活木桩生态护坡结构设计与参数优化.pdf

公路 2015年 6月 第 6期 HIGHWAY Jun．2015 No．6 文章编号：0451—0712(2015)06—0228—06 中图分类号：U417．12 文献标识码 ：A 活木桩生态护坡结构设计与参数优化 王 云，付 伟 ，吴万平 ，何 斌 ，阮艳彬 (中交第二公路勘察设计研究院有限公司 武汉市 430056) 摘 要 ：针对路基边坡浅表层滑塌防治 问题 ，优化设计 出一种基于生态 固土保湿 的活木桩骨架植草护坡结构， 采用数值方法 ，分析了该结构在不同桩参数、坡参数条件下边坡稳定性变化特征。计算表明，桩长和间距对 固坡影响 显著 ，桩径和植入角在合理区间内不敏感，护坡效果与坡率正相关、与坡高负相关。对括木桩相关技术参数优化得 出，最优桩长为 2．O～3．0m，最佳桩径为 7．O～15．0cm，最优间距为 2．0m左右 ，最优植入角与坡面近似垂直，最优坡 率为 1．0：1．O～1．0：1．5。 关键词：道路工程；边坡防护；SLOPE 活木桩；稳定性；浅层滑动 浅表层滑塌是路基边坡常见 的病害之一 ，尤其 架的活木桩安放到桩孔，再 回填有机保水基材，密实 是高液限土路基 ，吸水后强度急剧衰减 ，失水后干缩 成型 ；坡面防护系为骨架植草 ，由骨架 、镶边挡水砖 形成坡面裂 隙，气候反 复作用 ，边坡稳定性变差，易 块 、集 中排水沟 、伸缩缝 、有机保水基材 、喷播植草组 发生浅层溜滑 。对于浅层溜滑，锚 固、注浆等工程手 成 ，在坡体表面以根桩为中 开槽砌筑骨架 ，在骨架 段防护效果较好，但 因造价高、景观性弱，一般不会 边缘设镶边挡水砖块形成坡面排水槽 ，沿坡体纵 向 大范围采用，工程中仍以植被防护、骨架防护等生态 每隔20～50m在坡面设置一道横向集 中排水沟， 防护为主。传统的边坡绿化防护方式 ，对保护坡面 、 同步在横 向排水沟中间设伸缩缝 ，最后将有机保水 防止雨水冲刷起到一定作用[1]，由于植被根系埋 基材 回填在骨架中间并喷播草籽，压实成型；坡面防 深浅 ，通 常只能在边坡表面形成 0．5～1．0m深植 护系也可由三维网植草替代 ，三维网植草由三维网、有 被防护层 ，因而难 以对 2．0～3．0m气候影响深度 机保水基材、喷播植草组成，在坡体表面布设三维网， 范围内高液限土坡体发挥加固防护作用 。活木桩护 在三维网上回填有机保水基材并喷播植草，压实成型。 坡技术人为将木桩植入边坡 ，让其在边坡 内生根固 土。顾小华 、岳军声等[4]对活木桩护坡进行 了应 用研究，但因植入深度较小，未能充分开发其浅表层 加筋固坡功能。本文在前人研究基础上，设计出一 种利用活木桩加筋固土的新型生态防护结构 ，通过数 值计算，分析活木桩护坡效果，优化结构设计参数。 1 活木桩骨架植草生态护坡结构 活木桩骨架植草护坡结构(图1)，包括坡体、根 桩锚固系、坡面防护系，在坡体表面设坡面防护系， 根桩锚 固系穿过坡面防护系植入坡体浅层 1．5～ 1．坡体 ；2．根桩锚圃系；3．坡面防护系 图 1 活木桩植草护坡结构 3．om，联合形成坡体浅表层生态护坡网。根桩锚 固系由活木桩 、有机保水基材、桩孔 、木质定位支架 活木桩是该生态护坡结构的关键 ，可扦插繁殖 组成，先在坡面上钻挖桩孔 ，然后将装有木质定位支 的木桩被植入一定深度的土层 中 在边坡浅表层形 收稿 日期 ：2O14—09一O4 2015年 第 6期 王 云等：活木桩生态护坡结构设计与参数优化 成有生命的根桩锚 固系，与坡面防护系一起在边坡 拉断，因此根系抗拉力远大于抗拔力[83。抗拉力 由 浅表层形成越来越强的植被保护 网络 ，对边坡起到 抗拉强度计算 ，植物