引论:我们为您整理了13篇高边坡设计论文范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。
篇1
2.1基于过程模拟与控制的高边坡稳定性评价及灾害控制方法研究
高边坡岩土体具有地质体所具备的地质过程特性,对岩石进行的高边坡稳定性评价的主要目的就是对边坡变形破坏的过程以及机制进行阐述,并且基于地心力学来对问题进行刻画,实际上这种对岩石高边坡进行的稳定性评价更具体说来应该是一个变形稳定性的问题。对变形稳定性的分析是指对高边坡的变形以及相关的破坏情况、破坏机制进行研究,并且结合数学、力学以及计算机技术,利用数值模拟的方法来对边坡变形的过程进行模拟演示,并且对变形过程进行控制,基于这种模拟研究的结果对边坡的稳定性进行相关评价。变形稳定性分析的过程是在对应力环境、变形特征、破坏模式、潜在滑面位置进行模拟分析的基础上进行的,但目前对于稳定性系数以及推力值的估计还缺乏足够的理论支持,没有形成一个成熟、准确的计算方法。
2.2重点高边坡稳定性评价
对需要重点进行研究的边坡要随时进行施工跟踪,要注意对实际施工中遇到的岩体结构以及边坡变形的情况进行足够精确、细致的描述,并且要积极收集边坡以及施工过程中的反馈信息,对具体的坡体情况进行分析,根据上述资料以及研究分析,来建立相应的地质模型来反映控制性结构面空间展布特征,并且要根据具体边坡结构的实际特征来进行计算方法的选择,用来研究边坡变形的破坏模式以及稳定性情况。土质边坡、散体结构以及破裂结构边坡的稳定性大多都会受到最大剪应力面的控制,因此,对这类边坡的边坡开挖过程进行研究分析,就要在对潜在滑动面的位置的判断基础之上进行,并且根据强度稳定性分析来对相应的边坡稳定性进行评价,为支护设计的优化提高有效的参数。
2.3重点高边坡支护优化设计
在对边坡支护进行优化中,要由对变形破坏的过程进行模拟来研究边坡开挖过程的不同变形阶段,由地质体所处的演化阶段以及变形破坏机制来对支护方案进行筛选,要按照具体的规范标准来进行静力学设计,要按照数值模拟的结果来研究地质体以及治理工程结构之间的相互作用,并由此来进行方案的优化设计。高边坡优化设计要建立在精准的地质模型的基础上,利用控制过程技术来完成,而且还需要特别关注边坡的稳定性评价,根据原有的设计方案进行改进。边坡优化要注意变形控制以及灾害控制,要将采用适宜的支护措施来是变形控制在允许范围之内,要结合反馈信息以及稳定性分析结果来进行有针对性的优化。
篇2
Keywords: landslide hazard, piles, slope engineering, promote the use
中图分类号:U216.41+9.1文献标识码: A 文章编号:
一.前言
众所周知,我国地形地貌多变,地质构造复杂,我国的山地丘陵总面积约占我国国土总面积的三分之二,加上气候条件多变,各地区降水不均,少雨干旱地区,岩体受物理风化影响大,而在湿润多雨地区,岩体受生物及化学风化影响大,同时受地质构造和地形地貌的影响增加了山体滑坡灾害发生的频率。目前,随着工程建设的大力发展,人类工程开始逐渐深入西部偏远山区,铁路修筑、水坝建造,、开矿打井等一系列工程势必会面临滑坡灾害,因此采用经济合理的治理手段,既可以减轻滑坡对施工的危害,又可以避免滑坡发生的频率。所以,加强对滑坡的治理,加强对抗滑桩的设计施工的研究探讨,是非常具有现实效益的。
二.抗滑桩在国内外边坡工程中的应用现状
1.早在20世纪三十年代,西方国家便开始利用抗滑桩解决一些边坡工程问题。而抗滑桩的应用高峰期是在二战以后,当时一些西方国家正处于经济恢复发展时期,大量的工程建设开始起步,同时伴随着工程建设的滑坡问题也应运而生,于是,抗滑桩以其独特的优势被广泛运用到滑坡治理中来。之后,随着抗滑桩设计施工技术的深入研究,抗滑桩的设计理论逐步建立并取得了发展,伴随着经济的发展,时至今日,国外很多国家的抗滑桩设计理论已经很是完善,并逐渐形成了科学系统,不断研究出以锚索抗滑桩为代表的各种结构的抗滑桩型式,有力的推动了抗滑桩在边坡工程中的广泛运用。
2.我国的抗滑桩应用起步比较晚,第一次运用是在二十世纪五十年代,当时应用于宝成铁路滑坡治理中。直到二十世纪七十年代我国的抗滑桩理论开始初步建立,此后,随着抗滑桩在工程应用中的不断发展,抗滑桩的设计理论也开始不断的完善。但目前为止,我国抗滑桩的设计施工依然存在着很多缺陷,比如,设计计算模型忽视桩侧摩阻力,设计数据采集不合理等等,这些缺陷在很大程度上导致了我国抗滑桩设计施工的不清晰,不确定。但从整体而言,我国绝大部分设计成果是成功,但也存在由于设计数据或者设计参数出现问题而导致治理不当的例子。
三.抗滑桩基于对滑坡和岩土体的综合考虑。
1.抗滑桩设置在边坡支护设计时,对于弹性抗滑桩来讲,桩在承受上部滑体的推力同时,必然对上部土体或岩体产生反力,而该反力对桩后土体或岩体稳定性的影响往往被人为忽略了,以至产生不安全因素。这种情况已然在无施工过程中被多次得到验证。右图为滑坡的剖面分析图,有助于加强对滑坡成因的直观理解,为抗滑桩的设计施工奠定良好基础。
2.不同的岩土体具有不同的特点,其物理力学参数也不同,在进行抗滑桩的设计施工时候,必须综合考虑土体的物理力学参数,保证设计数据的可靠性,保证设计过程的严密性。上表是抗滑桩和岩土体的物理力学参数。
四.各种抗滑桩型式运用简析
1.变截面桩
一般抗滑桩为矩型桩,这种桩型对岩体滑坡、土体整体滑坡的支挡效果是很好的,也比较经济合理。但在滑坡体比较松散、强度较低的土体滑坡中,矩形抗滑桩治理成本费较高。如果土体较为松散,在综合分析滑坡形成特点和抗滑桩的承载力的基础上,多可以采用异型抗滑桩的设计方案。如梯形截面抗滑桩。此种抗滑桩不但经济,而且桩间土在推力作用下被挤密,能与桩一起形成一道桩土墙,从而提高桩同作用效果,对滑坡构成有效支挡。
2.预应力锚索抗滑桩
随着治理滑坡的规模不断扩大,各种抗滑结构不断出现,其中最为新型的抗滑结构就是预应力锚索抗滑桩结构。该结构通常利用钻孔灌注或支模浇筑成桩。在桩上设置一排或多排锚索,并对锚索施加预应力,通过锚索将桩锚固在稳定的基岩中,达到阻止边坡滑动的目的。目前该类桩已广泛应用于大、中型滑坡治理工程中。
五.关于抗滑桩在边坡工程中应用的建议
1.通过考虑桩同作用的原理提高抗滑桩的抗滑能力。
这种共同作用的效果很大程度上取决于桩前土体的抗滑力。这对于整体性较好的土体或岩体来说主要是由桩前岩土体的强度决定的。即利用抗滑桩和岩土层锚杆相结合的支护方式代替单排桩或推桩,以使滑坡治理更经济、合理。
2.在某些工程中,可以根据实际状况采取相对应的措施。由于抗滑桩的悬臂较长,然而又不易设置锚索,使其受力很不合理。这时可以通过考虑将部分抗拉钢筋用预应力钢绞线代替,桩底埋设锚梁,布设好钢绞线,浇灌后通过后张法施加张应力,增强桩体的力学强度,以达到经济合理的目的。
3.在研究了关于推力桩和深埋桩的工作机理的基础上,考虑在大型的滑坡治理中综合运用深埋桩和推力桩2种支护方式,发挥其各自的特点,以达到安全、经济、合理的滑坡治理效果。由于边坡问题的复杂性以及工程规模的大型化,我们对滑坡真实的受力性能和工作机理,需要进行更深入的研究和探讨。
六.结束语
由于我国多山地多丘陵的地势地貌,加上降水日晒等多种气象因素和不科学施工等人为因素的影响,使得自然和人为的滑坡灾害日益频繁,对工程和人类环境的影响也日益明显。目前,抗滑桩是边坡工程中最为有效的支档方式之一,加强对抗滑桩设计施工的研究突破,并加以大力推广运用,必将很大程度上改变我国抗滑技术弱势的局面。加强对抗滑桩技术应用,可以为我国的生态文明建设增砖添瓦,促进社会的和谐进程。
参考文献:
[1]刘德 抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年8期
[2]贾建胜 李运来 浅谈混凝土抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《西部探矿工程》 -2008年1期
篇3
1前 言
路基在公路工程施工中是一个十分重要的方面,其对公路工程的质量具有十分重要的影响。实践证明,通过加强对公路路基边坡防护的研究,可以有效地提高公路路基的施工质量,确保公路路基的安全性和可靠性。在对公路路基边坡的研究过程中,一定要考虑到影响边坡失稳的因素,从而对症下药,解决边坡的治理问题。因此,根据自己的多年施工经验的总结和研究,从公路路基边坡失稳的因素出发,研究边坡防护的原则以及具体的措施,希望对相关的领域的研究提供借鉴。
分析公路路基边坡防护的原则
2.1在公路路基边坡防护过程中,要坚持从工程地段的地质地貌条件出发,加强对滑坡做出科学合理的定性评价,在此过程中,再辅之以定量评价。
2.2要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡防护过程中,要从本地的地形地貌地质条件族从科学的分析,并对各种地质地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以让工程治理更为稳定,且一定程度上降低了工程的成本。
2.3在进行边坡防护过程中,要确保工程的安全性,实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件,做出科学合理的设计,并严格计算整个工程的安全系数。
分析公路路基边坡失稳的因素
3.1公路建设的土石方工程阶段是破坏原地貌植被、弃土、弃石的集中时期,工程用土范围内原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或丧失,并为水土流失发生、发展提供了大量易冲蚀的松散堆积物。路基边坡开挖、填筑是原有地表植被被破坏,形成大面积坡面,表土层抗蚀能力减弱,水土流失加剧,从而导致边坡失稳的机率增大。
3.2设计中对滑坡路段岩土性质认识不足,设计边坡率过陡。施工中未根据实际情况采取相应措施,堑坡仍按原设计破率开挖,边坡过高过陡,难以保证自身稳定。边坡开挖后,未及时进行防护,长时间暴露在大气中,致使风化、冲刷严重。
分析公路路基边坡防护技术
4.1混凝土挡墙:在高边坡加固中,混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式,这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题,进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土当强的设计时,应该充分考虑滑面的形状以及位置,从而选择适合的挡墙基础砌筑深度,此外,挡墙后面应该设计必要的泄水孔,从而有效地减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。如图1
4.2锚固洞:在加固高边坡时,锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法,在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式,从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外,锚固洞自身具备一定的倾斜度,从而有效地避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。
4.3植物防护措施:植物防护以成活的植物作为路基防护的材料,通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用,在拟保护的路基部位,形成有生命的保护层;是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式,利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素,选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植物根系能与土层密切结合,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。
4.3.1铺草皮:草皮要选根系发达、茎矮叶茂、生长繁殖迅速、易成活、便于种植的草皮;干枯腐朽及喜水的草皮不宜使用,严禁用泥沼地区的草皮。如边坡土不宜草皮生长,应先铺一层厚10~20cm的黏性土,当边坡坡度陡于1:2时,铺黏土前应将边坡先挖成台阶或沟槽。
铺草皮可与其他防护措施结合使用。如片(卵)石方格草皮,由片石在边坡上形成骨架,中间铺草皮,可防止边坡表面滑塌、草皮脱落。草皮还可以铺于窗孔式护面墙、框格防护等开孔或格内,形成综合防护。如图2
图1 图2
4.3.2植树:植树防护的边坡应较缓,最好是1:1.5或是更缓的边坡。种树宜选用与沈阳当地土壤、气候条件相适应、根系发达、枝叶茂密、生长速度快的品种。对常浸水的农村公路,应选用喜水、耐水的乔木和灌木,适合沈阳地区优先选用杨树、柳树、紫穗槐;路堑路面及路肩边缘外0.8~1.0m范围内的路堤边坡上下不一般种植乔木。
植树防护可与种草、栽花等防护措施综合应用,以获得更好的防护效果。
4.3.3种草:选用的草籽必须适应沈阳地区的土壤和气候条件。通常应选择生长快、根系发达、叶茎低矮、枝叶茂密或有葡萄茎的多年生草种(三叶草、抓哏草)。当边坡土质不宜草类生长时,可以在坡面培腐植土促进草类生长。同时在路肩上也可以栽植部分花卉,对路面起到美化的作用。
4.4 地下排水
4.4.1大孔径排水管(沟):该种情况多用于泉眼式渗水,在多雨地区,部分泉眼雨季水量较大,采用倾斜式排水孔很难及时排出水流,往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管(沟)具有较为明显效果。
4.4.2支撑式渗沟:支撑式深沟主要设计在路基边坡体裂缝水发育明显,且出现多个渗出点,往以带状、面状发育的坡面,由于其水丰富、分布分散,通过设置“Y”型支撑式渗沟,可有效收集边坡一定范围的渗水,并及时排出,对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用,从而保证边坡稳定。
4.4.3倾斜式排水管:在多雨地区,往往边坡水在一定的深度内大范围分布,若不及时排水,长期储存在路基边坡体内,影响边坡体的岩土强度,不利于边坡稳定,该情况下,可通过设置深层的带孔排水管,必要式可采用上下交错布设,可有克服支撑渗沟深度不足的缺点,将深层水排水。
4.4.4渗沟:渗沟对排水路基边坡下渗水、裂缝水具有显著效果,也可降低路基两侧的地下水位。
结束语
对于公路路基的边坡,一定要采取有效的处理措施,不断采用先进技术和机械设备,预防边坡的出现,加强对边坡稳定性的定量定性分析,强化对边坡的预防治理工作,已经是整个公路建设施工,养护中的重要环节,在整个交通网络建设中已得到了更多的关注。提高边坡的防护水平,既保证了整个公路建设的质量,也促进了我国公路建设健康快速的发展。
参考文献:
刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨「J,中国房地产业,2011(03)
雷蕾,谢新生,竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究「J,陕西水利,2011(06)
篇4
尤溪口车站是外洋至福州铁路电气化工程的一个新建车站,2000年开工建设,2001年竣工。车站位于尤溪口水库北岸山坡,线路右临水库,左侧穿越山坡,山体自然坡度35“左右,相对高差160m。车站的重点工程是三段高边坡的开挖和边坡支护,长度分别为238. 00 m, 227. 00 m和227. 14 m,边坡最大高度60 m,挖方数量大,支挡防护工程艰巨。车站施工图设计于1999年8月完成。在施工过程中,针对岩体高边坡工程的特点,根据实际开挖揭示的地质情况,进行动态设计,及时修改设计和施工方案,确保了工程的安全稳定和车站的竣工通车。
2地质概况
地面植被较茂密,表层有厚度约3m的坡残积粘性土,基岩主要为古生代变质岩—石英云母片岩。岩体受构造影响强烈,构造节理发育,有的节理面可见擦痕和硅化面,岩块上可见强烈的小褶皱和节理切割错断迹象,岩体风化带和风化节理很发育,全风化带厚5一10 m左右,下部为中等风化带。边坡岩体被结构面切割成碎石状和块状。岩体主要节理有5组,节理产状:1200乙450一600;3300乙650; 1950乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。
片理产状:800一95“乙29“一450
线路走向边坡倾向2020
由边坡与岩体结构面的关系可知,不利于边坡稳定的结构面主要有三组,即:2400乙650; 1700
乙630;195乙35一5800
路堑挖方深度内无地下水,但降雨时,由于岩体节理发育,开挖裸露后,成为雨水人渗的路径,降雨期会出现临时性裂隙含水现象,因而影响边坡岩体的稳定。
3施工过程中的动态设计
(1)车站路堑高边坡地段的施工图设计,是1999年8月完成的,设计方案为15 m高挡墙,上接1一3级(1520m)的高护墙,护墙坡率为1:0.5,1:0. 75和1:1。
篇5
一、高边坡普查
高边坡普查是对于公路施工现场开展地质勘察和环境考察工作。工作的重点是在施工前对于公路的权限高边坡都要进行调查,已将边坡岩体的结构特征明确区分,并对于已出现变形破坏现象要进行分析,并采取必要的措施补救。对于高边坡普查的目的是提出高边坡优化设计方案,并将重点研究边坡筛选出来。公路边坡往往地质条件较为复杂而缺乏稳定性,边坡的高度大于40米。符合研究条件的边坡只有满足了其中的两个条件,就可以进行筛选,并作为重点研究对象。
二、重点高边坡稳定性评价
高边坡岩土体具有地质过程特征。从地质学的角度刻划,评价岩石高边坡稳定性就是要给予边坡变形破坏的机制进行研究,采用数值模拟的方法模拟岩体高边坡的破坏演变过程,根据模拟控制结果评价高边坡的稳定性。变形稳定性分析采取变形理论的稳定性分析与强度理论的稳定性分析结合的方法,形成建立在模拟控制基础上的岩体高边坡稳定性评价,并提出控制方法。
在整个的高边坡施工阶段,高边坡稳定性评价以及支护优化设计始终贯穿于其中,形成一个动态的评价过程。根据高边坡实际特征,可以判断其破坏模式分为结构面控制型和最大剪应力面控制型。那么在工作流程上所形成的技术思路为:根据高边坡变形稳定性分析数据,对于边坡的可能性变形破坏模式进行判断,并分析变形破坏的发展过程。对于潜在滑动面位置的判断,可以根据所监测到的变形破坏信息为参考依据。在支护优化设计上,引荐强度稳定性分析方法,将必要的设计数据计算出来。为了验证支护的效果,可以对于支护的结构与边坡之间所形成的作用关系来完成,以对于设计不断的完善、优化。
从地质状况的角度审视公路的岩体结构,该公路的沿线上分布着板岩和千枚岩,部分地区已经出现了破碎结构,并以层状呈现出来形成倾倒变形体。根据勘测结果,在40个高边坡中,有近一半的边坡已经出现了倾倒变形现象,主要是受到岩体结构的影响,一些折断面则受到岩体特征的影响。那么对于倾倒变形体的评价则要采用以下的途径。
倾倒变形的范围可以采用离散元法对于倾倒变形的演化过程进行模拟,根据公路现场地质实际状况将地质模型建立起来。边坡变形破坏模式可以采用边坡稳定性评价方法进行研究。潜在滑动面的确定上,可以二维有限元研究方法,这主要是针对没有发生变形的边坡或者是变形程度较小的边坡的内应力、变形程度进行分析。如果边坡的变形程度很大,就要采用二维有限元法对于边坡的分布特征进行分期,并以勘测信息以及施工的各种反馈信息作为参考,以获得准确的滑动面位置。边坡稳定性评价所采用的是强度理论,并在此基础上计算出支护设计的参数。
三、重点高边坡支护优化设计
高边坡支护方案的选定,主要是根据变形破坏的“过程模拟”对于岩石体的演化以及变形破坏机制进行研究,以根据变形破坏的实际情况拟定设计方案。设计主要采用的是初步静力学设计,并运用数值模拟研究岩石体与工程结构的作用,以此为依据对于高边坡进行优化设计。不同的破坏模式的边坡所采用的支护方案也会有所不同。针对于原设计方案,要使其得到进一步优化以符合实际需要,就要将“过程控制”技术纳入其中,地质模型要表达准确并建立在高边坡变形控制以及灾害控制的指导基础上,以形成边坡稳定性评价的关键条件,采取必要的支护措施将高边坡的变形控制在规定范围内,并通过监测获得反馈信息验证其效果。高边坡优化设计见下表。
高边坡优化设计方案
结论:
综上所述,本论文针对公路高边坡的稳定性以及优化设计的思路和方法进行探讨,通过变形稳定性的分析,并对于边坡可能破坏的模式以及变形破坏的发展过程进行评价分析,以对高边坡稳定性进一步评价,为支护优化设计提高参考。
参考文献
[1]贾致荣,郭忠印,房建国.济青高速公路南线路堑边坡动态优化设计[J].公路,2002(12).
[2]黄润秋.岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制[J].岩石力学与工程学报,2008.27(08).
篇6
随着我国国民经济建设和公路交通事业的快速发展,公路等级越来越高,其通车里程越来越长。随之出现的是公路施工中的高大边坡的数量增多、规模扩大。但往往由于自然因素和人为因素的作用,路基边坡的崩塌、滑坡和剥落等损坏现象时有发生。因此,高等级公路路基边坡的施工及养护质量——防治与加固越来越多地引起公路施工、养护单位和管理部门的重视。 公路路基边坡的质量和状态能否持久而稳定、能否经得住各种因素的影响而不损坏,通常用边坡稳定性来评价。边坡的地质条件、水文条件、地形地貌和新构造运动等自然因素是对边坡稳定性起决定作用的关键因素,而地下采掘、开挖坡脚、人工削坡等人类的工程活动对边坡稳定性负有重大影响,路基边坡稳定性(或状态改变及损坏)是上述因素综合作用的反映,边坡稳定性和各种因素构成一个相互联系、相互影响的整体、其中任何一个因素的改变往往会诱导其它因素改变,进而引起边坡原有稳定状态发生改变。
1路基边坡损坏形式及特点
路基边坡在自然条件下的损坏,有多种形式和各自的特点。
1.1滑坡
部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动,一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定等三个阶段。
因下伏岩层压缩,边坡沿岩(土)体内较陡的结构面发生整体下坐(锚)位移,称为坐(错)落。组成边坡的岩(土)体常不发展为连续的滑动面,而顺着边坡方向发生塑性变形,则称为倾倒。
1.2崩塌
整体岩(土)块脱离母体、突然从较陡的边坡上崩落下来,并顺着边坡猛烈翻转、跳跃,最后堆积在坡底.称为崩塌。悬崖陡坡上的个别岩块突然下落,称为坠落的岩块或危石。,
1.3剥落
边坡表层岩(土)体长期遭受风化,在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落、堆积在坡底,即为剥落。
2、影响路基边坡稳定性的主要因素
影响路基边坡稳定性的因素包括地质条件、水文条件、新构造运动、地形地貌、自然气候和人类的工程活动等。
2.1地质条件
2.1.1岩(土)体的地质性质
岩(土)体的力学性质决定了边坡定性的丧失方式.如坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主.而软弱岩石则以应力控制型失稳为主。岩(土)体的工程地质性能越好,边坡稳定性越高。
2.1.2地质构造
因地质构造关系到岩(土)体结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度和充填物成分、以及结构面的产出状态对边坡稳定性的影响,因此在分析岩(土)体结构面对边坡稳定性的影响时,要充分注意岩(土)体结构面的产出状态与边坡面的相互关系,亦即结构面与边坡面的组合不同,边坡稳定性分为反倾稳定、顺倾稳定等不同形式。
2.2水文条件
“十个边坡九个水”形象地说明了边坡稳定性与地下水的活动关系。由于岩(土)体的力学性质受水的影响很大.地下水富集程度的提高不仅增大边体下滑力,而且降低软弱夹层和结构面的抗剪强度.导致滑动面的抗滑力减小。因此,治理边坡也往往是由于改善了水文(地质)条件而获得成功。论文参考网。
2.3新构造运动
新构造运动(地震)最容易引起边坡形态、产出状态及水文(地质)条件发生改变而导致边坡失稳,其原因是地震产生的水平地震附加力促使边坡的下滑力增大、滑动面的抗滑力减小。论文参考网。
2.4地形地貌
边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响较为明显,即不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,并引起坡顶出现裂缝;在坡底产生剪切应力而促成剪切破坏带,这些作用均极大地降低边坡的稳定性。此外,边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构控制型失稳。
2.5自然气候
大气降雨是地下水的主要补给源.气候类型不同时大气降雨量也不同。因此在不同的地区.由于大气降雨量不同.即使其它条件相同,边坡稳定性也不相同。例如,暴雨或长期降雨以及融雪一方面降低岩(土)体的强度、增大孔隙水的压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低,另一方面增大边坡下滑力,两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。
风化作用使岩(土)体的抗剪强度减弱.裂缝增加、扩大,影响边坡的形状和坡度。此外,沿裂缝风化时可以使岩(土)体脱落或沿边坡崩塌、堆积和滑移等。
2.6人类的工程活动
随着人类工程活动的次数频繁和规模扩大,对公路边坡稳定性的影响越来越显著,特别是不当的人类工程活动引起的边坡失稳事故经常发生。对边坡稳定性产生明显影响的人类工程活动包括削坡、坡顶加载、地下开挖等。
3、路基边坡的防护与加固
3.1边坡防护与加固的基本要求
1)根据当地气候环境、工程地质和施工材料等情况.因地制宜、就地取材,选用适当的工程类型或采取综合措施,以保证公路路基的稳定,并不要随意取消或减少必要的边坡防护工程措施。
2)在不良的气候和水文条件下,对粉砂、细砂与易于风化的岩(土)石边坡以及黄土类边坡,均宜在土石方施工后及时防护。
3)对于冲刷防护,一般在水流流速不大及水流破坏作用较弱地段.在沿河路基边坡设砌石护坡、石笼和水泥混凝土预制板等,以抵抗水流的冲刷和淘刷。,
4)坡面防护一般不考虑边坡地层的侧压力.故要求防护的边坡有足够的稳定性。
5)对高而陡的防护构造物, 设计和施工时要设置便于检查、维修的安全设施。
3.2坡面防护
3.2.1 种草及铺草皮
种草和铺草皮防护适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微.且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡,用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。铺草皮的方法常用的有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四种形式。
选用草籽应注意当地的土壤和气候条件,通常以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的多年生草种为宜,最好采用几种草籽混合种植,使之生成良好
的覆盖层。
3.2.2植树
在路基边坡上合理地植树,对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用,使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡,有利于及早成林,起到良好的防护作用。
植树的形式可以是带状或条形,也可以栽成连续式。植树防护除选用适合当地土壤和气候的树种外,还应注意保持树间合适的距离。
3.2.3抹面与捶面
易于风化的岩石(页岩、泥岩、泥灰岩和千枚岩等)软质岩层的路堑边坡防护,可用混合材料抹面。对易于冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。
抹面或捶面的边坡坡度不受限制,但不能承受荷载和土压力,故要求边坡必须是稳定的、坡面应该平整干煤。抹面用混合料有石灰炉渣混合灰浆、石灰炉渣三合土或四合土.以及水泥石灰砂浆等。捶面用混合料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合土或四合土等。
为了防止抹面表面开裂、增强抗冲蚀能力,可在表面涂以软化点稍高于当地气温的沥青保护层。抹面和捶面防护工程应经常检查,发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。
3.3冲刷防护
公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块和土工织物等。
3.3.1护面墙防护
为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡,免受大气因素影响而修建的墙,称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石,以防止继续风化。
护面墙有实体式、孔窗式、拱式和助式等。实体式护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡:孔窗式护面墙用于坡度小于1:0.75的边坡,孔窗内可采用捶面(坡面干燥时)或干砌片石;拱式护面墙用于边坡下部岩石较完整而需要防护上部边坡或通过局部软弱地段;边坡岩层较完整且坡度较陡时可采用肋式护面墙。
护面墙除自重外,不承受其它荷载和墙后的压力。因此,护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。
3.3.2干砌片石防护
较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍,或有严重剥落的较质岩层边坡,周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。
单层干砌片石护坡的厚度一般为0.15m.双层铺砌护坡的上层为0.25~0.35m、下层为0.15-0.25m。铺砌层的底面应设垫层.其材料通常用碎、砾石或砂砾混合物等。
3.3.3浆砌片石防护
路基边坡小于1:1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时,可采用浆砌片石护坡。若与浸水挡墙综合使用,以防护不同岩石和不同位置的边坡,可收到较好的效果。
浆砌片石护坡的厚度一般为0.2~0.5m,用于冲刷防护时根据水流速度大小或波浪大小确定,最小、厚度一般不小于0.35m。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工,以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。
3.3.4水泥混凝土预制块防护
在选择设计路基边坡冲刷防护类型时.有些地区缺乏片石、块石材料,此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击(其容许水流速度在4~8m/S以上、容许波浪高度可在2m以上),还能抵抗较强的冰压力。
水泥混凝土预制块可制成边长不小于1m、厚度大于6cm的方块,并配置一定的钢筋。为了减小水流或波浪对预制块的冲击与上浮力,在预制板块时可留出整排的孔眼。
3.3.5土工织物防护
土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料.广泛应用于公路工程中的排水、过滤、分隔、加固和防护等。论文参考网。就防护而言,土工织物能减轻或分散传递到被保护材料上的应力和应变,或用于表面防护—设置在岩土上的土工织物,防止土体表面受到诸如气候、轻交通荷载等作用的损害,或用于界面防护一 设置在两层材料之间的土工织物,防止其中一种材料受到另一种材料的集中应力作用或承受更大应变而带来的损害。
用土工织物加固公路路基边坡时,应修建在承载能力较高的路基边坡上:首先在清理好的原地面上摊铺织物,靠着临时挡土横板倾倒填筑材料.并振动压实到层厚的一半。在此阶段,前面上半层铺放铺筑材料并把后面织物折叠过来.然后填完整层材料并压实。最后将临时活动模板安放在修筑层之上的前末端.开始修筑另一层。
使用土工织物加固公路路基边坡,施工方便、少占土地、节约投资.是一种具有发展前途的公路路基边坡技术。
参考文献
[1]程良奎.岩土加固实用技术地震出版社,1994.
[2]林宗元.岩土工程治理手册.辽宁科学技术出版社,1993.
[3]罗缵锦.路基边坡风化与防护.中南公路工程,1997,(4).
篇7
现阶段高速公路绿化现状分析
无论是从目前国情的需求还是社会的需求出发,还是我们国家经济发展带来的车流快速增加都是对高速公路的建设提出的客观需求。它对我们国家公路混合交通问题带来很大的好处,不但使道路通行能力得到提高,而且还使投资环境得到很大的改善,对经济发展起到很大的促进作用。与此同时,高速公路的建设也给生态环境带来很大的破坏,高速公路的路线较长,占地的面积也比较大,并且有较长的施工周期,对周围的生态环境造成严重的影响,给我们国家的生态系统带来很大的负面影响。因此,将公路的生态绿化纳入公路及沿线的绿化范围,用来改善行车舒适度,使路容得以美化,避免公路对生态规律的破坏。一些发达国家对高速公路的绿化都非常重视,强调一定要与自然相融,与周围的环境相融,尽最大努力恢复原来的自然景观,这也把环境与生态意识充分的体现出来。在一九六五年时,美国就有对公路美化的相关规定,一九七六年日本也对公路绿化技术标准做出相关制定,一九七五年原苏联也对公路的建筑及景观的设计规范做了规定。对于绿化技术,法国多数路段都不采用铁丝网和隔离带,路边的居民区则是采用三米高的透明隔音板,并且藤蔓植物爬满在隔音板上。德国也非常重视绿化植物的种类选择,植物有合适的生长环境就会长的茂盛,这对后期的养护管理是非常有利的。而在美国,中央分隔带全部是由具有弹性的树列代替了原有的金属路栅,比如野蔷薇树列,车辆的运动能量能被它们大量的吸走,对发生车祸以后的司乘人员的损伤起到很大的作用,日本对边坡的治理与绿化也非常重视,并且对于边坡的绿化技术方法有二十种以上,最近几年,我们国家的高速公路的建设力度在不断加大,环保意识也有快速增强,因此,也越来越关注高速公路的绿化,并且,在绿化的技术与水平方面有了很大的提高。对于边坡绿化技术需要坚持下面几项原则:保证边坡的稳定及安全、与周围环境保持协调一致、避免重复建设以及尽量减少日常维护和管理的费用。
我国高速公路绿化分类
路体绿化、房建区绿化及互通立交区的绿化是构成高速公路绿化的三部分,因为土壤会由于高速公路的建设而遭到破坏,特别是在剖切山体时,所以,对路体的绿化有较高的要求,具体包括边坡绿化、中央分隔带绿化及两侧预留绿化带绿化。房建区绿化不但要具有一定的景观价值,与此同时还要有隔离噪音、遮荫美化的作用。而对于互通立交区的绿化来讲常规的有四种模式,一是色带的模纹式绿化,二是简单的疏林草坪式绿化或者仅以草坪绿化,三是乔灌草相结合的自然式立体绿化,四是以乔木为主成片成林的碳汇林模式。调查显示,乔灌草与模纹色带多用于城区立交,而其他模式多用于其它地区。
现阶段我国高速公路绿化中出现的问题及对策
首先,我们国家的高速公路的绿化景观设计并没有把功能、艺术与科学性很好的结合在一起,没有统一的规划,造成各路段之间的景观不协调与不连续的效果。高速公路的绿化模式也比较单一,没有太多种类的植物。在全国尤其是在北方的高速公路绿化中用量最多的就是松柏类植物,造成景观单调的视觉效果,没有丰富的季相变化,没有把我们国家的丰富多彩的植物资源充分的体现出来,也容易给司机造成视觉疲惫。在选择树种的时候也没有充分考虑是否与周围环境的生态相协调,尤其是我们国家的西北区很多高速公路在经过苹果产区的时候依然采用大量的松柏类树种,松柏类植物对苹果树易产生危害,容易引发苹果树发生锈病。其次,施工技术存在一定的问题,我们国家的高速公路的绿化施工人员没有较高的素质,也没有专业技术人员对他们进行指导,导致绿化植物没有较高的成活率,进行补苗后的生长不均,没有较好的绿化效果。在高速公路建设过程中,都有各种各样的挖方护坡,两边许多岩石被暴露出来,造成景观的不协调不美观。
高速公路也是现代经济迅速发展的产物,随着人类不断加强的环保意识,人们也越来越关注绿化。在合适的季节合适的地方种各种各样的植物,采用多结构、多功能、多景观的绿化形式,这是现代高速公路绿化景观的必然趋势。高速公路绿化景观不但给行车带来安全,在美化环境的同时还给生态保护带来实际的意义,也只有不断的研究与探索,才能把高速公路绿化景观的综合功能充分的发挥出来。
高速公路绿化首先应满足公路行车的视距视线等安全功能要求,同时应做到点线面相结合的全方面发展,各有各的特色,避免相同的情景出现,通过不同植物品种的绿化,使灌木与乔木、阔叶与针叶、草本与木本相结合,按照近处是花草,中间有灌木,无处是乔木的原则,由路的两侧向外展天,使草花重占突出,乔木以及灌木作为衬托,使得一年四季常绿,并且又有分明的层次,针对互通、立交的设计可采用各种绿化的类型,使绿化景观不断得到丰富;对于各房建站点以及服务区来讲,首先应结合区域特点,满足房建站点对绿化设计的特殊要求,如遮荫、吸尘、屏蔽高速公路上汽车的噪音等,同时因为这些地方也是工作或是休息的地方,也要兼顾园林美化的要求。可栽植一些有观赏价值的灌木以及花草,或是比较珍贵的树种和果树类,做到标准高、投入多,才能达到有较快的效率,美观的使用以及引人入胜的效果。充分把乔木、花草以及灌木充分的利用起来,在高速公路的路堑、分隔带或是沿线地带都用可以绿化的培植覆盖起来,加强高速公路两侧的绿化修饰美化。
参考文献:
[1] 尹吉光. 高速公路绿化初探——大保高速公路绿化研究[D]. 北京林业大学硕士论文. 2003.
[2] 姚永峰.陕西省高速公路绿化研究[D].西北农林科技大学硕士论文. 2005.
[3] 许洁.“循山之纹理绘路之新绿”——山地城市园林化街景设计初探[D].重庆大学硕士论文. 2003
[4] 张建国,何方. 我国高速公路的绿化景观设计问题探讨[J]. 北京园林. 2005.
[5] 段海澎, 黄健敏, 程温莹.污泥与垃圾堆肥在高速公路边坡绿化中的应用研究[J].公路. 2008.
篇8
1引言
大量实例表明,在岩质边坡中,岩体发生失稳破坏的主要形式为由几组结构面和临空面切割的楔体破坏。因此,研究多结构面岩质边坡楔体稳定性问题具有重要意义[1~4]。
论文在楔体稳定分析理论的基础上,对某大型水电站边坡地质资料中的结构面信息进行统计整理,运用赤平投影分析人工边坡可能的失稳破坏模式及失稳块体的边界条件,通过采用三维极限平衡方法对可能失稳块体的计算模型进行分析,得到块体的稳定系数,对块体的稳定性进行详细评价,对类似工程提供可以借鉴的经验。
2楔体稳定分析的刚体极限平衡法
目前,三维刚体极限平衡法是岩质边坡楔形体稳定分析中应用最多的一种方法,该方法假定滑动面上剪力方向与两结构面交线平行,从而使问题静定可解。楔形体受力示意图如图1所示。楔形体由两组相交结构面(左侧结构面1、右侧结构面2,法线矢量记为,)切割边坡(坡顶面3、坡面4,法线矢量记为,)形成四面楔形体。结构面、边坡面均假定为平面。楔形体受自身重力(大小为,方向矢量记为)、结构面作用力(法向反力大小为,、切向剪力大小为,,方向矢量为交棱线矢量)、地下水压力(大小为,)及外荷载(大小为T,方向矢量为,包括表面集中力、分布力、地震力、锚固力等)作用。
图1楔形体受力示意图
已知楔体双滑面产状分别为(倾向/倾角)、,则其法线矢量为:
(1)
设双滑面交棱线的产状为,则交棱线矢量为:
(2)
根据正交性质,交线矢量垂直于双滑面法线所构成的平面,故得
(3)
(4)
建立平衡方程坐标系为,三轴正交,符合右手定则。与楔形体交棱线平行,指向前方,垂直正交于,指向下方,水平,各轴在坐标系中的单位矢量分别为:
(5)
在垂直交棱线的平面(平面)内建立平衡方程:
(6)
通过(6)式可解出结构面对楔形体的法向反力大小、。沿结构面交线的下滑力可表达为:
(7)
假定结构面切向剪力与法向反力满足Mohr~Coulomb强度准则,则楔形体安全系数可由结构面所提供的抗滑力与楔形体实际所受下滑力确定:
(8)
式中:、、、为结构面强度参数,、为滑动面面积。
3工程实例
3.1结构面特征及物理力学参数
某水电站枢纽区工程边坡地形地质条件复杂,岩体内断层、裂隙、岩脉等结构面发育,形成大量的块状、次块状结构、碎裂~块裂结构,岩体质量较差,边坡稳定主要受风化卸荷和结构面及其组合影响。该电站右岸坝顶以上边坡总高度约220m,坡向NE26°,设计开挖坡比1:0.5~1:0.7。坡体内发育有β5(F1)、γL6、γL5、β203、β202(f191)、β4(f174)、XL316-1、XL322-3、XL9-15等特定结构面,上述结构面相互组合,可能形成不稳定块体。块体稳定分析计算选取的力学参数见表1,岩体容重为26.5kN/m3。
表1结构面计算参数
3.2可能块体组合及失稳模式判断
根据右岸坝顶以上边坡结构面产状,进行赤平投影分析,得出右岸边坡可能失稳的块体组合。右岸边坡赤平投影图如图2所示,从图中可以看出,XL322-1、XL321-1、XL321-2、XL316-1等卸荷裂隙走向与开挖边坡走向小角度相交,缓倾坡外,可能形成块体失稳的底滑面;f202断层走向与边坡走向大角度相交,且倾角较陡,可能形成块体失稳的侧边界;β5、γL5、β202等岩脉陡倾坡里,可能形成后缘拉裂面,故这些结构面组合可能形成不稳定块体。典型的滑移模式为f202+γL5+XL321-1+剪断表层Ⅴ1类岩体,下文以该模式为例建模分析三维块体的稳定性。
图2右岸坝顶以上开挖边坡赤平投影图
(1、f2022、γL53、XL322-14、XL321-15、XL321-26、XL316-1 7、β5 8、β202 9、β203
10、β205 11、开挖边坡)
3.3计算模型及计算工况
采用大型分析软件Ansys建立三维块体模型,如图3所示。在结构面上施加三维水压力,查询结构面面积、扬压力以及块体体积作为程序计算前处理数据,地震荷载按0.25g的水平惯性力施加。计算工况为:
自重工况(不考虑降雨影响及地震条件);
暴雨工况(按结构面充满水考虑);
地震工况(文中按8度地震计算,水平向加速度取为0.25g)。
图3右岸坝顶以上开挖边坡三维计算模型
3.4计算成果
根据f202、γL5、XL321-1产状,建立该三组结构面组合形成的半定位块体,该块于右岸坝顶以上边坡,γL5为后缘拉裂面,f202为侧滑面,XL321-1为底滑面,考虑XL321-1前缘Ⅴ1类岩体被剪断,形成的块体如图4所示。该组合块体稳定性分析成果见表2。
图4右岸坝顶以上开挖边坡潜在失稳块体计算模型
表2右岸坝顶以上开挖边坡潜在失稳块体稳定性成果表
4结语
论文总结了三维楔体稳定性分析理论,结合某大型水电站工程边坡,整理分析该边坡结构面信息,经赤平投影分析得到了可能的失稳块体及失稳模式,并通过三维软件Ansys建立三维地质模型,根据结构面产状切割形成三维块体,可以清楚看到各软弱结构面在三维空间的展布规律,快速获取结构面面积、块体体积、块体滑移方向等几何信息,根据三维楔体稳定性分析理论编制程序快速定量判定块体在各种工况下的稳定系数,从而指导现场工作人员开挖边坡时遇到边坡失稳或可能存在失稳的迹象时,准确采取处理措施,防止边坡进一步恶化。
参考文献:
[1]李爱兵,周先明.露天采场三维楔形滑坡体的稳定性研究[J].岩石力学与工程学报,2002,21(1):52-55.
[2]余先华,聂德新.岩质边坡确定性块体稳定性的研究[J].水土保持研究,2007,14(3):180-182.
篇9
目前边坡工程普遍采用“动态设计法、信息施工法,在(建筑边坡工程技术规范)中以强制性条文的方式执行,与一般建设工程的工作程序有很大的区别。其中设计的主要依据—地质结论、岩土物理力学参数都需要在施工监测和试验中加以验证、调整,其显著特点是:由于地质环境复杂性,工程勘察、边坡试验提供的设计参数不可能全面准确地反映工程地质实际情况,只能在工程实施过程中来加以验证、调整,从而修正治理方案。不可避免地产生勘察、设计、施工组织和工艺变更。这要求参建各方密切配合,才能有效地保证边坡工程的质t、进度和安全。实践证明,它是最切合边坡工程实际的勘察设计、施工方法。然而在实施过程中,我们发现无论是建设部还是重庆市目前都没有针对‘,动态设计法、信息施工法,的明确规定。一旦出现变更情况,各级建设主管部门监督管理依据不充分,责任不清,而勘察、设计、监理、施工单位也无章可循。
一方面,在日常工作中我们有时会遇到业主、勘察、设计与施工单位各方为质里事故资任相互推语的问题。多数情况下,变更设计是由于地质环境变化造成的,非勘察设计的资任。变更设计后一般要突破原概算,产生包括工程投资、勘察、设计、审查等费用由谁支付,以及支付的程序等问题。因此需相关配套的政策法规来规范各方的责任,协调参建各方责、权、利,是重庆市建委鱼待解决的问题之一。
另一方面,虽然重庆市绝大多数勘察设计单位都积极配合施工,解决施工中遇到的问题,但经常是变更勘察设计文件交付业主后,业主不知道这些变更需要哪一级审查,特别是边坡工程,变更设计较频繁,如果无论大小都交与建委审查,既不合适也不必要;一律由原施工图审查单位审查,对于涉及安全、规划等问题的重大变更,原施工图审查单位审查似乎也不合适。因此应结合重庆市边坡工程的特点,制定“边坡工程变更设计管理办法明确边坡工程治理过程中变更设计的种类、审批程序。作者根据多年的工作经争,对如何加强边坡工程施工过程中的变更设计管理,规范、协调各参建单位的行为,确保边坡工程质f}提出一点浅见,希望能起到抛砖引玉的作用。
目前国内有关工程变更设计方面有系统文件的,有铁道部的《铁路基本建设变更设计管理办法),交通部的(公路工程设计变更管理办法)等,地方有常州市建设局的(市政工程施工图设计文件变更管理暂行办法》。前两个文件有明显的行业特点,专业性强,不能完全适应重庆市的建筑边坡工程行业管理。常州市建设局的(市政工程施工图设计文件变更管理暂行办法》与重庆市的边坡工程变更设计管理具有可比性。建设部的(建设工程勘察设计管理条例》(2000.9.25)第28条,(建设工程监理规范)(6B50319-2000 2001.5.1)第6.2.1条对原则性的问题作了相关规定,应当作为f庆市编制有关文件的依据;(江苏省建设工程勘察设计管理办法》(2000.3.31)第28条和第30条可以作为参考。
重庆市的边坡工程变更设计管理办法应当涵盖以下内容:
(1)勘察设计、施工变更分类:一般分为重大变更、较大变更和一般变更。
(2)审批权限:明确各类变更的审批权限。建议对于涉及规划、方案、投资和控制性结构有重大影响的变更,属于重大变更,应由业主报原审批部门审批;对较大变更,建议由原施工图审变单位审查并报建委备案后实施;一般变更由建设单位负资组织审查后实施。
(3)变更的工作程序:问题的提出—确认—勘察设计变更—报批(报审)—变更实施。一般根据施工反馈的信息,由施工单位、业主或试验单位提出问题(变更原因)、总监理工程师组织专业监理工程师审查同惫后交业主,由业主委托变更单位完成变更设计。变更设计原则上由原工程勘察、设计单位完成,经原工程设计单位书面同惫,建设单位也可以委托其他具有相应资质的工程勘察设计单位出具变更文件。出具变更文件的单位对修改的设计文件承担相应资任。变更设计文件送交业主,业主根据变更的类型,组织有关部门对变更设计文件进行审查,根据审变惫见修改变更设计,施工单位实施变更。常州市的(市政工程施工图设计文件变更管理暂行办法》值得很好借鉴。
篇10
Keywords: embankment slope protection measures.
中图分类号: U416.1+4 文献标识码: A 文章编号:
一、边坡破坏的主要类型
笔者根据多年的工作经验,总结出我国高速公路路基的边坡破坏主要有以下几大类:公路上边坡破坏、公路下边坡破坏、冲刷破坏和边坡的崩塌。
1、公路上边坡破坏:我们一般将人工开挖的斜坡称为上边坡,其主要作用是维护边坡的稳定。但是在降雨、融雪、冻胀以及风化等外力作用下,也容易被破坏,主要破坏形式为冲刷、崩塌等。
2、公路下边坡破坏:路基下边坡一般为填土路堤受力稳定的路堤边坡的破坏,主要表现为边坡坡面及坡角的冲刷。坡面冲刷主要来自降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏;沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,可能出现冲毁路堤坡脚导致边坡破坏的现象。边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基密实度有关系。一般地,砂性土边坡较粘性土边坡更容易遭受坡而流水冲刷,密实度较好的边坡,比密实度较低的边坡耐冲刷。
3、冲刷破坏:一般较缓的土质边坡容易出现冲刷破坏,其原因是那些地方在大气降水的作用下,在沿坡径流方向会形成许多小冲沟,根据实际工作经验我们发现如果不及时的采取任何防护措施,冲刷性破坏有逐年扩大的趋势;而在边坡坡脚在冬季容易发生积雪的现象,造成坡脚湿软,强度降低,上部土体失去支撑,发生破坏;同时,高速行驶的汽车溅起的雨雪水,也冲刷坡脚。我们由此可以看出,边坡最薄弱的地方就是坡脚。
4、边坡的崩塌:一般分为三类:落石型、滑坡型、流动型,有时在一次崩塌中会同时具有这三种形式
( 1)落石型:一般指较陡的岩石边坡,在断层的下裂隙发育的岩石容易下落,被人为的破裂而分割成软弱的断块,这些裂面宽而平滑,有方向性。落石和岩石滑动易沿陡的裂而发生。裂隙张开程度用肉眼不一定就能识别,但能渗水,山于反眨冻融,长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大,由于降雨,裂缝中充满水,产生侧向静水压力作用,造成崩塌一般裂隙发育岩体,更易发生落石现象,此外硬岩下卧软弱层时,也会发生这种现象。此类破坏型式必须严格控制,崩塌滚落的岩石极易对行车构成威肋。
( 2)滑坡型崩塌:指岩层在外力作用下剪断,岩层间软岩发生顺层滑动,多发生于倾向于路基、层间有软弱夹层的岩体中,另外,当基岩上伏岩屑层、岩堆等松散的堆积物时,极易发生坍塌。
( 3)流动型崩塌:路基边坡在下雨时发生的崩塌主要为流动型,一些风化的散沉积土,多会受雨水的影响而产生流动型崩塌,流动型崩塌没有明显的剪切滑动面,从分析可知在边坡的防护设计工作中,既要做好坡面防护设计、排水防水设计、控制好水的问题,又要根据地质条件、岩体性质、岩层产状、边坡高度做好边坡坡面设计。
二、高速公路边坡破坏的主要原因
1、地表水和地下水的影响
地表水的下渗对高速公路的边坡有很大的影响,边坡土体的饱和增加了滑体的重量,降低了边坡岩土体的抗剪强度,最终导致滑坡地下水的存在,使边坡(岩)土体抗剪强度显著减小,同时地下水还能溶解土石中的易溶物质,改变了土石的成分,使土石发生变化,岩石和岩体结构受到破坏,发生崩解和泥化现象,从而使(岩)土体的抗剪强度降低,导致滑坡的形成。
2、地震、爆破对滑坡的影响
滑坡受地震的影响非常大,仔细分析不难发现,首先是地震的强烈作用使边坡(岩)土体的内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对边坡稳定很不利,另外,一次强烈地震的发生,往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜披土体就史容易发生变形,最后就往往会发展成滑坡。
三、高速公路路基边坡破坏防护的主要措施
为了降低降水、日照、气温、风力等自然力对坡面的破坏,因而在坡面地区要积极采取措施进行坡面防护。坡面防护的主要作用是保护路基边坡表面免受从而提高边坡的稳固性。我国的公路路边防护非常非常重视坡面防护。坡面防护主要包括植物防护和工程防护两个方面,当路基土石方施工时或完毕后,应及时进行路基边坡防护。施工必须适时,稳定,防止雨水、气温、风沙作用破坏边坡的坡面。
1、植物防护
我国高速公路边坡植物防护主要采用铺草皮,种草和植灌木形式,利用植被对边坡的覆盖作用,植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受大气降水和地表径流的冲刷。植物防护应充分考虑当地气候、土质、含水量等因素,选用易于成活,便于养护,经济效益高的植物类种,尤其是要保证成活率。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,根与根相连,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效的稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。
根据具体情况,采用平铺、叠铺或方格等形式。从坡脚向上铺钉,用尖木(竹)桩固于边坡上。种草防护,适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微的路基边坡上。草籽应均匀撒布在清理好的土质坡面上,同时做好浇水、养护管理。路堑较陡或较高时可通过实验,将草籽与含肥料的有机质泥浆喷射到坡面上。灌木(树木)防护,适用土边坡栽植。方法按设计要求,施工时应注意季节。树种应采用耐寒、耐旱,容易成活的树种。规范规定,高速公路、一级公路边坡上严禁种植乔木。
2、工程防护
工程防护适用于不易于草木生长的岩石面上。一般采用框格、抹面、捶面和喷桨、坡面护墙、护坡等框格防护用混凝土、浆砌片(块)石等材料,在边坡上形成骨架,提高边坡表面粗糙度系数,减缓了水流速度。根据美观需要,框格可做成各种造型:六角形混凝土块、浆砌片石拱形、浆切片石或预制块作成的麦穗形等。除对路基边坡有一定的防护作用外,还对路容有一定的美化效果。由于在边坡中镶槽镶进,有一定的施工难度。
特别要注意的是,在施工前,应将坡面上的杂质、浮土、松动石块及表层风化岩体等清除干净。抹面、捶面防护,由于使用年限短,现在的高速路很少使用。当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,既能起到防护作用又能起到绿化效果,可适当尝试喷射防护和喷射混凝土防护,适用于边坡易风化,裂隙和节理发育,坡面不完整的岩石边坡。其主要作用是封闭边坡岩石裂隙,阻止大气降水和坡面流水侵入,从而阻止裂隙中侧向水压,防止边坡继续风化,保护边坡不发生坍塌。
在我国山区高等级公路防护中,大多数采取护面墙的形式。根据边坡高度,岩石风化程度以及岩体的地质特性,采取半防护和全防护形式。在半防护措施中,有时采用坡脚护面墙。因为自然降水从坡顶沿坡面下流,流至坡脚时,速度最大,也是冲刷最严重的。因此,在坡脚处设置护面墙是最起码的防护措施。同时我国山区高速公路目前常用的路基边坡防护措施还有护坡防护的形式。稳定边坡上铺砌(浆砌或干)片石、块石或混凝土预制块等材料,用来将坡面流地表径流对边坡冲刷的影响降到最低。冲刷轻微时,软土基上的土质路堤防护,无水流冲刷影响时,可采用干砌片石坡,用以降低地基不均匀沉降对路基变形的影响。
结语
高速公路路基边坡的维护和防治是一项系统的工程,任重而道远。路基边坡的质量直接关系着高速公路的质量和行车安全。我们必须加强高速公路路基边坡的维护管理工作,切实维护人们的生命财产安全。
参考文献
[1]公路路基边坡破坏形式及防护措施 - 科海故事博览·科技探索 - 2010(7)
篇11
化工厂因矿产资源、地缘、环境等问题而多建于山区,场地平整需高挖低填,存在许多填土边坡和挖方边坡。小型边坡选用《重力式挡墙》等标准图集中的挡墙即可,但高度大于8m的边坡,则需进行专门的边坡工程设计。
填方边坡中常用的支挡结构有重力式挡墙、悬臂/扶壁式挡墙、桩板式挡墙、加筋土挡墙等;对于土质挖方边坡,常用的支挡结构有重力式挡墙、桩板式挡墙、土钉墙等;对于岩质挖方边坡,常用的支挡结构有锚杆(索)挡墙、锚喷支护挡墙等。此外,还有以上多种挡墙的联合应用。本文主要讨论桩板式挡墙在边坡设计中的应用。
1构造及适用范围
1.1构造
桩板式挡墙由悬臂桩和挡土板组合而成,悬臂桩部分锚人地下,其截面为矩形,部分伸出地表,其截面形式为T形,挡土板可以做成预制平板、拱板或现浇板,其构造简图见图1。
1.2适用范围
桩板式挡墙适用于一般地区的土质填方边坡。以及需要直立削坡的土质挖方边坡,其悬臂长度可达15m左右,桩间距一般为4—6m,悬臂桩的施工类似于人工挖孔灌注桩,桩顶设置通长冠梁,其上可预埋钢板设置防护栏杆。桩间装配式预制挡土板一般用于填方边坡;现浇挡土板一般用于直立削坡的挖方边坡。
2计算
作用于桩板式挡墙上的荷载,主要为墙后土体的侧压力、土体表面的附加荷载、以及悬臂桩地下锚固段的土层反力,其受力简图见图2。
桩身上部按悬臂桩计算其弯矩、剪力等内力值,桩身锚固段应根据地基土的情况,采用m法或k法进行内力计算。桩顶位移应小于桩身悬臂长度的1/100,且小于100mm。可采用理正等电算程序进行计算。
应从桩前较完整的岩面或承载力较好的土层面起计算桩的锚固段人土深度,其最小锚固长度不宜小于4m。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)第9.2.3条计算人土深度,可采用静力平衡法进行估算(详见该规范中9.2.3条的条文说明),然后在电算程序中根据需要再调整其大小,但桩身总长不宜大于30m。
除桩身内力计算外,尚要验算桩前岩体(土体)的横向压应力满足以下要求:
盯≤Rh式中,Rh为地基横向承载力特征值。如果不能满足要求或过小,可通过调整桩身截面或桩身锚固长度来解决。
(1)当桩问挡土板置于悬臂桩后挡土时,应按全部侧向土压力作用的简支梁进行计算。
(2)当采用桩前挂板或挡土板搭在桩的翼缘板上时,可按仅承受桩问土体卸荷拱内部分侧向土压力作用的简支梁进行计算,由于该土压力比库伦土压力显著减小,建议内力计算时考虑不小于1.5的安全系数。
(3)挡土板的分类不宜太多,可按2~3m高为一级,取本级最下端挡土板对应的土压力按均布荷载计算。
3施工要点
(1)桩板式挡墙一般先挖桩,再施工挡土板。
(2)施工前应核对现场情况、实际开挖情况是否与设计要求相符,认真做好施工记录。
(3)悬臂桩宜隔桩开挖,按设计要求做好混凝土护壁,应在上一节护壁混凝土终凝后才能进行下部桩基的开挖。
(4)遇到岩(土)松软、破碎或有滑动面时,应在护壁内顺滑动方向设置临时横向支撑并做好观测。
(5)桩孔爆破应采用浅眼爆破法,严格控制炸药用量,并注意通风。
(6)桩身混凝土必须连续浇灌,以免形成施工缝。
(7)桩身及挡土板的设计一般未考虑大型碾压机械的荷载,故桩板后2m范围内不得使用大型机械填筑。.
(8)墙后填料为非渗水土时,应设置不小于o.3m厚的砂砾石反滤层,做法同一般重力式挡墙。
4动态设计
动态设计是指根据现场实际情况不断对整个边坡设计进行完善和补充。
在实际工程中,由于山区地质情况复杂多变,地质勘察报告准确性的保准率较低,地质勘察报告可能会与实际地质情况不符甚至差距较大,故规范明确提出边坡工程的设计宜采用动态设计法。对地质情况复杂的一级边坡,设计时应结合边坡地质勘察报告,因地制宜,做好边坡设计方案比选,提请业主及相关专家评审,在此基础上再进行边坡挡墙的设计。在施工开挖中应补充进行必要的施工勘察,核对原地质勘察结论,设计人员应及时掌握施工开挖揭示的真实地质状况、施工情况及变形监测等信息,及时对原设计进行校核、修改和补充。.
对桩板式挡墙进行动态设计,要根据每根桩开挖时揭示的地质状况对桩身入土深度、桩身配筋等进行必要的调整,当以上调整不能满足要求时可在桩身上部施加锚索来改善桩身受力和变形。
5工程实例
我公司在重庆涪陵山区的某项目,地处三面环山一面临空的山沟内,为建设该项目,挖除很大部分山体后形成最高达40m的挖方边坡和20m高的填土边坡,平面布置见图3。
由于山体起伏、地质情况复杂,该边坡工程共采用了重力式、扶壁式+桩基、桩板式、锚杆(索)、桩板式+锚索等多种挡墙型式。其中从B点到C点的挖方边坡采用了桩板式挡墙。
根据地质勘察报告,B点到C点间自上而下为素填土层(8~10m厚)/粉质粘土层(6~8m厚)/强风化泥灰岩,场地地坪标高为2l6.o0,地坪以下0.5—1m即为强风化泥灰岩,分布较均匀。在230.00标高处设置4m宽通长平台,平台以下做挡墙支护,平台以上采用坡率法放坡处理。因该段为挖方边坡且高14m,素土层较厚,如采用重力式、扶壁式挡墙等将放坡困难,土方开挖量也很大,显然不经济;而较厚的素土层上也不能采用土钉墙、锚杆挡墙等支护,且边坡施工时不能影响该段两边的边坡挡墙,故最终决定采用桩板式挡墙进行支护,桩间距取6m,截面取1.8X2m,桩身锚固段从地坪下0.5m起算,人土深度按《建筑地基基础设计规范》第9.2.3条采用静力平衡法估算为8m,悬臂段长为14.5m,采用C30混凝土,HRB400级钢筋,用理正岩土计算程序(4.5版)按k法计算桩板墙的桩身强度及变形,计算结果见表1和表2,桩板墙立面见图4中实线部分。
现场桩基开挖时发现岩土分界面起伏较大,呈锯齿形分布,显然原设计已不能满足要求,故按新揭示的地质情况修改桩长及截面,使相邻桩的人土深度尽可能协调,避免出现突变,并重新计算桩身强度及变形,修改后的桩板墙立面见图4中虚线部分所示。其中ZH一4在地坪以下近10m才进入强风化泥灰岩,做桩板式挡墙已不能满足桩顶位移要求及土体横向承载力要求,故在桩身上半部设置2道锚索,锚索锚人泥灰岩内,形成桩板式锚索挡墙,见图5。
锚索均采用1O股7。5钢绞线捻制而成,单股钢绞线采用公称直径为15.20mm的标准型1X7钢绞线,锚固长度均为8m,锚具均为OVM15—1O,采用M30水泥砂浆灌孔。用理正岩土计算程序(4.5版)按m法计算桩身强度、变形及锚索拉力,锚索一的水平拉力为776.7kN,锚索二的水平拉力为784.3kN。
6结语
(1)桩板式挡墙适用于大部分高差较大的边坡支护,其施工简便,竣工后维护费用低,但施工周期长,桩顶变形较大。
篇12
九重山国家森林公园位于重庆市城口县,地处大巴山腹地,公园内最高海拔2471米,最低海拔705米,相对高差1766米,森林覆盖率达85%,风景资源质量评定为一级,其资源价值和旅游价值高,难以人工再造,应加强保护,制定保全、保存和发展的具体措施。由于公园的特殊地理、地质条件,景区旅游公路的建设必然少不了开山劈石,公路边坡具有高度高,坡度陡,挖方量大等特点,采用单一冷色调的的工程防护体系,将难以满足景区的观赏性、水土保持、植被恢复等要求,所以,景区公路边坡防护需大量采用植物综合防护技术,其美观、环保、低造价、水土保持功效强等特点是景区的旅游价值的重要组成部分。
1.景区公路边坡植物生长环境分析
1.1景区公路沿线边坡自然条件
公园境域为西南沉积区,其上部为灰色泥灰岩、紫红色泥灰质白云岩、白云质砂质页岩不等厚互层,下部为泥灰岩、灰岩、夹白云质灰岩、白云岩及紫红色泥质白云岩。岩层倾角多为50~70°,断裂及垂直节理较为发育。景区沿线公路多以土石混合、石质边坡为主,坡度较大,高度较高,缺少覆土层,不利于边坡植物生长,应采取特殊的建植技术,达到稳定、长期的防护效果。
1.2公园水文气候条件
公园境域常年平均气温为12.0℃;公园内的卧龙景区一月平均气温为-3.0℃,7月平均气温为16℃,年温差为19℃。极端高温30.9℃,极端低温-13.2℃。公园境内无冰川、湖泊及外来水,地表水主要靠降水补给,水资源十分丰富,年均降水量1418.1mm。地表水系发育,河网密布。景区气候呈现出冷暖交替变化,边坡植物应选择冷暖季混合型植物,同时点播豆科植物,使边坡四季常青。
1.3景区植物类型
据现有资料统计,公园内有维管束植物190科2500余种。植被类型包含了植被型Ⅰ-Ⅺ内的多种植被;境内的木本植物资源主要是乔木、灌木、木质藤本和竹类4类,优势树种有栎类、桦木、华山松、杉木、马尾松、冷杉等,珍稀保护树种有:银杏、水杉、红豆杉、南方红豆杉、巴山水青冈等共55种;公园草本植物资源丰富,草甸植被主要是禾本科植物,占总草量的32%;豆科植物占15%;菊科植物占10%;此外还有莎草科、蓼科、蕨科、车前科等植物及灌丛。由于公园植物物种丰富,包含了多种边坡防护常用的植物,且有大量珍稀植物,所以边坡植物的选择应采取以乡土植物为主,外来植物相结合的方式,尽量少改变公路沿线的植被环境,同时减少由外来植物对乡土植物的侵害。
2.九重山公园景区公路边坡植物综合防护植物选配原则
2.1景观协调性原则
景区公路边坡植物是景区旅游资源的一部分,其自身除了要具有较好、稳定的边坡防护效果、长期的水土保持等功能外,还应满足景观的观赏性、协调性要求。九重山公园相对高差有1700多米,植物群落的分布呈梯度变化,植物风光也有层次变化,所以不同海拔位置的公路边坡应选择能适应相应小气候、相应植物风光的植物,让其能和谐融入到九重山景区的大环境中,成为景区旅游观赏资源的一部分。
2.2乡土植物优先并结合外来植物的原则
公园内的“乔、灌、草、藤”等植物资源丰富,多种植物能是边坡植物防护中常用的物种,如马尾松、狗牙根、马桑、火棘、杜鹃等,这些植物对景区的气候环境适应性强,抗逆性强,选择培育条件已经成熟的乡土植物,能减少引进外来植物带来的工程成本,降低工程造价;但另一方面,乡土植物并不能满足景区内各种条件的公路边坡,就需要引进少数外来植物来加以弥补。
2.3互生互存原则
由于多数边坡为土石混合、石质陡边坡,边坡立地条件不能满足大多数乡土植物生长要求,边坡植物需要采取特殊的建植技术才能良好生长,景区内的乡土植物无法全部满足,需要引进外来植种,乡土植物与外来植物应合理结合,共生共存,不但能减少工程成本,还能有效的保护境内的乡土植物与珍稀植物。
2.4生物多样性原则
单一的植物群形成的生态系统较为简单,生态稳定性差,只有多样性的防护植物相结合,才能形成复杂的生态群落,提高该生态系统的抗干扰能力,降低维护成本。所以景区公路边坡植物应建立“木、灌、草、藤”“高、中、低”相结合的绿化模式,提高边坡单位面积的绿化度,提高群落生产力和生态效益。
3.九重山公园景区公路边坡植物筛选
基于以上选配原则,结合重庆地区公路边坡绿化案例工程,分别筛选出观赏性强、美观、适应性强的“木、灌、草、藤”科类的植物,具体分析结果如下表
植物科 推选植物 特点
乔 1.马尾松 2.香樟
3.桤木 4.刺槐 远期观赏性强、根系发达、固土深度深,但不宜种植于高、陡边坡
灌 1.杜鹃 2.蔷薇
3.山柳 4月季
5.马桑 6.火棘 覆盖度大、景观价值高、初期植被均匀整齐、耐贫瘠、对土壤的要求也不高、根系深、生长周期长,与草本植物结合防护效果好
草 1.暖季型:狗牙根、野、城口风毛菊、狗尾草
2. 冷季型:高羊茅、无芒雀麦、白茅、早熟禾 引种快、对土壤要求不高、投资少、建植快、见效快、适应性强、冷暖季混合、边坡四季常青
藤 1.爬山虎 2.野葛
3.油麻藤 美观、生长快、抗逆性强、扩张性强、根系发达、垂直绿化效果好
4.九重山公园景区公路植物组合
通过研究西南地区公路边坡常用植物组合,结合以上筛选结果,本文从防护坡效果、观赏性、植物适应性、人工栽植情况、植物间的生物学关系、养护管理等方面入手,总结出几种适合九重山公路边坡防护的植物配置模式:
1、坡面草坪:狗牙根+草地早熟禾+高羊茅;
2、坡面灌、草组合:杜鹃(或蔷薇、月季、火棘之一)+狗牙根+冷季型草;
3、藤本植物护坡:爬山虎或油麻藤;
4、路基边乔木选择:马尾松、刺槐、桤木;
九重山景区公路相对高差1700多米,边坡类型、所处的小气候形式多样,所以边坡植物的组合配置模式及植物配方,应根据边坡的坡率、坡高、边坡类型及边坡所处的小气候环境等条件综合考虑,并通过建设前期的实验论证,制定各路段边坡的植物组合配置模式。
5.结论及建议
九重山景区旅游公路的建设,会对景区沿线自然风光、植物生态环境、生态系统产生极大的影响,植物边坡综合防护技术的应用将极大的改善公路沿线的自然风光的观赏性,提高公路边坡、弃渣场、取土场的绿化程度,提高开挖面、填筑面的水土保持功效。公路建设前期,应尽量修建植物边坡防护实验路段,结合实验效果,选择合理的防护植物及植物组合配置模式,同时加强公路建成后边坡的日常养护管理,对于降低工程造价、养护成本、提升景区公路观赏性及发挥植物边坡防护的长期效益具有深远意义。
参考文献
【1】宋家富、姜金植.公路路基边坡植物防护的探讨,北方交通,1673—6052(2008)05-0103一03
【2】边坡绿化与生态防护技术,北京:中国林业出版社,2009
篇13
合肥望江西路大蜀山野生动物园边坡治理工程,由安徽宏泰交通工程有限公司设计,中建七局二公司负责施工,合肥市康达监理公司监理。大蜀山边坡是望江西路及合肥市市政工程建设中遇到的最大的边坡,施工条件恶劣,地质条件复杂。施工单位与设计单位紧密合作,积极采用信息施工法,及时反馈到设计单位,及时调整施工设计方案。确保了野生动物园大门的安全。
1工程概况
1. 1地形地貌及地质构造
望江西路大蜀山野生动物园边坡原地形为一南北向山梁,北高南低,最大高差15. 81 m。属大蜀山山前坡地,第四纪由冲洪积一冲坡积碎石土及白翌系红色细粉砂岩构成。
该段表层土中有少量上层滞水,砂岩风化岩中有少量空隙水,主要由大气降水补给。
1. 2治理工程设计方案
为了控制滑坡及边坡变形,以免造成更大的损坏,做到一劳永逸,确保结构安全。
根据其工程地质条件,滑坡形成原因和稳定性分析及边坡特征,结合现场实际情况和工程实施的可行性进行方案比选。
I号方案:抗滑桩与锚杆框格方案。12根2 mX3m抗滑桩,桩间距5. 0 m,框格梁8片,竖肋及横梁尺寸0.8 mX1.0 m,地基梁带基桩,坡面挂网客土喷播。
2号方案:预应力锚索与锚杆框格方案。共设置33根7 X X15. 24锚索,间距4^-8 m一根,上下近4m,设三排,框格梁8片,竖肋。8 mX1.0 m,横系梁0. 4 m X 0. 3 m,地基梁带基桩,坡面挂网客土喷播。
通过比较选用n号方案。
2信息施工与动态设计的意义
2. 1信息施工
信息施工是指依据施工反馈的地质信息和监测数据,对地质结论、设计参数进行验证,对施工安全性进行判断,并及时修正施工方案,然后再按照新的施工方法进行施工。换句话说,就是将设计、施工、监测、信息反馈等融为一体的现代化施工方法,是动态设计法的延伸和需要,也是一种客观的实事求是工作方法。
对于地质情况复杂、稳定性差的边坡工程,在施工期间要求有足够的安全稳定,信息施工法建立的信息反馈机制有利于控制施工安全、完善设计。
信息施工法的基本原则,应贯穿于施工组织设计和施工现场管理的全过程,施工中不断将现场水文地质变化情况反馈到设计和施工单位,用以调整设计与施工参数,指导设计与施工。
文献规定,对于岩质边坡,岩体类别为I(新N)或11(新V)类,边坡高度(30 m,破坏结果很严重的,其安全等级为一级。一级边坡施工应采用信息施工法。本工程施工方在施工过程中积累和掌握了大量施工信息,为动态设计指导以指导施工提供了有力基础。
2. 2动态设计
动态设计是指根据信息施工法和施工勘察反馈的资料,对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证,如确认原设计条件有较大变化,及时补充、修改原设计的设计方法。
动态设计是边坡支护设计的基本原则,当地质勘察参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时,在这种情况下,根据施工中反馈的信息和监控资料完善设计,是一种客观求实、准确安全的设计方法。它可以达到避免勘察结论失误、确保工程安全与设计合理、确保工程安全施工、有利于积累工程经验等效果。
滑坡治理工程是一专业技术性很强的特种岩土工程,涉及到多种工艺的不同施工方法,大多为隐蔽工程施工;工程接触的地质情况变化差异大,“一刀切”式的照图施工往往不能达到对滑坡体的最优加固治理效果。惟有采用信息施工法,收集大量不同的施工信息,设计单位利用它们进行综合的设计方案调整,再用以指导施工。它是实践与理论辩证关系的基本原理在工程实际中的具体体现。
滑坡治理工程是一个动态过程。文献规定:一级边坡施工应采用动态设计法,必要时对原设计做校核、修改和补充。
本工程正是基于动态设计法的基本原则,及时对设计方案进行了修正。
3动态设计和信息化施工具体应用
合肥市大蜀山野生动物园滑坡治理工程治理难度较大、工序繁多、工艺复杂。不同的施工工艺和施工方法各有不同的特点与要求,所反映的施工信息也不尽相同。
因此信息反馈十分重要,能及时调整设计方案,有利于指导工程施工。
(1) 46 km+72 m-47 km+00 m段挡墙原设计基础深度1. 9 m,开挖后发现基底全部为淤泥土,基底承载力不足,经现场调查情况后决定:增加挖基深度,局部滑塌段增加浆砌片石回填数量,保证了挡墙结构的安全。
(2) 47 km-60 m-47 km-84 m段原设计框格锚杆高仅8 m,开挖后,发现边坡上部近6 m为腐植土,雨水冲刷易滑塌,经研究决定:增加锚杆框格高度,加密地基梁基桩,延长坡顶承压梁长度,确保了边坡的稳定。
(3) 48 km十40 m-48 km十88. 5 m段原设计锚索(杆)框格,坡顶设置锚索,坡中部设4 m长锚杆,坡脚设置地基梁。施工期间,强台风影响雨水集中,多次强降雨造成边坡滑塌十分严重,危及动物园大门的安全,经建设单位、监理单位多次现场调查研究制定实施方案,多次邀请有关专家到现场出谋划策,制定了临时加固方案:打杉木桩、钢板桩,用袋装土回填坡脚,用水泥土回填山体,分层加铺土工格栅网等。确定了永久加固方案,调整锚索设置位置,加密锚索、加长锚杆、加大肋梁截面尺寸,设置地基梁抗滑墩,对地表局部注浆等措施,基本稳固了山体,达到了保护动物园大门安全的目的。