時(shí)間:2023-02-12 19:50:42
序論:在您撰寫高邊坡設(shè)計(jì)論文時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
人們?cè)趯?duì)公路高邊坡進(jìn)行支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前的基礎(chǔ)性工作就是高邊坡普查。高邊坡普查是指在對(duì)前期勘察資料分析的基礎(chǔ)上,對(duì)高邊坡周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行進(jìn)一步勘探,根據(jù)勘探結(jié)果作進(jìn)一步的調(diào)查研究,并且重點(diǎn)分析需要開挖地段的周邊的巖體結(jié)構(gòu),根據(jù)具體的地質(zhì)狀況以及巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。要結(jié)合定性研究與定量研究來(lái)對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分類,并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,來(lái)達(dá)到更加適合自然條件的設(shè)計(jì),并指導(dǎo)施工。邊坡普查目的主要就在于根據(jù)穩(wěn)定性對(duì)邊坡進(jìn)行分區(qū),來(lái)提出更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,并且篩選出需要重點(diǎn)研究的邊坡。
2重點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1基于過(guò)程模擬與控制的高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及災(zāi)害控制方法研究
高邊坡巖土體具有地質(zhì)體所具備的地質(zhì)過(guò)程特性,對(duì)巖石進(jìn)行的高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的主要目的就是對(duì)邊坡變形破壞的過(guò)程以及機(jī)制進(jìn)行闡述,并且基于地心力學(xué)來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行刻畫,實(shí)際上這種對(duì)巖石高邊坡進(jìn)行的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)更具體說(shuō)來(lái)應(yīng)該是一個(gè)變形穩(wěn)定性的問(wèn)題。對(duì)變形穩(wěn)定性的分析是指對(duì)高邊坡的變形以及相關(guān)的破壞情況、破壞機(jī)制進(jìn)行研究,并且結(jié)合數(shù)學(xué)、力學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù),利用數(shù)值模擬的方法來(lái)對(duì)邊坡變形的過(guò)程進(jìn)行模擬演示,并且對(duì)變形過(guò)程進(jìn)行控制,基于這種模擬研究的結(jié)果對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)。變形穩(wěn)定性分析的過(guò)程是在對(duì)應(yīng)力環(huán)境、變形特征、破壞模式、潛在滑面位置進(jìn)行模擬分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,但目前對(duì)于穩(wěn)定性系數(shù)以及推力值的估計(jì)還缺乏足夠的理論支持,沒(méi)有形成一個(gè)成熟、準(zhǔn)確的計(jì)算方法。
2.2重點(diǎn)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
對(duì)需要重點(diǎn)進(jìn)行研究的邊坡要隨時(shí)進(jìn)行施工跟蹤,要注意對(duì)實(shí)際施工中遇到的巖體結(jié)構(gòu)以及邊坡變形的情況進(jìn)行足夠精確、細(xì)致的描述,并且要積極收集邊坡以及施工過(guò)程中的反饋信息,對(duì)具體的坡體情況進(jìn)行分析,根據(jù)上述資料以及研究分析,來(lái)建立相應(yīng)的地質(zhì)模型來(lái)反映控制性結(jié)構(gòu)面空間展布特征,并且要根據(jù)具體邊坡結(jié)構(gòu)的實(shí)際特征來(lái)進(jìn)行計(jì)算方法的選擇,用來(lái)研究邊坡變形的破壞模式以及穩(wěn)定性情況。土質(zhì)邊坡、散體結(jié)構(gòu)以及破裂結(jié)構(gòu)邊坡的穩(wěn)定性大多都會(huì)受到最大剪應(yīng)力面的控制,因此,對(duì)這類邊坡的邊坡開挖過(guò)程進(jìn)行研究分析,就要在對(duì)潛在滑動(dòng)面的位置的判斷基礎(chǔ)之上進(jìn)行,并且根據(jù)強(qiáng)度穩(wěn)定性分析來(lái)對(duì)相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),為支護(hù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化提高有效的參數(shù)。
2.3重點(diǎn)高邊坡支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
在對(duì)邊坡支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化中,要由對(duì)變形破壞的過(guò)程進(jìn)行模擬來(lái)研究邊坡開挖過(guò)程的不同變形階段,由地質(zhì)體所處的演化階段以及變形破壞機(jī)制來(lái)對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行篩選,要按照具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行靜力學(xué)設(shè)計(jì),要按照數(shù)值模擬的結(jié)果來(lái)研究地質(zhì)體以及治理工程結(jié)構(gòu)之間的相互作用,并由此來(lái)進(jìn)行方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。高邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)要建立在精準(zhǔn)的地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上,利用控制過(guò)程技術(shù)來(lái)完成,而且還需要特別關(guān)注邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià),根據(jù)原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)。邊坡優(yōu)化要注意變形控制以及災(zāi)害控制,要將采用適宜的支護(hù)措施來(lái)是變形控制在允許范圍之內(nèi),要結(jié)合反饋信息以及穩(wěn)定性分析結(jié)果來(lái)進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵字:高邊坡;特性;設(shè)計(jì)方法;加固問(wèn)題
中圖分類號(hào):U448文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
首先,我們應(yīng)該知道并了解什么是高邊坡。我們通常把巖質(zhì)邊坡的高度超過(guò)30m定性為高邊坡,還有一種情況就是土質(zhì)邊坡大于20m也可以看做高邊坡。在高邊坡設(shè)計(jì)施工中必須遵循一套合適的的設(shè)計(jì)思想和方法,高邊坡的加固工程,也需要合理利用現(xiàn)場(chǎng)條件實(shí)際,進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和加固。這樣不僅可以為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù),也可以為以后的實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供參考價(jià)值。
一.高邊坡設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
(一)高邊坡設(shè)計(jì)的復(fù)雜性分析
高邊坡設(shè)計(jì)貫穿于調(diào)查、勘探、設(shè)計(jì)到最后施工的整個(gè)過(guò)程,各個(gè)環(huán)節(jié)都是緊密聯(lián)系的。這其中的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
首先,全面的地質(zhì)資料是設(shè)計(jì)能否成功的前提條件。例如邊坡穩(wěn)定性受地質(zhì)條件影響的程度,人為的因素影響,邊坡的設(shè)計(jì)必須符合邊坡土體的地層巖性和一系列的強(qiáng)度特征,這樣才可以避免發(fā)生整體或局部的變形。
其次,高邊坡設(shè)計(jì)是預(yù)測(cè)性設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)性設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。由于線長(zhǎng)和點(diǎn)多的現(xiàn)實(shí)因素,前期的地質(zhì)調(diào)查和勘探就會(huì)或多或少的對(duì)高邊坡不夠看重,主要是因?yàn)檫@時(shí)候變形還沒(méi)有或者不會(huì)發(fā)生。所以高邊坡設(shè)計(jì)就需要根據(jù)有關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)對(duì)開挖后可能產(chǎn)生的變形類型和部位進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。但是由于地質(zhì)資料的短缺就會(huì)讓設(shè)計(jì)依據(jù)不夠全面,不可避免的存在盲目性,加上地質(zhì)條件的復(fù)雜性也使設(shè)計(jì)具有風(fēng)險(xiǎn)性,所以造成高邊坡設(shè)計(jì)是預(yù)測(cè)性設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)性設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。
最后,高邊坡設(shè)計(jì)是動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)。由于現(xiàn)實(shí)條件的限制,我們無(wú)法清楚開挖前的邊坡地質(zhì)情況,也就造成設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程沒(méi)有固定的模式。因此需要根據(jù)工期的深入,根據(jù)地質(zhì)條件的變化,對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行變更或者調(diào)整,做到真正意義上的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
(二)高邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
大多數(shù)人都是通過(guò)力學(xué)平衡計(jì)算法來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性,當(dāng)然它能夠方便獲得穩(wěn)定系數(shù)的數(shù)據(jù)值,而且也能確定最終加固工程的承受力值。但是如果面對(duì)復(fù)雜的高邊坡穩(wěn)定性計(jì)算可能就束手無(wú)策了,這是因?yàn)檫吔鐥l件以及破壞面巖土參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確判別和選擇,這就讓計(jì)算的結(jié)果說(shuō)服力下降。本文認(rèn)為可以結(jié)合工程地質(zhì)分析對(duì)比法來(lái)確定,工程地質(zhì)分析法不僅可以為力學(xué)平衡計(jì)算法提供變形的類型邊界條件,而且可以確定變形的范圍;而力學(xué)平衡計(jì)算法可以準(zhǔn)確算出穩(wěn)定系數(shù)和作用力的數(shù)據(jù),為最終的高邊坡設(shè)計(jì)提供正確的依據(jù)。
(1)工程地質(zhì)分析對(duì)比法重點(diǎn)講到了以下方面的分析和對(duì)比:
1.根據(jù)自然極限條件下穩(wěn)定坡的坡形坡率坡高來(lái)進(jìn)行參考,當(dāng)然也包括人工邊坡的坡高,利用二者的對(duì)比來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定性的分析。
2.利用自然山坡已經(jīng)存在變形的種類和大小判定人工邊坡有機(jī)會(huì)發(fā)生變形的種類和大小。
3.依據(jù)坡體結(jié)構(gòu)對(duì)人工邊坡可能變形的種類和位置進(jìn)行合理分析。
4.利用變化的頻率和大小來(lái)進(jìn)行對(duì)比判斷,這里主要是開挖有可能造成的坡體松動(dòng)和滲透的下表水,軟弱夾層帶處的巖土強(qiáng)度降低分析也許會(huì)變形的種類和大小。
(2)另一種方法也就是力學(xué)計(jì)算法。力學(xué)計(jì)算法有著許多不同的方式,選取和勘察確定的破壞種類和模式必須同時(shí)相一致,這樣的計(jì)算方法才有可能得出正確的結(jié)果。它的破壞范圍重點(diǎn)是松動(dòng)的區(qū)域大小,一般都可以采取有限元算出高邊坡的開挖后位移場(chǎng)位置和大小。
二.高邊坡設(shè)計(jì)的整體理念和技術(shù)手段,以及基本原則和方法
(一)設(shè)計(jì)理念和技術(shù)手段
高邊坡設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照調(diào)查、勘探、設(shè)計(jì)和施工密切相連的準(zhǔn)則,施工中的新參數(shù)和新特征要迅速告知設(shè)計(jì)部門,然后用新設(shè)計(jì)指引整個(gè)施工全過(guò)程,同時(shí)不斷和相似的工程進(jìn)行合理的比較,把別處的成功設(shè)計(jì)理念帶到本設(shè)計(jì)中。
高邊坡設(shè)計(jì)的技術(shù)手段主要參照主體工程的施工工段進(jìn)行勘探和有效調(diào)查,靠近高邊坡工程處進(jìn)行合理的比較,高邊坡設(shè)計(jì)必須重視高邊坡開挖施工,上報(bào)的信息主要包含現(xiàn)場(chǎng)巖層和風(fēng)化強(qiáng)度以及爆破效果,確定高邊坡設(shè)計(jì)施工的最終方案。
(二)設(shè)計(jì)的基本原則
首先,高邊坡設(shè)計(jì)中使用年限和保護(hù)對(duì)象的重要性不言而喻,必須確保十分安全。
其次,高度40m以下的邊坡主要采取放穩(wěn)定坡率的設(shè)計(jì)原則;高度在40m以上的邊坡,如果也放緩邊坡極有可能增加大量放棄的方量,不僅大量的植被被無(wú)情破壞,而且造成征地量的加大和浪費(fèi)。不利于環(huán)境保護(hù),所以我們應(yīng)該采取適當(dāng)增大坡率的方式,對(duì)支擋加固工程進(jìn)行有能力的加強(qiáng)。
最后,根據(jù)坡腳應(yīng)力和地下水集中的有關(guān)特性,加固工程應(yīng)全程使用“固腳和強(qiáng)腰”的方法進(jìn)行,這里的“固腳”就是鞏固坡腳或者級(jí)邊坡的支撐力,“強(qiáng)腰”則是確保高邊坡的局部穩(wěn)定。也就是確保整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。
(三)高邊坡的設(shè)計(jì)方法
高邊坡設(shè)計(jì)目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有達(dá)成統(tǒng)一的共識(shí),本文主要探討采用幾種方法相結(jié)合的方法。
第一種也就是工程地質(zhì)比擬法。主要依據(jù)自然穩(wěn)定坡的調(diào)查數(shù)據(jù)和分析結(jié)果找到可以類比的坡形、坡率和坡高。
第二種也就是力學(xué)的計(jì)算法:選擇滿足坡體的結(jié)構(gòu)和破壞模式的計(jì)算模式算出設(shè)計(jì)的坡形穩(wěn)定性,同時(shí)合理調(diào)整坡形參數(shù)來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)的合理性。
最后一種就是所謂的經(jīng)驗(yàn)對(duì)比法。參考地質(zhì)條件下穩(wěn)定的人工邊坡有關(guān)的設(shè)計(jì)方法和理念對(duì)新的邊坡來(lái)進(jìn)行類比設(shè)計(jì)。
三.討論高邊坡工程的加固方案
加固工程目前廣泛采用的方式主要包括修建攔擋的建筑物和擋土墻等,應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件選用適合的方式。
(一)修筑攔擋建筑物和錨固
攔擋建筑物主要包括落石平臺(tái)和攔截石塊墻體等,遮擋的建筑物形式主要有明洞和棚洞。
錨固就是利用預(yù)應(yīng)力錨對(duì)其進(jìn)行合理加固的處理手段,避免發(fā)生崩塌。采取錨固額方法可以讓臨空面周圍的巖體裂縫寬度逐漸變小,從而增強(qiáng)巖體的整體性。
(二)支撐保護(hù)
支撐主要是對(duì)懸掛在上方的危巖采用墩和柱等形式進(jìn)行局部的支撐和加固,用這種方法實(shí)現(xiàn)治理的目標(biāo)。這里需要特別注意的是,對(duì)于危險(xiǎn)巖塊體存在于軟弱夾層的危巖區(qū)的處理方法,首先對(duì)松弛的塊體進(jìn)行消滅處理,最后用條石護(hù)壁進(jìn)行支撐和保護(hù)。
(三)灌漿加固
灌漿加固能夠增加巖石的完整性。資料表明,水泥灌漿加固能夠顯著提高巖體抗拉的強(qiáng)度。在施工工序上我們采用的方法一般先錨固后一段一段的進(jìn)行灌漿加固。
(四)抗滑樁
抗滑樁就是用樁作為抵抗坡體滑動(dòng)的材料。通常在滑體和滑床間打入少許大尺寸的錨固樁,同時(shí)使二者有機(jī)的聯(lián)合在一起,進(jìn)而達(dá)到抗滑的效果,這種樁一般包括木樁和鋼筋混凝土樁等。
四.小結(jié)
根據(jù)全文的分析和實(shí)際的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們應(yīng)該清楚的知道,高邊坡把地質(zhì)體的一部分變?yōu)槿藶楣こ?由于地質(zhì)體的復(fù)雜性和多變性,使得高邊坡設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜,至今設(shè)計(jì)而依然沒(méi)有在工程界達(dá)成共識(shí)。高邊坡設(shè)計(jì)和加固工程有著重要的研究意義,我們可以通過(guò)其提高結(jié)構(gòu)使用的整體性能。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)的大規(guī)模開展,在國(guó)內(nèi)工程中,高邊坡設(shè)計(jì)的意義重大,在今后有關(guān)的設(shè)計(jì)和施工中,積我們應(yīng)繼續(xù)完善該項(xiàng)技術(shù)的分析方法和步驟,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以大力推廣此項(xiàng)新方法,希望可以為我國(guó)的建筑事業(yè)添磚加瓦。
參考文獻(xiàn)
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[3]任致遠(yuǎn),地質(zhì)災(zāi)害防治條例實(shí)施手冊(cè).合肥:安徽文化音像出版社,2004年
我叫**,是**級(jí)**班的學(xué)生,我的論文題目是《露天礦坑端幫陡傾巨厚鐵礦體開采誘發(fā)邊坡變形破壞規(guī)律預(yù)測(cè)》。論文是在徐能雄導(dǎo)師的悉心指點(diǎn)下完成的,在這里我向我的導(dǎo)師表示深深的謝意,向各位老師不辭辛苦參加我的論文答辯表示衷心的感謝,并對(duì)三年來(lái)我有機(jī)會(huì)聆聽教誨的各位老師表示由衷的敬意。
下面我將本論文設(shè)計(jì)的目的和主要內(nèi)容向各位老師作一匯報(bào),懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指導(dǎo)。
首先,我想談?wù)勥@個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的目的和意義。
一般而言,對(duì)于礦體延伸較深、覆蓋層不厚、具有中厚或厚大的急傾斜礦床的礦山,初期采用露天開采,具有投產(chǎn)快、初期建設(shè)投資少等優(yōu)點(diǎn);但隨著露天幵采的不斷加深后,因受到經(jīng)濟(jì)效益和開采技術(shù)的制約,將由露天開采向地下幵采過(guò)渡,并最終轉(zhuǎn)入地下開采。隨著淺居礦產(chǎn)資源日益缺乏和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻,露天轉(zhuǎn)地下開采己成釆礦業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之一。
在露天轉(zhuǎn)地下的過(guò)渡期內(nèi),為了最大限度的回收資源和提高經(jīng)濟(jì)效益,掛幫礦將被開釆。掛幫礦是露天開釆境界外、暴露在露天邊坡中的殘留礦體,一般可占其總儲(chǔ)量的5%~16%.露天幵采時(shí)期的大規(guī)模開釆,會(huì)對(duì)露天礦坑周圍巖體造成較大的應(yīng)力擾動(dòng),局部產(chǎn)生應(yīng)力集中,形成的高陸邊坡一般處于極限平衡狀態(tài)。
在露天開采結(jié)束后,掛幫開釆將破壞巖體內(nèi)部原有的力學(xué)平衡狀態(tài),形成更為復(fù)雜的次生應(yīng)力場(chǎng),引起邊坡圍巖的進(jìn)一步變形和破壞,甚至造成崩塌滑坡和采空區(qū)圍巖變形破壞等地質(zhì)災(zāi)害。陸傾鐵礦崩落法開采的地表沉陷規(guī)律是困擾礦山設(shè)計(jì)、施工與開采、安全生產(chǎn)的重要問(wèn)題。
掛幫開采以及露天轉(zhuǎn)地下開采過(guò)程中,邊坡和地下巖層共同變形、相互影響,引發(fā)的地壓活動(dòng)規(guī)律與單一開釆模式有很大不同,造成的邊坡和地下釆場(chǎng)失穩(wěn)破壞情況更為復(fù)雜和嚴(yán)重。因此,金屬礦山陡傾礦體掛幫開采誘發(fā)礦坑邊坡變形破壞規(guī)律的預(yù)測(cè)研宄是十分重要的課題。
其次,我想談?wù)勥@篇論文的主要內(nèi)容。
本文利用 3DEC (3 Dimensional Distinct Element Code),以眼前山鐵礦露天礦坑?xùn)|端幫邊坡為研宄對(duì)象,對(duì)眼前山鐵礦掛幫開采引起露天礦高陸邊坡變形破壞進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,揭示露天轉(zhuǎn)地下過(guò)渡期開釆產(chǎn)生的邊坡變形破壞的規(guī)律,為金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下安全生產(chǎn)提供一個(gè)科學(xué)的參考。
本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
(1)建立考慮復(fù)雜地質(zhì)界面與節(jié)理分布特征的礦區(qū)三維地質(zhì)模型和離散元計(jì)算模型。
(2)確定數(shù)值計(jì)算所需的巖體與節(jié)理的力學(xué)參數(shù),并驗(yàn)證其有效性。
(3)對(duì)露天礦坑端幫開釆誘發(fā)的邊坡變形破壞規(guī)律迸行預(yù)測(cè),揭示不同開釆階段邊坡變形破壞的特征及影響范圍。
【關(guān)鍵詞】:預(yù)應(yīng)力錨索;高速公路;高邊坡工程;應(yīng)用
中圖分類號(hào): U412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.引言
近年來(lái)預(yù)應(yīng)力錨索施工在高速公路高邊坡工程中的應(yīng)用使其可以在地質(zhì)條件十分復(fù)雜的情況下發(fā)揮作用。本技術(shù)特別是適用于巖石、砂性土、砂性粘土類的高邊坡加固工程。對(duì)大斷層、古滑坡、破碎帶等地質(zhì)有著比較好的整治效果,有著明顯的經(jīng)濟(jì)效果。也能應(yīng)用在地下工程的地層加固、預(yù)支護(hù)等工程當(dāng)中。本文就預(yù)應(yīng)力錨索施工在高速公路高邊坡防護(hù)中的具體應(yīng)用作簡(jiǎn)要的分析。
二.工藝原理
當(dāng)施工開挖高速公路后對(duì)自然應(yīng)力產(chǎn)生了重大的改變,這是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的最直接原因。預(yù)應(yīng)力錨索的一端和工程結(jié)構(gòu)物質(zhì)連接,而另一端則錨固在地基的巖層或土層當(dāng)中,用以承受結(jié)構(gòu)物的拉拔力、上拉力以及土壓力,它利用地層的錨固力作用于地梁從而使得邊坡穩(wěn)定。
當(dāng)錨索完成注漿之后,和地基膠結(jié)在一起,此外加上局部的漿液擴(kuò)散到地層裂隙當(dāng)中,相應(yīng)的增加了地基的摩阻系數(shù),更加利于傳遞預(yù)應(yīng)力錨索的抗拔力。錨索在進(jìn)行張拉后,在錨索的長(zhǎng)度值范圍之內(nèi)巖層擠壓,大大增加了巖層板間的摩擦阻力,導(dǎo)致?lián)隙群蛢?nèi)應(yīng)力變小,也增加了錨索范圍值內(nèi)巖體的整體抗彎壓能力。相鄰的錨索錐體由于壓縮而相互重疊,產(chǎn)生一定厚度的連續(xù)壓縮帶,使無(wú)粘結(jié)力的碎石體能夠承受相當(dāng)負(fù)荷的重量,主要表現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力錨索的擠壓加固作用。
三.預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)
施工技術(shù)流程(見圖1)。
四.施工技術(shù)、注意事項(xiàng)及相關(guān)問(wèn)題處理
1.預(yù)應(yīng)力錨索的施工技術(shù)
預(yù)應(yīng)力錨索施工主要包括下索、鉆孔、制作錨索、注漿、張拉鎖定與封錨等。
下索:用人力分為多點(diǎn)將錨索塞入到錨孔中。
鉆孔:對(duì)錨索孔的成孔需要使用以壓縮空氣為動(dòng)力的潛孔沖擊鉆機(jī)或者土質(zhì)地層專用鉆機(jī),從而確保不加水成孔,并且滿足設(shè)計(jì)的孔徑、鉆孔角度、鉆孔深度等要求。在進(jìn)行施工時(shí)要確保鉆孔深度比設(shè)計(jì)錨索孔長(zhǎng)0.5m。
制作錨索:對(duì)經(jīng)過(guò)認(rèn)真審查而符合規(guī)范的鋼絞線,應(yīng)按照錨索的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度再加上1.5m,按照設(shè)計(jì)所要求的根數(shù)在特殊的支架上來(lái)編制錨索。對(duì)每根鋼絞線進(jìn)行涂防護(hù)油,并且使用外套內(nèi)徑值為2.0cm的PVC管來(lái)作為預(yù)應(yīng)力的失效部分,對(duì)錨固段使用特定制作的緊箍件、擴(kuò)張環(huán)按1m的間距來(lái)進(jìn)行定位并且外裹鐵網(wǎng)。在實(shí)施本工序過(guò)程中要嚴(yán)格使用止水材料或粘膠帶來(lái)封堵錨同段與自由段的分界處。此外在成索的過(guò)程中一定要預(yù)先埋設(shè)注漿管。
注漿:在安放好錨索后應(yīng)及時(shí)注漿,錨孔注漿采取水灰比為0.45的純水泥漿一次性注漿與多次高壓補(bǔ)漿來(lái)完成。在進(jìn)行首次注漿時(shí)應(yīng)采用水下注漿法,也就是通過(guò)注漿管從孔底開始進(jìn)行注漿。將孔內(nèi)殘留物以及滲水排出到孔外,直到孔口溢出漿液,進(jìn)而確保灌漿的質(zhì)量。在完成預(yù)應(yīng)力張拉后,再通過(guò)錨墊板補(bǔ)漿孔來(lái)進(jìn)行多次的高壓補(bǔ)漿,保證漿液對(duì)錨索完全有效的包裹。
張拉鎖定:等到注漿體以及地梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度,用標(biāo)定過(guò)的張拉設(shè)備對(duì)各錨索鋼鉸線實(shí)施張拉。
封錨:在完成張拉之后,在確保留有8~10cm鋼絞線頭外,應(yīng)切除多余的部分,并進(jìn)行特殊防銹處理,最后對(duì)錨端頭實(shí)施封端處理。
2.施工過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)
由上述預(yù)應(yīng)力錨索施工的工作原理能夠看出,錨索預(yù)應(yīng)力鋼絞線按照設(shè)計(jì)要求的張拉到設(shè)計(jì)的噸位持荷是實(shí)施本防護(hù)工程措施的重點(diǎn)。通過(guò)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐工作對(duì)下面幾點(diǎn)實(shí)施嚴(yán)格的控制。
工序的組織安排必須要緊湊:多級(jí)邊坡遵循從上至下的施工防護(hù)步驟。在安排施工方面應(yīng)該精心組織,保證工序銜接的緊湊,并且在每開挖出一級(jí)邊坡后,即行施工,盡量避免高邊坡開挖后長(zhǎng)期曝曬,尤其是在雨季時(shí)節(jié)。
選擇鉆孔機(jī)型,滿足干鉆作業(yè)的需要:應(yīng)結(jié)合不同地質(zhì)層的結(jié)構(gòu)類型、深度、成孔的直徑以及現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)條件來(lái)選擇使用鉆孔設(shè)備。機(jī)具在進(jìn)行工作時(shí)要確保干鉆,堅(jiān)決杜絕在鉆井中加水用以加快鉆井的速度等。常見的風(fēng)動(dòng)干鉆技術(shù)的機(jī)型有:MG50型、K2J.100型、潛孔鉆機(jī)Q25―100型等。
準(zhǔn)確進(jìn)行放樣孔位,做好鉆井的詳細(xì)記錄:在已經(jīng)成型并且經(jīng)整修滿足需要的高邊坡上,按照設(shè)計(jì)的參數(shù)來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定放孔位置能夠確保每根預(yù)應(yīng)力錨索支固邊坡土體的應(yīng)力區(qū)間。考慮到鉆孔機(jī)具在高邊坡施工中所搭設(shè)的支架平臺(tái)上展開工作,而滿足動(dòng)荷作用下的平臺(tái)穩(wěn)定性也是確保正常鉆機(jī)、成孔角度的―個(gè)重要因素。
在施工過(guò)程中,必須要詳細(xì)記錄鉆孔過(guò)程中的進(jìn)度情況,以便在實(shí)施后續(xù)注漿時(shí)來(lái)作為參考。
勻速持壓注漿:以孔口的反冒漿來(lái)作為注漿飽滿的依據(jù)。同時(shí)應(yīng)確??卓谘a(bǔ)漿的到位。
地梁密實(shí),混凝土表面力求美觀、亮潔:對(duì)處在坡率l:0.5~1的邊坡澆筑的地梁混凝土,施工起來(lái)尤為不便,因此在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)管理,保證地梁內(nèi)實(shí)與外美。
做好地梁間坡面防護(hù)工作:對(duì)于已經(jīng)完成預(yù)應(yīng)力錨索施工的坡面,要盡快采用7.5#漿砌片石將地梁間坡面作封面,避免雨水浸蝕地梁、沖刷坡面。
3.施工過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的處理辦法
退鉆困難:在施工過(guò)程中可能會(huì)遇到成孔之后出現(xiàn)退鉆困難的情況,通常可以采取強(qiáng)風(fēng)出渣進(jìn)退轉(zhuǎn)桿的方法來(lái)進(jìn)行處理。
虧坡和坡面溶洞:由于邊坡開挖虧坡和坡面溶洞顯露在邊坡上,為了確保地梁澆注緊密著張拉和邊坡的需要,通常采取回填片石灌漿、填塞澆注混凝土、漿砌片石等方法來(lái)進(jìn)行處理。
地質(zhì)條件的變化:對(duì)于實(shí)際地質(zhì)條件的變化情況,應(yīng)該及時(shí)上報(bào),專題研究解決。
下索困難:在較大裂縫部位出現(xiàn)下索困難或成孔經(jīng)過(guò)溶洞時(shí),應(yīng)該使用長(zhǎng)直鋼管越過(guò)這些部位來(lái)過(guò)渡,再行通過(guò)鋼管下索。有時(shí)也會(huì)因?yàn)楸Wo(hù)成孔口不慎,導(dǎo)致落物下索的受阻,針對(duì)這種情況應(yīng)該采用機(jī)原位,開鉆清孔來(lái)進(jìn)行解決。
注漿不滿:裂縫、巖溶發(fā)育部位,按照正常注漿量孔口仍然沒(méi)有出現(xiàn)冒漿,有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)超設(shè)計(jì)注漿量幾倍用量的情況。為此在注漿之前要依據(jù)各鉆孔的記錄資料加以反映,除了做好水泥用量提前供應(yīng)之外,還應(yīng)該通過(guò)探察鋼筋,對(duì)于錨固端是采取持續(xù)不斷的注漿方案來(lái)進(jìn)行解決,而對(duì)自由端則可以采用下鋼管套來(lái)進(jìn)行注漿,從而減少超量注漿的發(fā)生。
五.結(jié)束語(yǔ)
錨固工程施工因?yàn)楣ば蚨啵矣侄嗍墙徊孀鳂I(yè),因此要協(xié)調(diào)好各工序的施工場(chǎng)地和作業(yè)時(shí)間。每個(gè)作業(yè)組應(yīng)該把責(zé)任崗位落實(shí)到每一個(gè)人,從而有利于各個(gè)工序的銜接與協(xié)調(diào),確保工程質(zhì)量和進(jìn)度。預(yù)應(yīng)力錨索在高速公路高邊坡工程中的應(yīng)用,對(duì)有效防止邊坡開挖產(chǎn)生臨空面,從而導(dǎo)致邊坡不穩(wěn)定有著十分明顯的效果。
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【關(guān)鍵詞】滑坡災(zāi)害,抗滑樁,邊坡工程,推廣應(yīng)用
Abstract: Landslide is one of the most common natural disaster in China, with its distribution of a wide range of devastating strong and caused tremendous damage to the human environment, not only a serious threat to life and property safety of the people of disaster areas, but also undermines the entire regionecological balance, resulting in a persistent ecological damage. Multiple natural disasters in China to strengthen disaster research, the objective requirements of economic development in China, but also to ensure the inevitable requirement of the people live and work. In recent years, China has a big stride in Landslide, anti-slide pile is one of the common means of governance, has been rapidly promoted in the slope engineering governance. However, due to the late start of China Landslide, anti-slide pile design and construction, there are still many shortcomings. This article, I will be from the angle of the landslide of natural disasters in China were analyzed and described the status of Chinese and foreign anti-slide pile slope engineering, and put forward recommendations in slope engineering applications of China's anti-slide pile.
Keywords: landslide hazard, piles, slope engineering, promote the use
中圖分類號(hào):U216.41+9.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一.前言
眾所周知,我國(guó)地形地貌多變,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,我國(guó)的山地丘陵總面積約占我國(guó)國(guó)土總面積的三分之二,加上氣候條件多變,各地區(qū)降水不均,少雨干旱地區(qū),巖體受物理風(fēng)化影響大,而在濕潤(rùn)多雨地區(qū),巖體受生物及化學(xué)風(fēng)化影響大,同時(shí)受地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌的影響增加了山體滑坡災(zāi)害發(fā)生的頻率。目前,隨著工程建設(shè)的大力發(fā)展,人類工程開始逐漸深入西部偏遠(yuǎn)山區(qū),鐵路修筑、水壩建造,、開礦打井等一系列工程勢(shì)必會(huì)面臨滑坡災(zāi)害,因此采用經(jīng)濟(jì)合理的治理手段,既可以減輕滑坡對(duì)施工的危害,又可以避免滑坡發(fā)生的頻率。所以,加強(qiáng)對(duì)滑坡的治理,加強(qiáng)對(duì)抗滑樁的設(shè)計(jì)施工的研究探討,是非常具有現(xiàn)實(shí)效益的。
二.抗滑樁在國(guó)內(nèi)外邊坡工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.早在20世紀(jì)三十年代,西方國(guó)家便開始利用抗滑樁解決一些邊坡工程問(wèn)題。而抗滑樁的應(yīng)用高峰期是在二戰(zhàn)以后,當(dāng)時(shí)一些西方國(guó)家正處于經(jīng)濟(jì)恢復(fù)發(fā)展時(shí)期,大量的工程建設(shè)開始起步,同時(shí)伴隨著工程建設(shè)的滑坡問(wèn)題也應(yīng)運(yùn)而生,于是,抗滑樁以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛運(yùn)用到滑坡治理中來(lái)。之后,隨著抗滑樁設(shè)計(jì)施工技術(shù)的深入研究,抗滑樁的設(shè)計(jì)理論逐步建立并取得了發(fā)展,伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,時(shí)至今日,國(guó)外很多國(guó)家的抗滑樁設(shè)計(jì)理論已經(jīng)很是完善,并逐漸形成了科學(xué)系統(tǒng),不斷研究出以錨索抗滑樁為代表的各種結(jié)構(gòu)的抗滑樁型式,有力的推動(dòng)了抗滑樁在邊坡工程中的廣泛運(yùn)用。
2.我國(guó)的抗滑樁應(yīng)用起步比較晚,第一次運(yùn)用是在二十世紀(jì)五十年代,當(dāng)時(shí)應(yīng)用于寶成鐵路滑坡治理中。直到二十世紀(jì)七十年代我國(guó)的抗滑樁理論開始初步建立,此后,隨著抗滑樁在工程應(yīng)用中的不斷發(fā)展,抗滑樁的設(shè)計(jì)理論也開始不斷的完善。但目前為止,我國(guó)抗滑樁的設(shè)計(jì)施工依然存在著很多缺陷,比如,設(shè)計(jì)計(jì)算模型忽視樁側(cè)摩阻力,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集不合理等等,這些缺陷在很大程度上導(dǎo)致了我國(guó)抗滑樁設(shè)計(jì)施工的不清晰,不確定。但從整體而言,我國(guó)絕大部分設(shè)計(jì)成果是成功,但也存在由于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或者設(shè)計(jì)參數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題而導(dǎo)致治理不當(dāng)?shù)睦印?/p>
三.抗滑樁基于對(duì)滑坡和巖土體的綜合考慮。
1.抗滑樁設(shè)置在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于彈性抗滑樁來(lái)講,樁在承受上部滑體的推力同時(shí),必然對(duì)上部土體或巖體產(chǎn)生反力,而該反力對(duì)樁后土體或巖體穩(wěn)定性的影響往往被人為忽略了,以至產(chǎn)生不安全因素。這種情況已然在無(wú)施工過(guò)程中被多次得到驗(yàn)證。右圖為滑坡的剖面分析圖,有助于加強(qiáng)對(duì)滑坡成因的直觀理解,為抗滑樁的設(shè)計(jì)施工奠定良好基礎(chǔ)。
2.不同的巖土體具有不同的特點(diǎn),其物理力學(xué)參數(shù)也不同,在進(jìn)行抗滑樁的設(shè)計(jì)施工時(shí)候,必須綜合考慮土體的物理力學(xué)參數(shù),保證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠性,保證設(shè)計(jì)過(guò)程的嚴(yán)密性。上表是抗滑樁和巖土體的物理力學(xué)參數(shù)。
四.各種抗滑樁型式運(yùn)用簡(jiǎn)析
1.變截面樁
一般抗滑樁為矩型樁,這種樁型對(duì)巖體滑坡、土體整體滑坡的支擋效果是很好的,也比較經(jīng)濟(jì)合理。但在滑坡體比較松散、強(qiáng)度較低的土體滑坡中,矩形抗滑樁治理成本費(fèi)較高。如果土體較為松散,在綜合分析滑坡形成特點(diǎn)和抗滑樁的承載力的基礎(chǔ)上,多可以采用異型抗滑樁的設(shè)計(jì)方案。如梯形截面抗滑樁。此種抗滑樁不但經(jīng)濟(jì),而且樁間土在推力作用下被擠密,能與樁一起形成一道樁土墻,從而提高樁同作用效果,對(duì)滑坡構(gòu)成有效支擋。
2.預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁
隨著治理滑坡的規(guī)模不斷擴(kuò)大,各種抗滑結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn),其中最為新型的抗滑結(jié)構(gòu)就是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通常利用鉆孔灌注或支模澆筑成樁。在樁上設(shè)置一排或多排錨索,并對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力,通過(guò)錨索將樁錨固在穩(wěn)定的基巖中,達(dá)到阻止邊坡滑動(dòng)的目的。目前該類樁已廣泛應(yīng)用于大、中型滑坡治理工程中。
五.關(guān)于抗滑樁在邊坡工程中應(yīng)用的建議
1.通過(guò)考慮樁同作用的原理提高抗滑樁的抗滑能力。
這種共同作用的效果很大程度上取決于樁前土體的抗滑力。這對(duì)于整體性較好的土體或巖體來(lái)說(shuō)主要是由樁前巖土體的強(qiáng)度決定的。即利用抗滑樁和巖土層錨桿相結(jié)合的支護(hù)方式代替單排樁或推樁,以使滑坡治理更經(jīng)濟(jì)、合理。
2.在某些工程中,可以根據(jù)實(shí)際狀況采取相對(duì)應(yīng)的措施。由于抗滑樁的懸臂較長(zhǎng),然而又不易設(shè)置錨索,使其受力很不合理。這時(shí)可以通過(guò)考慮將部分抗拉鋼筋用預(yù)應(yīng)力鋼絞線代替,樁底埋設(shè)錨梁,布設(shè)好鋼絞線,澆灌后通過(guò)后張法施加張應(yīng)力,增強(qiáng)樁體的力學(xué)強(qiáng)度,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。
3.在研究了關(guān)于推力樁和深埋樁的工作機(jī)理的基礎(chǔ)上,考慮在大型的滑坡治理中綜合運(yùn)用深埋樁和推力樁2種支護(hù)方式,發(fā)揮其各自的特點(diǎn),以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理的滑坡治理效果。由于邊坡問(wèn)題的復(fù)雜性以及工程規(guī)模的大型化,我們對(duì)滑坡真實(shí)的受力性能和工作機(jī)理,需要進(jìn)行更深入的研究和探討。
六.結(jié)束語(yǔ)
由于我國(guó)多山地多丘陵的地勢(shì)地貌,加上降水日曬等多種氣象因素和不科學(xué)施工等人為因素的影響,使得自然和人為的滑坡災(zāi)害日益頻繁,對(duì)工程和人類環(huán)境的影響也日益明顯。目前,抗滑樁是邊坡工程中最為有效的支檔方式之一,加強(qiáng)對(duì)抗滑樁設(shè)計(jì)施工的研究突破,并加以大力推廣運(yùn)用,必將很大程度上改變我國(guó)抗滑技術(shù)弱勢(shì)的局面。加強(qiáng)對(duì)抗滑樁技術(shù)應(yīng)用,可以為我國(guó)的生態(tài)文明建設(shè)增磚添瓦,促進(jìn)社會(huì)的和諧進(jìn)程。
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【關(guān)鍵詞】滑動(dòng)面 非均質(zhì)巖質(zhì)邊坡 滑坡
【Abstract】The reasonable determination of sliding surface is vital to the successful treatment of slope, especially to heterogeneous rocky slope which are more than 30 meters high. Such slope's sliding surface are usually made of several long broken lines,it's difficult to determine the potential sliding surface by exploratory methods.In practice,the orientation of sliding surface are usually assumed based on actual geological and prospecting data.Some possible miscalculation may reault in hidden danger.This paper introduces some thoughts on the reasonable determination of sliding surface in heterogeneous rocky slope treatment on the basis of living example for the referance to relevant people.
【Key words】Sliding surface;Heterogeneous rocky slope;Slide slope
1. 引言
滑動(dòng)面是邊坡巖土體在一定的邊界條件下形成的,隨著外部邊界條件的變化,滑動(dòng)面也會(huì)相應(yīng)的變化,邊坡治理中滑動(dòng)面分為已發(fā)生的滑動(dòng)面和潛在的滑動(dòng)面。目前滑坡處理廣泛采用的參數(shù)反演法 [1] [2] [3]、折減法 [4]、不平衡推力法 [5] [6],都是基于滑動(dòng)面確定的前提下進(jìn)行的,目前僅土質(zhì)邊坡的圓弧滑動(dòng)面可采用SLOPE/W法 [7]搜索確定,而對(duì)于大于30米的非均質(zhì)巖質(zhì)邊坡潛在滑動(dòng)面的客觀確定鮮有提及,本文從治理邊坡實(shí)例出發(fā),探討一下非均質(zhì)巖質(zhì)邊坡潛在滑動(dòng)面合理確定。
2. 邊坡工程地質(zhì)概況
(1)以黟(縣)-七(都)K3+394~+462段高邊坡位于路線右側(cè),最大坡高67m。邊坡地貌單元屬低山剝蝕地貌,地勢(shì)陡峻,地形坡度在40~60°之間,上陡下緩。該處地層巖性主要為牛屋組(Pt2n)板巖,風(fēng)化強(qiáng)烈,板理及裂隙發(fā)育,巖石破碎,薄層狀構(gòu)造,強(qiáng)風(fēng)化層巖芯呈碎塊~片狀,碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu),層厚2.40~13.20m;中等風(fēng)化巖芯呈塊狀~短柱狀,地層產(chǎn)狀195°∠70°,屬中硬巖,表層為松散碎石混粉土,碎石含量可占50~70%,粉土可塑狀態(tài),該層厚1.6~6.2m,如圖1所示。
(2)該邊坡原設(shè)計(jì)為矮擋墻支護(hù),運(yùn)營(yíng)一年多,于二00八年五月中旬產(chǎn)生滑坡滑體厚度1.60~6.20m,體積約為10000m3,滑坡體主要為碎石土,其中碎石占60%,低液限粘土占40%。滑坡堆積體及滑坡后緣坡體均存在進(jìn)一步滑動(dòng)的危險(xiǎn)性,屬活滑坡。
3. 邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)
根據(jù)邊坡勘察資料,本次滑坡沿風(fēng)化接觸面形成的淺層滑坡,滑坡體為松散碎石混粉土,坡面雨水下滲通道良好,在雨水作用物理力學(xué)性質(zhì)軟化明顯,在不利條件下,會(huì)誘發(fā)更大的滑坡,需及時(shí)治理。
3.1設(shè)計(jì)參數(shù)的選取。根據(jù)勘察資料正常工況下:重度取為20.5KN/m3,c為18KPa,為21°;根據(jù)滑坡帶物質(zhì)組成在暴雨工況下,碎石粉土:重度取為22.5KN/m3,c為6KPa,為21°;強(qiáng)風(fēng)化板巖:重度取為24KN/m3,c為50KPa,為21。
3.2模型的建立。 根據(jù)已經(jīng)產(chǎn)生滑坡的形態(tài)、地貌及坡體的工程地質(zhì)特性,為了增加下部坡體的穩(wěn)定性,確定第一級(jí)為原擋墻+坡率為1:1.75、高度為5米的人工邊坡,第二、三級(jí)坡坡率1:1,高度為8米,第四~六級(jí)為1:1,高度為10米,第七級(jí)為1:0.5,高度為10~12米,每級(jí)邊坡設(shè)2.0米寬的平臺(tái),進(jìn)行刷坡,最大坡高為67米,如圖2。
3.3剩余推力計(jì)算。
圖1地質(zhì)剖面圖 3.3.1刷方減載后,邊界條件發(fā)生變化后,滑動(dòng)面隨之發(fā)生變化。由于第三級(jí)邊坡開挖邊坡全部 進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化板巖中,為此我們將滑坡體分為上下兩個(gè)不穩(wěn)定體,形成兩個(gè)滑動(dòng)面。
3.3.2依據(jù)暴雨工況下的物理力學(xué)參數(shù),根據(jù)勘察資料確定的已發(fā)生滑坡的滑動(dòng)面,當(dāng)穩(wěn)定安全系數(shù)為1.2時(shí) [8],采用不平衡推力法:
Ti=FsWi sina i+ψiT i-1 -W i- cosa i tanφi-ciLi
ψi= cos(a i-1- a i )-sin(a i-1- a i ) tanφi (1)
ψi為傳遞系數(shù)
3.3.3上部碎石粉土不穩(wěn)定體的剩余下滑力為590KN/m,此外我們對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化板巖可能出現(xiàn)的深層滑動(dòng)進(jìn)行計(jì)算,如圖2所示,對(duì)應(yīng)潛在滑面2的剩余下滑力為80KN/m;對(duì)應(yīng)潛在滑面3的剩余下滑力為100KN/m;對(duì)應(yīng)潛在滑面3、4結(jié)合的剩余下滑力為330KN/m;對(duì)應(yīng)潛在滑面4的剩余下滑力為510KN/m;可見強(qiáng)風(fēng)化板巖中,在固定的邊界條件下,只有滑面4的形態(tài)接近客觀的潛在的滑動(dòng)面,基于此,不斷微調(diào)滑面4的形態(tài),直至找出最大的剩余下滑力,本次邊坡治理采用滑面1、4對(duì)應(yīng)的剩余下滑力,進(jìn)行邊坡處置。
圖2潛在滑面搜索過(guò)程及邊坡治理圖3.4邊坡治理。
(1)上部不穩(wěn)定體中,由于滑面1較陡,抗滑樁效果甚微,滑坡體會(huì)從抗滑樁頂滑出,滑面4較厚,錨桿無(wú)法進(jìn)入穩(wěn)定地層,基于上述因素,本次邊坡治理采用錨索方案:
(2)對(duì)應(yīng)滑面1的下滑力,第4、5、6級(jí)邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索框架,根據(jù)間距、排數(shù)、傾角,每個(gè)錨索的設(shè)計(jì)抗拔力至少要達(dá)到25噸,根據(jù)勘察資料所提供的錨固體與巖石的錨固強(qiáng)度,所需的錨固段長(zhǎng)度在13米左右,初定錨索總長(zhǎng)度17米,但對(duì)于深層潛在滑動(dòng)面4的剩余下滑力而言,其錨固長(zhǎng)度需大于9.5米,自由端為10米,錨索總長(zhǎng)至少需要19.5米,可見,僅按照滑面1來(lái)治理邊坡,本邊坡深層滑動(dòng)的需要無(wú)法滿足,無(wú)法從整體上保證邊坡的穩(wěn)定,給工程帶來(lái)隱患。
(3)考慮巖體風(fēng)化界限的不確定性,結(jié)合計(jì)算情況,確定本邊坡的治理方案為:第四到六級(jí)坡均采用錨索框架,每片框架由三根豎肋和三道橫梁連接而成,在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置錨索鎖固,每束錨索由3根15.24鋼筋制成,設(shè)計(jì)荷載280KN,張拉鎖定荷載300KN,對(duì)應(yīng)滑動(dòng)面1而言,第五、六級(jí)錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度20m,錨固段長(zhǎng)度15米,第四級(jí)錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度17m,錨固段長(zhǎng)度12米。本邊坡經(jīng)過(guò)6年多的運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn),穩(wěn)定性良好。
4. 結(jié)束語(yǔ)
(1)滑動(dòng)面不是一成不變的,而是隨著巖土體邊界條件的變化而改變。
(2)對(duì)于一個(gè)高邊坡來(lái)講,其潛在的滑動(dòng)面很多 [9],因此,高邊坡治理必須考慮深層潛在滑動(dòng)面的穩(wěn)定性,對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體的潛在滑動(dòng)面,必須在一定的邊界條件下,多次模擬形態(tài),找出規(guī)律,最終找到最危險(xiǎn)的潛在滑動(dòng)面,從已經(jīng)產(chǎn)生的滑動(dòng)面、最危險(xiǎn)的潛在滑動(dòng)面兩方面出發(fā),進(jìn)行邊坡的治理,做到一次根治,不留后患。
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【關(guān)鍵詞】公路邊坡,邊坡失穩(wěn),原因分析,對(duì)策探討
中圖分類號(hào): U416.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、前言
隨著公路等級(jí)的不斷提高,公路邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象日益受到重視。為了在公路交通建設(shè)中應(yīng)用可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,在保障公路暢通的同時(shí),應(yīng)靈活采用不同的邊坡失穩(wěn)防護(hù)形式,延長(zhǎng)公路的使用壽命,恢復(fù)因修建公路破壞的生態(tài)平衡,對(duì)公路邊坡失穩(wěn)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)、正確治理,把邊坡失穩(wěn)造成的危害降低到最低限度。
二、公路邊坡失穩(wěn)的因素分析
1.公路建設(shè)的土石方工程階段是破壞原地貌植被、棄土、棄石的集中時(shí)期,工程用土范圍內(nèi)原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或喪失,并為水土流失發(fā)生、發(fā)展提供了大量易沖蝕的松散堆積物。路基邊坡開挖、填筑使原有地表植被被破壞.形成大面積坡面.表土層抗蝕能力減弱.水土流失加?。畯亩鴮?dǎo)致邊坡失穩(wěn)的機(jī)率增大。
2.水是導(dǎo)致路基邊坡失穩(wěn)破壞的重要因素。在公路日常養(yǎng)護(hù)管理工作中,必須充分重視路基排水工作。特別是砂性土路堤,如果水分滲入路基土體使路堤過(guò)濕.過(guò)大的含水量將嚴(yán)重降低其內(nèi)摩擦力.降低路基強(qiáng)度.一旦遭遇雨水沖刷或滲透,極易形成水毀。對(duì)于粘性土來(lái)說(shuō)也是如此.過(guò)大的含水量也會(huì)大大降低其粘聚力和內(nèi)摩擦力,形成邊坡病害。此外,如平時(shí)沒(méi)有對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行定期的檢查和維修.定時(shí)進(jìn)行清理和疏通:汛期沒(méi)有進(jìn)行巡查,及時(shí)排除堵塞,保持水流的通暢:遇到小規(guī)模的滑坡沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行處理等,都有可能造成大規(guī)模的邊坡失穩(wěn)。
3.設(shè)計(jì)中對(duì)滑坡路段巖士f生質(zhì)認(rèn)識(shí)不足,設(shè)計(jì)邊坡率過(guò)陡。施工中未根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施,塹坡仍按原設(shè)計(jì)坡率開挖,邊坡過(guò)高過(guò)陡,難以保證自身穩(wěn)定。邊坡開挖后,未及時(shí)進(jìn)行防護(hù),長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中,致使風(fēng)化、沖刷嚴(yán)重。
三、加強(qiáng)公路邊坡失穩(wěn)的治理技術(shù)分析
1.植物防護(hù)措施
植物防護(hù)以成活的植物作為路基防護(hù)的材料,通過(guò)植物的葉、莖和根系與被保護(hù)土體的共同作用,在擬保護(hù)的路基部位,形成有生命的保護(hù)層;是一種積極、有生命的防護(hù)措施。采用鋪草皮、種草形式,利用植被對(duì)邊坡的覆蓋作用、植物根系對(duì)邊坡的加固作用,保護(hù)路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷。植物防護(hù)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)、含水量等因素,選用易于成活、便于養(yǎng)護(hù)、經(jīng)濟(jì)的植物類種。植物覆蓋對(duì)地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植被根系能與土層密切結(jié)合,盤根錯(cuò)節(jié),使地表層土壤形成不同深度牢固的穩(wěn)定層,從而有效地穩(wěn)定土層,阻擋沖刷和坍塌。
2.擋土墻與抗滑樁
擋土墻是一種能夠抵抗側(cè)向土壓力,防止墻后土體坍塌和增加其穩(wěn)定性的建筑物。在公路工程中,可用以支撐路堤或路塹邊坡、隧道洞口、防止水流沖刷路基,同時(shí)也常被用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。
抗滑樁是整個(gè)邊坡治理過(guò)程中最為常見,也是最為有效,最為經(jīng)濟(jì)的邊坡治理工程構(gòu)筑方法之一。在筆者多年的公路施工和養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),抗滑樁多是依靠錨固在邊坡滑床上的樁型構(gòu)筑物,在特定的情況下,當(dāng)受到外力的時(shí)候,樁前土?xí)?duì)滑坡下滑力產(chǎn)生抗力,如此,可以很大程度的阻止整個(gè)滑坡的下滑。由于其操作簡(jiǎn)單,施工方便,經(jīng)濟(jì)合理,因而在邊坡治理過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.做好排水工作
(一)地表排水
邊溝: 設(shè)置在挖方路基的路肩外測(cè),用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路堆的少量地面水。排水溝: 用以引出路基附近低洼處積水的人工溝渠。跌水與急流槽: 設(shè)置于需要排水、高差較大而距離較短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消減水的能量。急流槽多用于涵洞的進(jìn)出水口,或在特殊情況下,截水溝流向邊溝的地段。
(二)地下排水
滲溝: 滲溝對(duì)排水路基邊坡下滲水、裂隙水具有顯著效果,也可降低路基兩側(cè)的地下水位。支撐式滲溝: 支撐式滲溝主要設(shè)計(jì)在路基邊坡體裂隙水發(fā)育明顯,且出現(xiàn)多個(gè)滲出點(diǎn),往以帶狀、面狀發(fā)育的坡面,由于其水富豐、分布分散,通過(guò)設(shè)置“Y”型支撐式滲溝,可有效收集邊坡一定范圍的滲水,并及時(shí)排出,對(duì)保證邊坡穩(wěn)定、保持邊坡體強(qiáng)度具有一定作用,從而保證邊坡穩(wěn)定。傾斜式排水管: 在多雨地區(qū),往往邊坡水在一定的深度內(nèi)大范圍分布,若不及時(shí)排水,長(zhǎng)期儲(chǔ)存在路基邊坡體內(nèi),影響邊坡體的巖、土強(qiáng)度,不利于邊坡穩(wěn)定,該情況下,可通過(guò)設(shè)置深層的帶孔排水管,必要式可采用上下交錯(cuò)布設(shè),可有克服支撐滲溝深度不足的缺點(diǎn),將深層水排水。大孔徑排水管( 溝) : 該種情況多用于泉眼式滲水,在多雨地區(qū),部分泉眼雨季水量較大,采用傾斜式排水孔很難及時(shí)排除水流,往往造成邊坡明顯的沖刷。這種情況下采用加大孔徑的混凝土排水管( 溝) 具有較為明顯效果。
4.做好邊坡的施工設(shè)計(jì)工作
在進(jìn)行邊坡防治過(guò)程中,如果遇到一些性質(zhì)十分復(fù)雜的很大規(guī)模的滑坡,一般情況下,要盡力的避開,或者是繞道。如果無(wú)法避開時(shí)候,要在綜合考慮滑坡規(guī)模,治理費(fèi)用等多方面的因素的基礎(chǔ)上,做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
如果是一些滑坡速度相對(duì)而言比較緩慢的滑坡,要堅(jiān)持從全局出發(fā),做出全面的防治規(guī)劃,要對(duì)每期工程的治理效果都做出觀測(cè),針對(duì)其中存在的不足和缺陷采取有效的治理改進(jìn)措施。針對(duì)一些滑動(dòng)速度迅猛的滑坡,要啟動(dòng)緊急治理方案,進(jìn)行迅速有效的治理。如果是一些中小型的滑坡,在治理過(guò)程中,無(wú)需避開或者是繞道,一般而言,要結(jié)合滑坡的具體情況和工程施工的方案設(shè)計(jì),對(duì)路線位置稍微的做出合理的調(diào)整,如此,可以達(dá)到施工治理簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)方便的目的。
整治滑坡之前,一般應(yīng)先做好臨時(shí)排水系統(tǒng),以減緩滑坡的發(fā)展,然后針對(duì)引起滑坡滑動(dòng)的主要因素,采取相應(yīng)的措施三,公路邊坡治理技術(shù)根據(jù)自身幾年的公路工程設(shè)計(jì)、配合施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,通過(guò)單一的防治措施很難達(dá)到預(yù)期效果。公路深路塹邊坡的理治一般通過(guò)加強(qiáng)錨固、設(shè)置支擋、加強(qiáng)坡面排水等方面進(jìn)行治理設(shè)計(jì),可以得到效果的效果。
一般來(lái)說(shuō)重點(diǎn)做坡腳加固,強(qiáng)化腰部即邊坡中部的巖體變化處,明顯地質(zhì)構(gòu)造面等加固措施; 同時(shí),防止坡面地表水沖刷路基邊坡,滲入邊坡土體,使邊坡體 C、Φ 值降低,加大土體自重,增加下滑力; 再者,若地坡體有地下水、裂隙水滲出也將對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生一定景影響。
四、結(jié)束語(yǔ)
伴隨著我國(guó)交通的迅速發(fā)展,覆蓋全國(guó)的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)正逐漸形成,公路工程施工規(guī)模逐漸擴(kuò)大,所面臨的工程施工地質(zhì)地貌等自然條件也更為復(fù)雜,在公路工程施工過(guò)程中,各種類型的公路邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象都逐漸出現(xiàn),加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的定量定性分析,加強(qiáng)邊坡失穩(wěn)的預(yù)防治理工作,已經(jīng)是整個(gè)公路建設(shè)施工,養(yǎng)護(hù)中的重要環(huán)節(jié),在整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中得到了更多的關(guān)注。因而,在進(jìn)行公路工程施工管理過(guò)程中,要不斷完善邊坡穩(wěn)定性分析方式,探究邊坡防治的有效措施,通過(guò)分析各種類型的邊坡失穩(wěn)產(chǎn)生的原因,采取有效的處理措施,不斷采用先進(jìn)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備,預(yù)防邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn),提高邊坡的治理水平,保證整個(gè)公路建設(shè)的質(zhì)量,促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)的健康快速發(fā)展。
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