1、浅谈预制桩与石笼在高路堑边坡防护中的联合应用摘要: 钢砼防护、圬工防护以及植被护坡作为传统的边坡防护方法，在我国的各类公路上应用的非常广泛，但是受限于其造价不菲，因而很难在低等级的公路上得到更多的应用，尤其是在非洲某些国家的公路基础建设中。因而，选择一种简便快捷，造价低廉，施工工艺简单的边坡防护成为一种必然。本文先介绍路堑防护的主要类型，然后浅谈非洲东北部某低等级公路项目预制水泥桩和铁丝石笼在高路堑边坡防护中的联合应用。 关键词： 水泥预制桩；铁丝石笼；路堑边坡；非洲东北；低等级公路 Abstracts: There is wide application of reinforcement c
2、oncrete protection, masonry protection, plant protection as traditional slope protection measures for different roads in our country. But due to the limitation of expensive cost, it is difficult to widely apply them to low class roads, particularly the road construction in some African countries. Th
3、erefore, it becomes necessary to find an easy, simple and cheap slope protection technique. This thesis introduces some main types of cutting protection and then discuss generally the joint application of precast pile and steel wire gabion for high cutting slope protection in some low class road pro
4、ject in Northeast Africa. Key words: precast pile; gabion box; cutting slope; Northeast Africa; low class road 中图分类号: U412.36+6 文献标识码:A 0 引言 总所周知，路堑边坡在施工后破坏了原地表植被，裸露的边坡受到雨水的冲刷和浸入后，极易发生边坡失稳而出现塌方或泥石流，因此边坡防护在公路建设中非常重要。现在我国公路部门在边坡防护设计上的方法较成熟，高等级公路的边坡勘察设计做的非常精细，排水系统比较完善，但是施工成本也相对较高。山区低等级公路车流量少，造价控制非常严格，很
5、多边坡防护工程不能完全实施，因而经常在损坏后花很大代价去修复，不仅影响了公路的正常使用，还明显增加公路维护费用。国内低等级公路路堑边坡防护主要以圬工防护及植被护坡为主，部分使用钢砼防护，下面简单介绍这几种防护方案。 1 路堑防护的主要类型 圬工结构防护 圬工结构主要由刚性材料石料和水泥砂浆砌筑而成，墙体刚度较差，为抵抗侧向土压力，因而需增大墙体的截面尺寸，完全靠自重来平衡侧向土压力，因此结构物的体积相对较大，对基础承载要求较高，在易受到冲击力的塌方或滑坡路段不宜采用此类结构。 圬工结构取材相对简单，但是工程量大，机械化利用率低，而且需要设防护的边坡，其材料稳定性多数较差，施工后又破坏了植被的生
6、存环境，裸露的边坡在受到雨水浸泡后容易出现塌坡，即使已建的防护工程也会收到破坏。另外有些路堑边坡较高，材料垂直运输不方便，施工不安全，材料设备使用量大，造价不菲，因而不适宜低等级公路使用。 1.2 钢筋混凝土结构防护 钢筋混凝土结构为柔性结构，包含了混凝土高强度以及钢筋高韧性的双重优点，因而较小的界面尺寸就能承受较大的侧向土压力。钢筋混凝土结构质量好，机械化利用率高，施工便捷，但钢筋及混凝土造价较高，一般在高等级公路中运用广泛。钢筋混凝土结构主要有两种：一种现浇混凝土结构，另一种是预制混凝土组合结构。 1.2.1 现浇结构防护 现浇混凝土结构需要在浇筑前挖基坑支模板，前期准备工作多，后期养护时
7、间长，不利于大规模的工厂化和规范化施工，周转性材料需求量较多，很多情况下因混凝土不能间断施工而增加劳动强度。在强度形成期内最怕受到不稳定边滑塌而造成的冲击破坏，以及因雨季排水不畅而引发的基础不均匀沉降。 1.2.2 预制组合结构防护 预制组合结构主要由预制混凝土桩或板，加上各种锚定结构组成的结构防护体系。其作用机理主要是将混凝土板上受到的侧向土压力，集中传递到抗推或抗拉的预制桩或锚定装置上。板和桩可以工厂化预制，投入较少，成品质量保证率高，材料浪费少，现场安装方便，适用于工程量较大的防护。 1.3 植被防护 随着人类环境保护意识的增强，植被防护和生态土工布防护也被当前广泛的接受，这样可以降低建
8、筑材料用量，保护植被生存环境，降低水土流失。土工布和植被防护需要依据现场环境及地质情况选择，因而使用范围受到环境因素的限制。 路堑边坡防护主要是防止裸露的边坡受雨水浸泡后发生滑坡或塌方，在低等级公路中，采用以上防护措施都会大大增加工程造价，因而一般情况下的处理方案除了做好截水沟排水外，就是削方减载来减小滑体体积。受到自然界风化作用和雨水渗透的影响，疏松的边坡表层材料不断的发生坍落，继而引发再次塌方。因而在低等级公路边坡防护中选择一种造价低廉，施工便捷，稳定性较好又能较长时间保护边坡稳定的处理方案十分重要。 2 预制水泥桩和铁丝石笼的联合应用 2.1 项目介绍 项目位于非洲东部某国家，全长 93
9、.6 公里，项目 70%位于重山岭区，海拔从 2424m 到 810m，地处非洲高原边缘，设计等级 2 级。全年月平均最高气温 35，最低气温 24.2；全年 3-5 月小雨季，7-9 月大雨季，年平均降雨量在 420mm-700mm 间其中雨季最大小时降雨量在 50mm 以上。因为路线大部分沿着山脚穿行，边坡开挖后表层 3-5 米为松散的坡积物，以下土体为风化或弱风化的灰岩。因地表植被稀少，雨季时边坡很快吸收地表水而变得松软，很容易发生滑塌甚至是泥石流。 2.2 设计方案 边坡开挖后发现表层材料非常松散，开挖时都会出现材料滑落，需要及时进行安全支护，但该国的设计规范及技术规范中只要浆砌挡墙和
10、钢筋混凝土挡墙防护，这两种设计方案施工时间长，不安全因素多，造价非常高。考虑到当地政府用于此项目资金非常紧张，因而选用造价低廉，施工简单，耐久性好的防护设计非常必要。边坡开挖 3 米深时，承包方根据现场情况建议将原有最上级边坡坡率由 1:0.25 改为 1:0.75，将C30 预制钢筋混凝土桩埋入土质结构情况较好的土层中，并结合钢丝石笼组成组合墙体来防止边坡坍塌（如右图） ，石笼尺寸为 3m*1m*1m，铁丝孔间尺寸为 10cm*8cm，每个截面的镀锌铁丝直径为 2.5mm，数量在 190 根以上，相当于 8 根 12 的钢筋。水泥桩的尺寸为 30cm*30cm*500cm，由 4 根 24
11、受拉筋和 2 根 24 受压筋组成钢筋骨架，基础埋深在 1.5 米左右，基础回填根据现场实际需要情况选择，该项目选用 100cm 厚的片石混凝土基础回填。 该项目沿线昼夜温差较大，自然风化非常严重，雨季时弱风化的边坡在被雨水浸泡后，裂隙的发育更加迅速，稍有软岩或土石夹层出现，雨季时雨水将会随着裂隙浸入边坡下层造成边坡失稳而发生边坡滑塌，继而影响下级边坡的稳定性，甚至会危及到路基，因此需根据现场实际加密边坡防护。 2.3 施工及其效果 施工时，需边开挖边进行防护施工，从上而下逐级开挖逐级防护逐级稳定，在边坡被扰动后立即进行处理。施工相对简单，设备使用量较少，石材利用率大，施工快捷。 从其效果看，
12、施工后一年边坡发生小规模坍塌，但整体效果较好，塌方被石笼挡住，没有破坏下一级边坡。因石笼空隙较大，能很好的排除土壤中多余水分，并在石笼与边坡之间形成一道平台，可以控制地表冲刷以及小规模的泥石流破坏，经过长期观察，发现该体系可以控制边坡塌方的进一步蔓延，降低了边坡失稳造成的损害，减少维护费用。 （左上角为现场照片） 3 结论 石笼施工简单快捷，施工成本较低，适用于项目沿线石材丰富，现场取材方便的项目，联合混凝土水泥桩效果更佳。石笼将受到的土压力传递给水泥桩，同时石笼又能承受部分土压力，并且这种联合体系还能承受部分由边坡塌方而带来的冲击荷载。其体系较好的过滤作用可防止雨水继续向下渗透而带来的进一步
13、破坏，并且稳定坍塌体又作为一个安全平台，可承载更大的边坡滑塌和抵御较大的冲击荷载。 参考文献 1.饶运章，朱为民。 我国道路边坡防护的现状及发展方向探析J。有色金属科学与工程，2012.12 2.章普标，唐晓武。柔性防护系统在高速公路边坡防护中的应用J。公路，2006.8192-196 页. 3.中国公路路基设计规范 JTGD30200428-59 页 4 邓学军。路基路面工程。 5.埃塞俄比亚建筑设计规范。EBCS2-1995 6. 刘磊。公路路堑高边坡坡率优化设计探讨J。河南大学学报(自然科学版) 2008.11 7.谭红霞。基于高等级公路路堑高边坡防护的探讨J.湘潭大学自然科学学报，2004.6
