市政道路边坡支护工程方案优化探讨

【摘要】伴随着经济的发展和科技水平的提高，我国的市政建设取得了长足的进步，人民生活得到了很大改善。城市道路边坡支护是市政道路建设中的一个重要环节，其施工质量的优劣直接影响着整个市政道路建设的质量，需要引起足够的重視，以保证施工质量。在实际施工过程中，由于各种不确定因素的影响，市政道路建设需要合理优化工程方案，因地制宜开展边坡支护工程，提高边坡支护结构的稳定性，以提高市政道路交通建设的整体结构强度。

【关键词】市政道路;边坡支护;方案优化【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、引言

伴随着城市化进程的加快和山地丘陵地区道路建设的不断扩大，城市道路边坡支护的建设问题越来越受到人们的关注。长期的地质历史，自然化的边坡经过不断的调整和应力平衡，最终达到了一个相对稳定的状态。但工程施工往往导致原平衡的紊乱，使边坡支护回归应力调整过程，从而导致边坡应力分布不稳定。通过合理有效的边坡支护工程措施，保证边坡支护的稳定性，是解决公路边坡问题的主要途径。城市公路边坡支护工程施工过程中，应根据当前工作的特点和需要，优化边坡支护工程方案。

2、市政道路边坡支护工程的特点

伴随着我国城市化进程的加快和国家基础设施投资的增加，城市公路建设也不可避免地面临着地质建设问题，其中公路边坡支护的稳定问题最为突出。由于坡度、堆载、开挖、路面施工等因素影响，城市道路工程易发生滑坡，既延长了建设工期，增加政府投资，又危害到人身和财产的安全，因此，有效的边坡支护道路工程方案应被引起重视。

2.1市政道路边坡支护工程的地质工程属性

地质工程主要有地下洞室、边坡支护、地基、地质灾害防治、地质环境管理、基坑等工程，其中公路边坡支护工程是按边坡工程类型划分的。铁路、公路等道路建设过程中具有以下几点特点。第一，特殊的地质环境。施工中，施工环境是与地质环境相分离的，具有不同于一般的环境条件。地质环境包括地下水、地应力、活动断层和其他地质岩石储存环境。由于地质环境的隐蔽性差，施工难度大，因此地质工作具有特殊性。第二，地质条件复杂。建设现场地质条件复杂，包括施工现场软土、黄土和膨胀土、红壤等软弱土层，或特殊情况下出现滑坡。施工过程中，常伴有地基沉陷、地基失稳、建筑物裂缝、滑坡、砂质土等。道路建设中常见的地质问题是土体沉降和边坡失稳。第三，水文条件复杂。例如地下水位过高、河湖闭塞、局部雨水充沛等复杂的水文条件，在工程建设中往往会造成工程安全稳定，影响施工进度。水对边坡及地基稳定性的影响是多方面的，是引发边坡滑坡的主要原因。工程建设风险较大，尤其是人类活动之后的边坡。第四，特殊的建筑材料。地质岩作为工程施工材料，地质构造为工程施工结构，地质变化复杂。当前，我国对地质工作认识不够全面，改造利用困难。第五，涉及广泛的理论问题。它是在工程地质学的基础上发展起来的，具有工程地质学的特征。其理论基础主要有：地质结构管理理论、岩石结构调整与岩体结构管理理论、土体结构控制理论、地质条件前兆理论、地质灾害前兆预测、地质现象处理预警措施预测、边坡支护保护等地质构造重建理论、工程地质勘察、钻探、监测、数值分析与模拟理论。一般说来，它是一门涉及地质、工程、生态、机械、结构等学科，以及数学、物理化学等学科的工程理论与实践。第六，高风险。地质工作风险增加的主要原因是岩石和地质的不确定性和复杂性。在实际应用中，由于岩体固有的各向异性，以及设计参数选择与评价的随机性，造成测量结果的失真，甚至造成工程事故。从地质剖面和岩石分类来看，地面上出现的岩石对应于施工期间挖出的断层，目前尚不清楚。所以，盲目按地质报告进行项目建设，将会产生很大的工程风险。

2.2市政道路边坡工程的市政工程属性

城市道路边坡支护建设是指城市赖以生存和发展所需要的公共投资、工程建设和社会基础设施，以及成功开展各种社会经济活动所需要的城市建设。城市道路边坡支护工程是政府出资建设的具有市政建设基本特点的属性。第一，市政道路边坡支护建设更加政治化。在国家投资、组织和建设的框架下，市政建设存在较大的行政干预和政治风险。第二，边坡支护环境条件复杂。城市道路边坡支护建设中，政府投资的建设项目往往处于复杂的环境中。道路边坡支护工程中的建设场地，往往会布满居民房屋、商店、工厂、学校和医院等建筑物，可能存在高边坡工程。所以，在施工过程中，往往会出现影响施工进度、影响周边建筑物及边坡的稳定与安全现象，不利于政府投资管理，不利于居民财产安全，阻碍交通，影响居民正常生产和生活保障设施建设，污染甚至破坏环境，不利于整个环境的协调。第三，市政道路边坡支护工程属于公用事业。大部分市政工程，如城市道路、桥梁等，都是为了社会和经济发展的需要而建造，具有非商业性质，管理方式也普遍不同。

3、市政道路边坡支护工程方案的优化

3.1原设计的市政道路边坡支护方案

抗滑桩和挡土板联合设置原抗滑桩，采用旋转钻进方式，其工程成熟可靠，可有效对山体道路进行边坡支护。抗滑桩有5种规格：12m、14m、16m、18m、19m。用于C30型钢筋混凝土结构。桩径1.5m、桩中心间距2.4m、净距0.9m、内设长度8-13m、控制台长度4-6m、防滑桩81根。挡土板安装在桩的背面，而且只安装在悬臂部。钢筋混凝土结构C30，长2.4m，高1m，厚0.4m。

3.2优化后的市政道路边坡支护方案

第一，优化操作。原始设计方案确定后，由部门组织人员、机械、材料进行现场施工。如果施工过程中产生大雨，山区湿度达到饱和，在施工期间不可避免会出现二次滑移。如遇此紧急情况，必须立即停止施工，并将人员、设备、材料撤离到安全地点，报告现场监测结果。第二，优化问题。多处滑坡发生后，山体一直处于极不稳定状态，如按照原方案在桩背设置支护板，可能会导致岩体失稳，反复发生滑坡，对施工人员和机械设施构成严重威胁。此外，由于工程进度紧张，需要因地制宜地制定安全、可行、有效的施工方案。第三，问题的最佳优化方案。根据以上情况，可以提出组合抗滑桩方案，即在两根抗滑桩后各加一小块挡桩，以较小的作用半径取代原来的横膈梁。由委托单位确定具体设计参数。最后在原来的防滑桩间设一根直径1.2m的挡土桩，紧邻主桩，采用C30钢筋混凝土筒体结构。桩的长度取决于控制台的长度。平均覆盖2m，支护桩80根。挡土桩与主桩之间还设置有直径0.6m的“砂砾”，即用砂砾填满0.6m旋转直径0.6m的孔，主要功能是集水，共装了80个“砾石桩”。最终，在主桩与挡土桩连接处，在一定的排水井钻孔间隔下，通过碎石中心通道，使山体渗水快速流动，减少抗滑桩的侧向应力。

3.3市政道路边坡支护工程方案优化后实施情况及效果

最优方案与原方案的最大区别是取消了挡土板，增加了档土柱。为加快施工进度，采用旋挖成孔，从而增加了挖掘机和钢筋底座的加工负荷。为加速施工，需做如下调整。第一，在施工现场，钢电池工作小组将由原来的工作小组增加到两个。第二，由于一些限制，如建筑工地现场外增加了处理钢筋混凝土的场地，改变钢筋与主筋之间的连接方式，由双向焊接改为套筒连接，增加了两组可拆卸钢筋。第四，将吊车从一个增加到两个吊车，用于在施工现场运送材料，以提高钢筋笼队伍的施工效率。第五，增加旋转式挖掘机操作员，确保每天有足够的钻孔数量。使所有钢筋混凝土单元完全悬挂，是解决场地面积小的一个有效方法。建筑工地管理人员应注意以下几点。第一，必须实时监控现场工作组的动态，以及不同小组的材料使用情况，特别是材料不足时，应立即呼叫吊车协助吊车吊运物料，提高各班组工作效率。第二，在场外要特别注意钢筋基础的处理。第三，当施工现场钢筋笼达到一定数量并钻出相应的钻孔时，必须立即安装起重机钢筋笼，以避免掉队，加快施工速度。

3.4市政道路边坡支护工程方案优化前后对比

第一，进度对比。根据估算，若按原工程施工，工期应至少为2-3个月。通过优化设计，在20天施工周期内比原设计有了较大的飞跃。第二，安全性比较。最严重的安全问题为墙背护板的设计与安装，尤其是二次滑坡，使山体处于极不稳定状态，严重影响到施工人员和设备的安全，就像山崩随时可能再次发生一样。该方案无需开挖墙背，就可消除源侧滑坡的危险，大大提高了施工安全性。第三，成本与利润之比。在优化后，支出略有增加，但绝对利润大幅增加，产量相应提高，明显高于原计划。第四，质量对比。相对于挡板而言，“留柱”具有较好的整体性，能有效保护地基，地压能很好地承受基桩，外观美观，因此质量并不低于原方案。

结语：

伴随着国家对城市基础设施建设的投入，有效、优质的市政道路提升工程管理日趋复杂。为此，在市政公路建設过程中，应正确制定护坡工程优化方案，总结工作经验及相关措施，合理设置相应的吊装结构，以提高整体施工水平和效率，优化方案积极作用，推动各项工程的合理施工与管理，确保边坡结构得到合理优化，满足当前工程需求。

参考文献：

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作者简介：

李念（1980.01.21），男，汉族，湖南省岳阳，中级工程师，硕士研究生，主要从事：市政道路工程设计。