岩土工程处治的更高境界——悬挑梁路基

2024-01-22 14:52:32http://www.qinzhuanhanwa.cn

黄桑坪乡地处中低山剥蚀地貌区，山体陡峭,地表基岩出露情况好,原有毛石路多段出露基岩。原有碎石路为切坡修建,坡脚修切呈陡坎。线路范围内山体植被发育,多为灌木丛及经济林地。更适合悬挑梁方案，施工简便快捷，消除了高切坡或高填方等可能诱发大型滑坡、崩塌或路基边坡塌方的安全隐患,又保护了山区的自然生态环境。悬挑板路基方案具有十分明显的技术优势、经济效益和环保意义。

目前传统的山区公路新建、改、扩建中，地形下载或原有路基宽度不足，往往采用路基挡墙对路堤进行支挡，但是采用这样的支挡方式会大大增加工程的施工面积和费用，增加了施工工人的工作量，降低施工效率；若是采用对道路内侧边坡进行刷坡，开挖边坡，会增加施工危险，同时也会出现增加工程的施工面积和费用，增加了施工工人的工作量，也往往不利于现场的施作和将来的河流冲刷防护。

那么，黄桑坪乡地处中低山剥蚀地貌区，山体陡峭,地表基岩出露情况好,原有毛石路多段出露基岩。原有碎石路为切坡修建,坡脚修切呈陡坎。线路范围内山体植被发育,多为灌木丛及经济林地。更适合悬挑梁方案，施工简便快捷，消除了高切坡或高填方等可能诱发大型滑坡、崩塌或路基边坡塌方的安全隐患,又保护了山区的自然生态环境。悬挑板路基方案具有十分明显的技术优势、经济效益和环保意义。

用整体悬挑结构拓宽山区道路的工作原理为：

（1）公路拓宽改造部分的活载和恒载通过沥青砼面层作用到悬臂梁上；

（2）传递到悬臂梁上的垂直外荷载通过悬臂梁作用到护肩墙上,通过护肩墙传递到地基;

（3）悬臂梁上的外荷载对护肩墙所产生的倾覆力矩通过内侧沥青砼梁板和抗拔锚杆来实现其受力平衡,从而使结构达到稳定,能够安全使用。

（4）用配重块的方式达到自平衡。在边坡稳定的坡顶位置设置C20素混凝土护肩墙作为稳定的支点，横向全路基宽度现浇悬挑板,并在路基内侧设置配重块,增加结构自重来平衡荷载的倾覆力矩。

其中:1-防撞栏杆,2-悬臂端,3-沥青砼面层，4-C20素混凝土护肩墙,5-水泥砼面板,6-预应力锚杆,7-配重端。

从图1中看出,山坡陡峭地段的道路加宽,采用整体悬挑结构拓宽改造山区公路施工简便快捷,工艺较简单,同时挖方量减小,避免了高切坡或高填方的可能。

对于悬挑长度(L)为2m的悬挑板,在不考虑右侧锚杆的作用下,抗倾覆稳定性就能满足规范要求。考虑到模型仅对悬挑板左侧支点(O点)取弯矩(前提是假设悬挑板О点不动),但是在实际实施和使用过程中,因为基础开挖的扰动,通车后长期荷载对悬挑板О点处护肩作用,产生沉降,造成О点向内侧转移,设计中对悬挑长度为2.0m的悬挑板右侧基底设置锚杆,锚杆杆体采用dia28螺纹钢筋(HRB400)钢筋,位于配重段中部,纵向间距1.0m。深入中风化岩层不小于2m。设计抗拔力为100kN。

悬挑梁施工时，应严格控制对基础土体(岩体)的破坏。施工过程应以小型机具人工开挖为主,保证基础没有较大的扰动。施工过程中，不得在悬挑板上堆放多余荷载，以防止侧翻失稳。开挖完成后，应及时验槽，并对其基底承载力进行测试，保证地基承载力不小于200kPa,且其基底进入持力层深度不得小于50cm。原路存在挡墙，且素混凝土路肩墙基底落于挡墙上时，施工之前必须先确认原挡墙完好。施工中应保证配重块锚杆进入完整基岩的深度不小于200cm;悬挑端下边坡可设置一定厚度的砂浆硬化层护坡,防止排水系统对边坡的冲刷。悬挑板施工工艺要点如下:

（1）施工支撑处的砼护肩,若基础为岩石,可适当减少护肩高度;

（2）悬挑板配重部分基础开挖整平,进行锚杆施工(悬挑板L长度为2.0m);

（3）架立支撑钢管和施工悬挑混凝土部分的模板;

（4）绑扎普通钢筋,浇筑混凝土;

（5）待混凝土强度达到85%以上要求,拆除模板和支撑钢管,进行下一步施工。

用整体悬挑结构拓宽山区道路，适用于地形复杂、地质条件恶劣的山区公路，在线路地表宽度不满足路基宽度设计要求，线路调线费用大且线形不顺畅时，宜采用此方案施工。这即克服了山区公路因不利地质条件造成的路基下沉、滑坡、坍塌等病害，悬出路台设计方案还保证了道路线形的顺畅，在降低工程造价的同时减少了对自然环境的破坏。

施工工艺也相对简单，施工效率高，与传统的绕行、明洞、隧道等方案相比具有施工周期短、质量可靠、安全、造价低廉、环保等特点，社会效益和经济效益显著。

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责编：秦汉工程叶紫燕整理

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