高山峡谷区轻型支挡工程在路基中的应用

高山峡谷地区,由于地形地貌的限制使路基的宽度拓展往往需要付出很大的代价。如在川西西藏、南疆昆仑山区、西藏地区、鄂西北地区等,或国内其它省份地形地貌变化大、地质构造强烈地区,往往就面临这样的难题,稍有不慎,轻则造成工程规模的级数增长,导致工程建设严重滞后或工程费用大幅攀升。重则可能形成大量的人工扰动不良地质体而给以后的公路养护或运营留下严重的后患。

高山峡谷区由地形地貌变化较大,采用常规的支挡加固工程进行路基拓宽时,就极可能面临着工程规模急剧增的情况。因此,积极应用对地形地貌适当能力强的轻型支挡工程就成为解决高山峡谷区路基拓宽问题的有效方法。

所谓轻型支挡工程主要针对于传统的重力式挡墙、抗滑桩等工程而言的。目前主要应用的轻型支挡拓宽工程主要有轻型微型桩挡墙、轻型锚杆(锚索)挡墙、悬挑梁路基、泡沫轻质土路基或锚杆式泡沫轻质土路基,从而有效适应地形,尽量减小高陡岸坡的施工难度和降低工程规模。

1、轻型微型桩挡墙

该体系主要利用微型桩提供地基承载力、结构抗滑、抗倾覆和抗剪的安全度,挡墙主要起到对微型桩排的连接作用,故挡墙可以设置较小的截面,从而大大减小传统挡墙施做时的地基开挖规模和较大的截面积。必要时可结合在挡墙胸坡上设置锚索形成轻型锚索式微型桩挡墙,从而起到更大的抗力。从选用材料和结构布置来看,微型桩挡墙结构的抗力可以替换相当一部抗滑桩工程,从而大幅优化工程施做难度和降低工程造价。

轻型微型桩挡墙自笔者7年首次在国内提出并成功应用以来,已在国内多个省市成功应用,是将来工程支挡结构的一种新型结构体系,具有良好的应用的前景。

图1 微型桩挡墙中的微型桩设置

图2 锚索式微型桩挡墙工后照片

2、泡沫轻质土

泡沫轻质土具有良好的自稳性,加之其重量轻、耐久性好、抗冻能力强,可广泛应用于斜坡段路基加宽,软基处治。如果能与锚杆结合,可进一步应用陡倾坡体段和水库段与江河段的路基加宽。

由于泡沫轻质土施工快捷简便,路基加宽时封道时间较短和占道施做空间要求低,加之工程造价较混凝土具有明显的优势,笔者多次将其应用高寒、高海拔和高山峡谷区的路基建设与加宽,取得了良好的工程效果。因此,泡沫轻质土及其与锚杆等组合的工艺,在高山峡谷区路基修建具有良好的应用前景。

图3 国内首次高寒高海拔区泡沫轻质土加宽路基

图4 泡沫轻质土溪洛度库区公路中成功应用断面图

图5 32m高国内最高泡沫轻质土应用

3、锚杆或锚索挡墙

在公路开挖或填筑加宽路基段,可有效利用锚杆和锚索提供锚固力,利用轻型挡墙提供锚固反力或路基加宽所需要的宽度,从而有效减小路堑边坡的开挖或路堤填筑与支挡工程规模。该类工程措施可直立设置,特别适合于高山峡谷区路基的加宽应用。

图6 某成功应用的轻型锚杆挡墙加宽断面图

4、悬挑梁路基

在一些近直立岸坡段进行路基加宽时,由于无法设置工程的支撑点,如若采用常规支挡加宽工程,将可能造成工程高度过大而加宽量偏小的不合理现象。针对此类问题,考虑到直立岸坡的岩体强度较高或完整性较好,故可采用悬挑梁进行路基加宽。即利用锚杆或锚索对悬挑梁体进行锚固,从而确保梁体在上部荷载作用下的稳定性,有条件时也可采用斜撑进行斜向支撑。

图7 山西某公路悬挑梁加宽

图8 西藏某公路悬挑梁

综上,以上笔者只是枚举了几类高山峡谷区的路基加宽应用工艺,属于抛砖引玉。考虑到工程无定势,可以进行千变万化的组合,从而达到最大化的满足具体工点要求的目的。

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