现工程建设与自然环境的高度相融。

三、边坡防护技术的施工要点与质量控制

3.1 施工前的准备工作

做好相关准备工作是确保边坡防护施工顺利进行的前提,进行地质勘察和边坡稳定计算,通过取样钻探、物探等方法了解边坡岩土类别的构成、结构特性、地下水埋深等情况,分析相关滑动面和危险程度,并通过数值模拟软件进行边坡稳定性分析,从而对保护边坡工程设计提供具体的设计参考依据。对相关边坡防护措施进行分析和设计。具体在针对边坡实际施工和保障地质勘察资料的基础上,需综合考虑相关边坡高度、边坡角度、周围环境和费用成本等各项条件,具体对相关防护技术进行了解分析。

3.2 施工过程中的技术要点与质量控制

边坡防护施工技术要点的控制是保障边坡防护效果质量的关键,基础施工过程中对基坑开挖的大小、深浅以及坡度要加以严格控制,保证基底面平整、坚实,达到设计承载力要求,在施工过程中对支护结构各工序严格控制。在喷射混凝土施工中,要对喷射顺序、厚度及回弹率进行严格控制,保证喷射的混凝土能与坡面紧密结合,从而起到良好的防护作用。在边坡防护施工中,地表排水沟的排水能力要有一定的保证,保证其沟底坡度在 0.5% 及以上,保证排水的畅通,地下排水盲管要包裹透水土工布防止堵塞,其铺设坡度和连接方式一定要符合设计规范,保证地下水能有效排出,降低孔隙水压力对边坡稳定性的影响。

3.3 施工后的监测与维护

对于边坡稳定性的后方管涌病害的控制,除了施工质量保证外,应该加强施工后的监测工作,同时做好施工后的维护。监测包括边坡的位移、沉降、压力、地下水位等的施工后监测。监测工作采用全站仪、水准仪、测斜仪等仪器监测,一些边坡危险处进行自动监测,实时监测数据进行采集、上传,查看监测数据是否异常变化,从而决定采取哪些措施增加边坡的稳定性或调整排水系统的压力分布等。按照监控数据,定期维修边坡,清理边坡表面积水排水沟及地下排水盲沟的杂物、保证排水系统的畅通。查看支护体表面是否出现裂缝、剥落等现象,并对局部破坏的部位及时进行修补。对于植物防护边坡,按照一定频率进行植物的修剪,并对病虫害进行防治,以便于植物的正常生长以起到固土护坡作用。

结语

本研究系统剖析了土木工程边坡防护技术的原理、应用及质量控制要点,通过案例验证了不同防护技术的有效性,提出优化策略解决现存问题。边坡防护技术将朝着多学科融合、智能化监测预警与生态化方向发展。持续探索新技术应用与管理模式创新,对提升土木工程安全水平、实现可持续发展具有深远意义。

参考文献

[1]马建平,杨冲.土木工程施工中边坡防护技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(33):196-198.

[2]李渝.土木工程施工中的边坡支护技术探讨[J].居舍,2018,(08):53.