悬挑梁路基在高山峡谷区公路中的应用

对于高山峡谷区路基,往往由于内侧山体高陡而不能过量开挖。而外侧岸坡往往由于高陡,如果直接采用从河床部位设置直至路面的高大挡墙或桩基托梁挡墙工程,将不但造成工程规模偏大,也往往不利于现场的施作和将来的河流冲刷防护。
因此,高山峡谷区路基应尽量采用地形地貌适应能力强的轻型支挡防护工程,如轻型面板式锚杆或锚索挡墙,泡沫轻质土等易于施工,可以采用占地少的直立或近于直立的挡防工程进行支挡、加宽。
而对于一些岸坡稳定,岩体完整和强度较高的路基加宽通过段,如果岸坡高陡或呈凹槽型时,则可能通过设置悬挑梁式路基进行处治,就可能更加显出方案的优势。正所谓笔者所说的“工程无定势”,只要能结合具体的地质条件和工程措施,能满足公路使用标准的安全工程措施就是好措施,即所谓岩土工程处治的更高境界正如剑客的“无招胜有招”,招招致命即可,不必拘泥于规范、剑谱中的套路。
某高山峡谷区公路通过高大的,由变质砂岩和砂质板岩构成的路段时,由于山体高大造成公路净宽严重受阻。大型车辆通过时往往只能单向通行,且时时出现大型车辆擦挂于山体的现象。但由于外侧河岸高陡,相对高差达15m左右,设置基础位于河床的高大挡墙加宽2.5m宽的路基,不但挡墙工程规模大,且由于该段河岸为河流顶冲岸,高大挡墙的设置将来存在严重的冲刷防护问题。
图1 路基内侧的高大老虎嘴形山体
图2 路基外侧高陡岸坡和河流形态
而如果设置桩基托梁挡墙加宽,虽然能有效解决河流的严重局部顶冲冲刷问题,但工程规模更大,这对于资金紧张的低等级公路来说,并不是一个较好的方案。
而如果设置轻型锚杆挡墙,则由于挡墙圬工规模较大,在高陡岸坡的上部支模和设置脚手架施作时,对于一个大河的顶冲岸来说,施工难度太大,故轻型锚杆挡墙也非最优方案。
而如果设置泡沫轻质土加宽,则由于泡沫轻质土所在岸坡偏陡,加宽范围偏小,只能通过设置支挡或加固工程固定。但由于泡沫轻质土在岸坡的上部施作,也存在施工时支模和脚手架难度偏大的情况。加之泡沫轻质土用量太小,性价比太低,故采用泡沫轻质土也非相对较优方案。
基于此,考虑到该段路基所在岸坡由属于硬岩和较硬岩的变质砂岩和砂质板岩构成,且岩体完整性较好,可有效利用岩体作为结构物的承载体,故决定采用悬挑梁进行加宽。好依据交通规模、车辆轴重等参数,在路基部位设置预制的钢筋混凝土梁体进行加宽。其中梁体悬了岸坡2.5m,以满足加宽要求。设置于岸坡内侧的路基部位5m左右,并在每片梁体靠山侧部位设置3孔竖向锚固于路基以下基岩中的锚杆工程,从而有效平衡路面摊铺、车辆通行等产生的弯矩。
图3 悬挑梁设置示意图
该方案巧妙的利用岸坡岩体良好的工程性质,避免了在高陡岸坡上施工的困难,在路基路面部位施做锚杆工程对悬挑梁进行锚固,施工简单便捷,工程造价相对较低,是一个相对较优的方案。
需要说明的是,如果采用斜向支撑的悬挑梁,同样存在施工时斜撑在高陡岸坡上施作困难的情况,远不如在路面部位设置锚杆锚固施工便捷,故没有采用斜撑悬挑方案。
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