浅谈山地城市道路边坡工程综合支挡技术

王岩，李平，李金会，闫献一，温明越

（中建二局土木工程集团有限公司，北京 101100）

1 引言

山地城市道路边坡具有地质条件复杂和地势高度落差较大等特点，同时边坡也是植物生长的主要载体。当山体受到施工活动影响后，其主体结构会出现破坏，在继续受到外力条件影响后，会出现崩塌、滑坡和脱落等地质灾害，严重影响山地城市道路及周边环境的安全。为此，本文将针对山地城市的几种主要边坡形式进行分析，探究综合支挡技术在其治理中的应用效果，以期提高工程边坡的稳定性，维护当地生态环境平衡。

2 影响边坡稳定性的因素

2.1 组成结构因素

边坡自身结构是导致滑坡和崩塌等地质灾害的主要原因。从岩体角度来看，岩体自身结构会直接导致边坡出现失稳，例如，某边坡不具有结构稳定性，当受到外力影响后便会产生连锁反应，引发大面积的边坡塌方地质灾害，若组成边坡结构的岩性稳定，则不易受到外界条件影响。从岩体完整性角度来看，若施工导致该地区地质结构出现断层或者岩体内部本身具有断裂、褶皱以及破碎等情况，则同样会造成边坡失稳的情况发生，若受到降雨、地质变化或者施工扰动等因素影响，则会直接造成大面积的边坡滑坡灾害[1]。从边坡所处地质的构造与走向角度来看，若边坡岩层走向朝山体主体方向，那么边坡的结构会相对稳定，若边坡岩体走向与山体相反，则会出现一种结构受力失衡的地质结构，这种边坡稳定系数较低，在受到其他影响后极易引发边坡滑移或者塌方等灾害。

2.2 人为因素

受道路交通等建设活动的影响，一些原本稳定的地层或遭到破坏，进而导致边坡结构失衡的情况。从施工防治角度来看，若工程具有科学的理论指导，能够在短时间内实现对施工区域的开挖与支护，则不会对其边坡产生较大影响，且受到外界条件影响后出现失稳的概率也会较低，若施工没有科学的理论指导，则会增加施工过程中边坡垮塌的概率，造成施工人员的伤亡[2]。另外，边坡还会受到施工方式的影响[3]。

3 山地边坡支挡技术应用

3.1 高陡边坡支挡

3.1.1 开挖防护

使用拉锚格构挡墙技术可以治理高陡边坡水土流失和结构失稳等问题。该技术采用锚杆与混凝土框架相结合的方式，在目标边坡面施工成格构结构，并借助锚杆的方式进行加固，支护能力强，并且有良好的固土能力，可适用于以各种沙土为主的挖方边坡。该开挖防护技术与土工格栅挡墙相比，因牢固边坡的方式主要以锚杆与面板结构为主，所以，治理沙土边坡的效果更加显著，且便于后续的绿化施工。其中，锚杆主要安装在混凝土框架的承力结构点区域，需要深入边坡的岩层内部，通过注浆、拉紧等方式使锚杆与墙面和土层形成一个整体结构，通过小区域多锚固的方式牢固边坡，增加其在受到雨水冲击后的水土流失抗性[4]。以某边坡治理工程为例，该施工段属于岩层边坡，其治理坡高为11 m，坡长约为41 m，边坡共分为两段，上层边坡高约5 m，下层边坡高约为6 m，均使用柱板式挡土墙结构进行护坡。其中，锚杆设置在挡土墙横纵向柱的交叉位置，柱间土均使用现浇混凝土进行固定。边坡顶层、底层以及底层边缘设有排水沟，因边坡主体以网格挡土墙为主，所以，边坡表面设置排水渠，工程设计简图如图1所示，图中L表示锚杆长度。

图1 边坡的横向截面示意图

3.1.2 绿化施工方案

当边坡加固施工完成之后，需要在加固施工的基础上进行绿化，通过该方式进一步提高边坡的表面抗性，加固边坡表面土壤并实现边坡的绿化。因上述边坡加固方法设有加固位置，所以，只需进行挂网操作即可进行绿化作业，对于支护边缘属于防护区域的，需要借助土钉作为加固点，并实现与周边挡土墙的挂网结合。使用孔底注浆法安装土钉，选用42.5R普硅水泥作为注浆材料，水灰比设为0.4，要求土钉钢筋的保护层能够达到1 cm厚度。借助钢丝网的方式固定边坡上的植物，维持植物生长初期的形态，因此，结合工程实际情况可选择直径为2 mm的钢丝作为主体，编制成网孔为5 cm×5 cm的网格，在合理控制安装位置情况下，注意网面与边坡表面的距离，考虑到边坡表面平整性问题，其距离通常会控制在5～6 mm。当上述准备工作完成之后，可进行种植基材的喷播活动，为保障喷播能够均匀覆盖整个边坡，需要对喷播材料进行筛选，筛出粒经较大的材料，然后将其进行搅拌喷洒在边坡表面。

3.2 低矮边坡支挡

对于低矮边坡的治理，主要以防治表面水土流失为主，除特殊条件的地质边坡需要借助挡土墙网格技术给予治理，其余边坡均可在基本的结构条件下实现加固。

3.2.1 锚杆锚固挂网

锚杆锚固+挂网喷播植草技术与上述方法大致相同。锚杆挂网的施工流程为：孔位确定→钻孔→清孔→装填锚杆→注浆。但因该方法并未与挡土墙结合使用，因此，无须规范锚固点位是否处于结构的受力点，只需严格按照设计图的相关要求，使用定位识别明确固定桩在锚杆起止点的位置，以固定桩为基础确定其他锚杆点位的位置，其中，已经测定的孔位点均要埋设半永久性的标志。为保障该治理技术能够发挥边坡的治理能力，需要保障锚杆具有长期稳定和抗地质扰动等能力，因此，需要在钻孔时进行钻孔治理，当钻进达到预定位置后，需要继续稳钻1～3 min，从而保障孔底规格达到设计要求。同时，可采用32 mm螺纹钢筋沿锚杆锚固的设计轴线设置钢筋定位支架，以确保锚杆间的结构稳定性。锚杆的注浆作业应当从孔底开始，通常情况下锚杆的实际注浆量会高于设计注浆量，注浆完成以孔口浆液溢出为标准。为确保安装锚杆具有较高的锚固力，需要在锚杆施工完成后随机挑选几个锚杆进行拉拔试验，其试验挑选孔数应大于3孔。当上述施工全部达到设计标准之后，可进行挂网施工。为使后期绿植喷射种植能够牢固在边坡表面，需要以锚杆点位为基础设计挂网结构，通常挂网材料会使用14#镀锌焊接铁丝网，其网孔设计为50 mm×50 mm。在进行挂网之前需要再次对锚杆的强劲性进行检验，防止在加装挂网后受到重力影响而出现微量位移等情况。另外，为发挥挂网的牢固性能，需要保障每张网安装完成之后都处于拉紧状态，并且各挂网之间的重叠部分不应小于5 cm，挂网与挂网衔接处需要使用钢丝进行固定。

3.2.2 挂网植草

采用挂网植草技术时，喷射基材应当结合边坡坡度进行黏着性配置，即坡度越大喷射基材的黏着性应当越大，坡度越小喷射基材的黏着性应当相对减小。该配比可由试验室试验数据得出，然后按照该配比进行绿植基材的配置，将称取基分别置于混凝土搅拌设备中进行搅拌，为使基材的流动性降低到设计标准，需要进行搅拌，并保重搅拌时间大于90 s，并且搅拌完成后需要再次对其流动性进行检验，检验合格后才可将其喷射到挂网边坡上，随后将绿植种子与培养液和基质进行搅拌，当基材喷射完成之后进行绿植种子的种植。

3.3 岩质边坡支挡

3.3.1 岩质边坡防护

岩质边坡与高陡边坡和低矮边坡存在本质区别，在进行边坡治理之前需要对其进行一次清坡。因边坡下方为道路和城市，清坡时应当设置防护墙，必要时需结合边坡高度和坡度设计分级防护，严格按照设一级防护墙清一级边坡的方式进行，严禁无序开挖。为此，需要边坡治理工作秉承以下几点工作要求：首先，清坡应避免在阴雨天气进行，同时需要在施工之前做好各级清坡的排水沟设计，避免坡面引排水影响清坡工作。其次，在同一区段进行清坡施工过程中，应严格落实同一连续工期内的施工衔接设计，预防交替施工导致其清坡强度未达标和遗漏施工等情况发生。此外，清坡施工完成之后，还要进行一次刷方施工，在该环节中，施工队伍应重点完成对岩质边坡的测量放样和土石再清理工作。在施工测量放样过程中，因山地城市道路边坡范围较大，可先借助GPS明确施工范围，然后结合该数据进行边坡场地二级控制点设计，以便于场地核算与测量放样施工的监管。

3.3.2 复绿养护

对于岩质边坡的加固施工，其重点在于绿植成活率。提高喷射绿植的成活率可以有效提高岩质边坡的固土能力，因此，需要对其施工技术进行严格的控制。当岩质边坡的坡度为35°～65°时，可采用混合基材喷播技术进行复绿施工。该技术的混合基材和绿植种子的喷射与上述方法相同，使用客土湿喷机将基材与种子喷射到岩质边坡表面，喷射顺序同样为自上而下，但需要严格控制喷射量和速度，在喷射时需要保障喷出口与坡面垂直，并维持0.9～1.2 m的距离，从而增加基材的渗入程度，提高喷播种子的发芽率和成活率。首次喷射基材厚度为8～10 cm（基材稳定后的厚度）；二次喷播混有植物种子的混合基材，其喷播厚度控制在2～4 cm。喷射工作完成后需要进行抽检，对种子分布不均区域进行补种。当上述活动达到施工标准之后，应当及时覆盖一层无纺布或植物秸秆，在保障透气性的同时防止雨水对边坡的冲刷。

4 结语

本文通过对高陡边坡、低矮边坡和岩质边坡的防护工作进行研究，在考虑经济与防护等级的条件下，选择最佳的防护与复绿配合模式，在提高边坡水土稳定的同时恢复地区下的生态系统。从本文3种形态的边坡治理中可以看出，岩质边坡治理难度最大，因此，在对其进行水土防护与复绿治理中应当进一步提高防护设计水平，寻求最佳防护与复绿技术的配合方式，以期达到最佳防护效果。