水利水电工程高边坡的治理及加固(最新13篇)

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边坡治理 篇1

关键词:高速公路;高边坡;防治;探讨

中图分类号: U412.36+6 文献标识码: A 文章编号:

1 高边坡病害的主要类型

通常情况下高度大于30m 的岩质边坡和高度大于20m的土质边坡为高边坡。有关高边坡病害的分类方法很多,从病害体形成的时间以及与边坡工程的关系等方面对高边坡病害进行分类,高边坡病害可分为在边坡工程开挖之前及在边坡工程活动中两种。

2 高边坡病害的变形机理

若假定岩土体为弹塑性材料,则仅就坡体在开挖后的应力和位移调整结果而言,依据坡体岩土体的不同强度和不同开挖方式(包括开挖高度、开挖面坡角),边坡可能产生三种程度不同的病害:

(1)当边坡岩土体的强度较高或边坡开挖高度较低或开挖面坡角较小时,坡体内的应力和位移调整四有限的,坡体的变形局限在弹性范围内。但坡体的开挖终究会对边坡体的稳定性产生不利影响,坡体内各点的安全储备会有不同程度的变化(增大或减小)。因开挖引起的坡体内点安全度减小的区域可称为开挖影响区或称松弛区;

(2)当边坡岩土体的强度较低或边坡开挖高度较高或开挖面坡角较大时,坡体内的应力和位移调整较大,边坡体的变形已经超出了弹性变形的范围,开始出现塑性破坏。但这时的塑性流动并不明显,仅是坡体局部的应力达到材料的塑性屈服点,反映在坡移上就是坡移呈坡面大坡内小的变化规律,坡移并无明显的不连续面。因开挖引起的坡体内出现塑性变形的区域为开挖松动区;

3 高边坡病害治理

3.1 高边坡加固

对边坡而言,由于坡体的开挖,原有的应力场因坡体的开挖卸荷而导致应力进行重新分布,应力的重分布也将导致坡体变形的调整。开挖后不会出现高边坡病害,加固过程仅仅以限制变形和防止高边坡出现长期的变形损伤为主,如果岩体开挖后,立即对边坡进行加固,能有效地约束后续的塑性变形计流变变形,不致岩体的过度损伤,但此时加固工程量要大。如果岩体开挖后暂不加固,待后续变形充分发展一段时间后再加固,这样虽然加固量小些,但岩体可能会过度的损伤,质量劣化过大,对岩体整体稳定不利。对高边坡开挖卸荷引起病害几率高的边坡,虽然也符合以上有关高边坡变形损伤的机理,但是由于坡体内控制坡体变形的软弱结构面其强度参数岁时间的降低比岩体强度自然地损伤速度要快得多,因此开挖卸荷引起变形破坏的规模大、概率高,如果岩体开挖后,立即对边坡进行加固,能有效地约束后续的塑性变形及流变变形,不致岩体的过度损伤。因此,尽早进行高边坡的加固,最后选择超前加固为主,人为限制大变形的出现。

3.2 高边坡变形控制

开挖引起的边坡影响区岩土体由松弛发展到松动再到滑动,坡体即会出现整体的华裔破坏,由于组成坡体的岩土材料的复杂性,坡体变形一旦出现塑性变形,一般是不可逆的,坡体一旦松弛变形,其变形牵引范围往往会随外界影响因素的作用不断扩大。具体高边坡治理工作中队高边坡变形控制的途径主要集中在设计方案的选择与施工工序的设计两方面。

3.2.1 设计方案的选择

3.2.1.1以主动防护为主

对边坡变形最好的控制是做到对变形的主动控制,即在边坡变形的初期,通过人为地主动施加平衡外力,主动地约束坡体的进一步变形。工程措施的选择上尽量以预应力锚固工程为主。

3.2.1.2注意整体与局部的稳定问题

高边坡工程边坡较高,除了已经确认的可能导致边坡失稳的结构面、软弱夹层等不利层、面外,应注意沿坡面出现盈利集中的问题,特别是除了坡脚以外的其他可能的应力集中点,当按照整体检算布设工程后,边坡的薄弱点会随外界条件的变化可能出现调整,因此设计工作应对此问题有充分认识,防止出现冒顶、中部剪出等局部变形加剧导致的坡体失稳问题出现。

3.2.1.3防止出现人为的不利附加变形

预应力锚固工作作为高边坡主要的变形控制工程是无可替代的,但是由于其主动地外加荷载存在,预加外力作用导致的附加变形时不可避免的,预锚力所引起的预锚附加应力场是否会造成岩体局部破坏,以及这种局部破坏是否会进一步发展为整体破坏,应引起足够重视。多数时间这种变形时有利的,但是如果不分坡体具体情况的随意使用,附加变形有可能带来不利的影响,严重的可能导致坡体出现新的变形失稳。

3.2.1.4注意预应力锚墩的使用

预应力锚墩(格子梁)工程作为预应力锚索框架工程的有利补充在工程实际中已广泛使用,但是由于其单点受力,缺少框架工程变形协调的作用,因此在边坡变形控制中具有明显的局限性和适用范围,当坡面岩体破碎,整体性较差时英慎用该型结构。

3.2.1.5锚固长度的考虑

一般认为只要有足够的锚固力,就不会发生锚固破坏,这种观点不够全面。预锚加固的作用不仅在于提供直接平衡力、限制岩体变形,更在于加强岩体结构、提高岩体强度以及参与调整应力状态。岩体之所以失稳或有失稳的趋势,从根本上说是由岩体自身的结构特点和材料特性,以及天然因素或人为因素所引起的应力重分布所决定的,而预锚加固的实质就是施加主动的锚固力:一方面使岩体的结构得到加强,大大提高岩体的承载能力,另一方面,在岩体内产生预锚附加应力场,使不利的应力状态得到调整和改善,从而提高岩体稳定的可靠度。

3.2.2 施工工序的设计

高边坡病害工程施工时变形控制的另一方面。在注意减少爆破、降雨、不合理施工等对坡体稳定不利影响的前提下,根据不同的地质条件和边坡告诉,结合设计要求目前经常采用的几种有效的变形控制施工方式有以下几种:

3.2.2.1分级稳定、坡脚锚固桩预加固

为了保证边坡在施工过程中的稳定性,配合机械化大拉槽带瓦,在边坡高度高度不太高(一般不超过30m),且有放坡条件时,采用了分级稳定的设计方法。即将每级边坡按该地层中的稳定边坡坡率放坡,并设坡面防护措施,每级之间设一定宽度的平台(3~4m),在施工至第一级平台标高,停止开挖,先作坡脚锚固桩预加固,待锚固桩竣工达到一定强度后,再开挖桩前土体。

3.2.2.2分级开挖、分级锚固

当边坡过高,且无放坡条件时,采用了分级预应力锚索加固设计方法。即设计中采用台阶式边坡,每级边坡采用预应力锚索加固。每级边坡之间设一定宽度的平台(2~4m)。这样既保证了边坡施工中的临时稳定,也确保了边坡的整体稳定。坡脚可采用桩或挡土墙固脚。以上两种情况当施工条件容许时,在坡体未开挖之前,先施工坡脚抗滑桩工程,对坡体的变形控制效果会更好。

五、结论

限制和控制坡体变形是高边坡病害治理工程的主要目的,从边坡变形机理可见,在边坡开挖松弛之前进行变形控制是最佳的控制。总之高边坡变形控制问题是高边坡病害治理的主要问题,由于高边坡问题的复杂性,有关高边坡病害机理以及变形控制的问题还有许多值得研究的地方。

参考文献

边坡治理 篇2

关键词:公路边坡;治理;防护

引言

随着经济的飞速发展,公路交通也应得到相应配套发展。然而人类的一些与公路交通相关的活动,使公路交通造成了污染,自然生态环境遭到了破坏。随着公路等级的不断提高,公路边坡防护日益受到重视。为了在公路交通建设中应用可持续发展战略,在保障公路畅通的同时,应灵活采用不同的边坡防护形式,以恢复因修建公路破坏的生态平衡,吸收汽车噪声和排放的尾气。边坡防护形式与破坏类型及规模、边坡稳定状况、环境保护、工程经济、工后维护及施工方案等多种要素密切相关。

1. 公路边坡原因分析

1.1 路基边坡坍塌

公路路基边坡坍塌一般可以分为:落石型、滑动型及流动型坍塌。这三种情况可以同时在一种情况中出现,也可以单独存在。落石型坍塌指的是较陡的岩石边坡,容易产生落石的岩石必然是层理、节理、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的断块。裂隙张开的程度,肉眼很难看出,在平常的养护中,也很难被发现。由于反复冻融、渗水,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用,最终造成坍塌。

滑动型坍塌,在路基挖方段,特别是在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,岩层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性,当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也容易沿岩层的节理面、层里面或断面层发生坍塌。

流动型坍塌,是砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,由于雨水冲刷,产生流动,造成坍塌。雨水造成的坍塌,多为流动型坍塌,在日常养护中很容易发现,应及时处理。

1.2 公路边坡破坏

公路边坡破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自降水对边坡的直接冲刷与坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致边坡破坏,进一步造成路面坍塌,直接影响了行车安全。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。这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质、路基压实度、路基高度有关。通常情况下,砂性土路基边坡和粘性土路基边坡容易受到冲刷而遭到破坏;压实度较好的边坡比压实度差的边坡更耐冲刷;较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷。冲刷破坏通常发生在较缓的土质边坡上,如亚粘性土边坡、砂性土边坡及黄土边坡等。

2. 边坡工程处治设计原则

2.1 边坡工程中的极限状态设计原则

在边坡工程设计中采用的极限状态设计法,一般采用承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态,承载能力极限状态时指支档结构强度破坏、锚固系统失效、边坡失稳;正常使用极限状态时指支护结构和边坡变形量、危及邻近建(构)筑物正常使用、耐久性不能满足结构设计年限要求等。

2.2 边坡设计中的荷载效应原则

各种荷载的标准值是根据边坡处治结构按照极限状态设计是采用的荷载基本代表值,它可以统一由设计基准期最大荷载概率分布的某一分位数确定,准永久值主要依据荷载出现的累积持续时间而定,即按照设计基准期内荷载超过该值的总持续时间与整个设计基准期的比值确定。

2.3 边坡工程设计中的设计计算原则

边坡工程设计的设计计算原则有:(1)支护结构强度计算,包括锚杆抗拔承载力和立柱与挡墙基础的地基的抗压、抗弯、抗剪及局部抗压承载力均应满足稳定性验算;(2)在锚杆挡墙设计中,必须进行锚杆抗拔承载力和立柱与挡墙基础的地基承载力验算;(3)当边坡位于滑坡地段或边坡的滑塌可能影响到周围的建筑物时,应对边坡工程进行支护结构整体或局部稳定性验算;(4)如果对边坡的变形有较高的要求时,应对边坡进行变形分析,并根据分析结构采取有限的措施控制变形量,使之满足规定要求。

3. 边坡防护治理常用措施

边坡防护治理主要是保护路基边坡表面免受日照、降水、气温、风力等自然力的破坏,从而提高边坡的稳固性。坡面防护治理包括工程防护治理与植物防护治理。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,防止气温、雨水、风沙作用破坏边坡的坡面。

3.1 工程防护治理

边坡工程防护治理适宜于不易草木生长的岩石面上。通常采用抹面和捶面、护面墙、框格、喷浆、护坡等。框格防护用块石、混凝土等材料,在边坡上形成骨架,提高边坡表面粗糙度系数,以减缓水流速度。框格可以做成各种造型:六角形混凝土块、浆切片石或预制块做成的麦穗形等。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。在施工前,应注意把坡面上的浮土、表层风化岩体及松动石块等清除干净。由于使用年限较短,抹面、捶面防护治理在公路边坡防护治理上很少使用。当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,可以起到防护作用并能绿化公路交通。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。

护面墙防护是为了覆盖各种软质岩层和较为破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,使其免受大气影响而修的墙。可有效的防止边坡冲刷,防止三类坍塌,是最常用的一种防护形式。护面墙除自重外,不担负其他荷载,也不承受墙后土压力。根据边坡高度,岩石风化程度以及岩体的地质特性,可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,冲刷最严重。因此,在坡脚处设置护面墙是最起码的防护措施。护坡防护是目前最常用的路基边坡防护形式。在稳定边坡上铺砌块石或混凝土预制块等材料,防止地表径流或坡面水流对边坡冲刷。

3.2 植物防护治理

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。植被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,从而有效的稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。规格大小视施工情况确定,宜选用带状或块状草皮。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)桩固定于边坡上。种草防护,适用于边坡稳定,坡面冲刷轻微的路基边坡上。

4. 结语

做好公路边坡防护治理工作,确保公路边坡安全、稳定、灵活采用适当的防护型式,采用有效的防护治理措施,且要从经济、耐用、环保出发。与边坡防护治理工程合理配置,恢复公路边坡的生态平衡。运用更好的功率边坡防护新技术、新工艺、新方法,将公路建设与自然相融合,坚持公路建设可持续发展。

参考文献:

[1] 张子培,胡毅夫,邓子斌。张河公路边坡防护技术[J].中南公路工程,2003(5):87-88.

[2] 杨航宇。 公路边坡防护与治理[M]. 北京:人民交通出版社,2002.

[3] 方国庆。 山区公路边坡病害的防护[J].山西建筑,2009(5): 277-278.

边坡治理 篇3

Abstract: It is difficult to avoid the high filling and excavation section in process of freeway construction in mountainous areas. It is because of the slope of mountain digging disturbance that makes the stress concentration release, then causing landslides, collapse and other engineering geological disasters. Take the treatment of high slope landslide at K8+920~K9+160 in the freeway from Baoshan to Tengchong in Yunnan Province as an example, stability analysis of landslide have done by modeling combined the field investigation and experimental data, and put forward comprehensive control scheme for the same lithology but different weathering obvious engineering landslides. Showing the necessity of that when we put forward the treatment of this kind of engineering landslide analysis in highway construction process, we have to consider the actual geological conditions and reasonable selection of mathematical. And providing reference for engineering treatment for the same type of landslide.

关键词: 山区;高速公路;差异风化;工程滑坡;研究

Key words: mountainous areas;freeway;differential weathering;engineering landslide;research

中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)14-0095-04

0 引言

滑坡是指斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带(面)作整体地向前向下移动的现象[1]。自然坡体在开挖卸载后,坡体应力得以释放,坡体稳定性下降,在不利情况如强降雨等因素诱发下,容易产生工程滑坡,山区高速公路建设中经常遇到此类情况[2]。近年来,我国公路建设有了较快发展,尤其是随着高速公路向山区的延伸,公路建设中遇到的高边坡与滑坡、长大埋深隧道等复杂艰险的工程地质问题也越来越多[3]。并且山区特殊的地形和地质环境,高边坡开挖很容易引起边坡变形导致滑坡等灾害的发生,既会增加工程投资延误工期,还会给运营安全留下隐患[4]。因此,山区高速高速公路建设中出现的高边坡与工程滑坡等病害,也越来越受到交通主管部门及建设单位的重视。针对这种情况,如何根据实际的边坡工程地质情况,选用合理的方法灵活治理滑坡以保证边坡稳定,已成为山区高速公路建设中的重点工作。

以云南省保山至腾冲高速公路K8+920~K9+160段高边坡工程滑坡治理为例,通过数理建模完成滑坡稳定性分析,依据现场勘察和滑坡状况,提出了针对该路段同种岩性、不同风化程度和表征状态的工程滑坡处理方案,并取得了理想的治理效果,为山区高速公路滑坡的类似治理工程提供实践经验和参考比较。

1 工程概况

该段处于深切割高中山陡坡地貌区,海拔1830~1860,自然边坡陡峻,冲沟较发育,山脊平缓,地质作用以构造剥蚀作用为主。该深挖段因不良工程地质情况及施工开挖扰动坡体等原因,曾多次发生滑塌,且该段由于边坡土质风化程度差异较大而发生了沿不规则风化界面和层面下的错动以及滑移,需要及时采取加固措施进行治理。

1.1 滑动历史及发展过程

保腾高速公路K8+920~K9+160右侧深挖路段原设计边坡为自下而上第1、2级坡比1:0.5,第3级以上坡比1:0.75,分别采用锚杆(索)框格梁防护。施工后该边坡K8+900~K9+012段曾发生小型浅层土质滑坡,滑体由坡面侧向沿全强风化分界线滑动,经清方减载及剪出口反压后基本稳定。其后高边坡路段上部边坡前期施工完毕,2011年3月开始下部第1、2级边坡开挖及防护工作,实施过程中第2级边坡发生局部碎落坍塌,采用浆砌片石填补,2011年4月该段落2级边坡K9+035~K9+123坡体发生局部滑移,第3级已施工框格梁下挫约5cm,并沿2级边坡梁体下部形成深约2米宽窄不等裂缝,同时坡顶外侧K9+040~K9+090段形成两道裂缝,其中一条最大宽度10cm裂缝,现场发现问题后及时停工,对发现裂缝进行灌浆封闭,外侧设置临时截水沟,下部开挖土体回填处理,并予以长期监测。其后在进行滑坡专项勘察及方案设计过程中,该地区连续降雨,第5、6级边坡于6月再次发生坍塌,且边坡土体散落,坡顶原裂缝外缘再次发现同向裂缝,同时第2级边坡K8+980~K9+020段框格梁出现变形断裂,部分锚固节点破坏,判断该滑坡有进一步发展迹象。因此需立即进行坡体抗滑工程治理,减小发生次生滑坡灾害的可能,保证周边坡体安全,减小工程损失。

1.2 滑坡工程地质特征及形成机制 保腾高速公路路线K8+920~K9+160段为深挖明槽,右侧最大边坡高度近50m,右侧最大边坡高度20m,山体自然横坡较陡,坡体岩性为全~中风化花岗片麻岩为主,上覆3~8m不等厚粘土层;地下水类型主要为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。通过现场勘察及观测,发现该路段整体富水,在K9+010位置附近开挖后长期有小股水流排出,连续晴天手触其它开挖岩面,亦为潮湿状态,因岩体风化程度差异较大,原工程地质勘察资料未能完全揭示出风化分界段落。边坡内部随着雨水不断渗入全风化类土质岩层会导致土体容重过大,多余水体不断富集软化片麻岩风化界面引起其抗剪强度大大降低,因此施工期的连续降雨是滑坡范围和规模不断扩大的诱因之一。

该深挖路段不良的地质条件,以及施工过快开挖导致山体应力集中释放,也是滑坡规模不断扩大和加剧的主要原因。该段第四系覆盖层较厚,自然状态下坡体稳定,但路线开挖后形成高边坡,使坡脚地带形成了高陡的临空面,破坏了边坡土体的原有平衡状态,降低了坡体的抗滑能力[5~6]。同时,提供边坡变形空间,在防护加固工程未来得及实施的情况下,由前部向后牵引形成滑动,导致坡顶开裂、边坡失稳。另外,可塑~硬塑亚粘土具高孔隙比、遇水易软化、崩解的特点,受暴雨冲刷下土体抗剪强度迅速降低,极易引起边坡滑塌。同时,由于基岩风化强烈,路线设计标高以上为全~强风化岩石,岩质松软,具遇水易软化特点,对边坡稳定不利。强风化片麻岩节理发育,岩石破碎,夹石英脉,局部相变为花岗片麻岩。片麻岩属软质岩类,开挖暴露后易软化、风化剥落,对边坡稳定不利。

根据专业人员现场多次勘察,确定该路段不良地质为复合型花岗岩坡体岩土滑坡,按风化程度共分为三种不同岩性:位于边坡两侧低矮边坡为全风化花岗岩段,与覆盖层粘土混合,呈灰白及褐红色土质颗粒状,该段落滑动面主要产生于富水的风化层分界面上,易形成小型滑坡,在其带动牵引下对坡面整体稳定会产生一定影响;深挖边坡中部为中风化花岗岩地段,节理裂隙发育,且部分段落原状节理层面外倾,不利于边坡稳定。目前该段二级边坡施工后锚固已起到一定作用,但受上部荷载、岩性层状、岩体裂隙水、开挖临空面等综合不利条件影响,二级边坡框格梁底部块状岩体被挤出,局部下挫,内部形成挤压裂缝,坡顶产生张拉裂缝,设计前期又再次发生垮塌,因此该段需加强锚固,支挡措施方能保证稳定;上述两层中间为强风化花岗岩岩性段落,分界不甚明显,但岩质较为均匀,目前施工中一级边坡仅该类型岩层段落已予以锚固锁定且未发生破坏,但不排除因两侧滑坡引起牵引滑动的可能,已适当延伸处治范围,力求防护处治一步到位,尽量消除不安全隐患,节约工程造价。

1.3 滑坡稳定性分析 该滑坡段由于岩土风化程度的不同主要分为两段,K8+921.74~K8+984.09段为全风化花岗岩土质边坡滑坡,长85m,宽96m,上覆3~12米不等厚粘土层;K8+984.09~K9+160段为中风化花岗岩类土质边坡,长110m,宽60m,上覆3~8m不等厚粘土层。为确定合适的滑坡治理方案,采用有限元软件Midas/GTS对该边坡在自身荷载作用下位移及应变情况进行了模拟,对原坡体在天然状态下的稳定性进行了分析,以确定在目前已有的防治措施基础上还需增加的加固措施。Midas/GTS是针对岩土工程而开发的有限元软件,该软件具有简洁的界面、前后处理功能强大的岩土材料模型库,能满足大部分岩土体的破坏模式,因此用此软件对边坡工程的建立三维数值模型,比较接近真实情况,且计算结果相对安全[7~8]。

经过现场工程地质调查和测绘、钻探、原位测试以及室内试验,结合场地边坡工程地质条件及地方经验,综合考虑选取了岩土体的物理力学参数1.3.2 模型建立及结果分析 边坡岩土体的本构模型采用修正莫尔-库仑模型,是在莫尔-库仑模型基础上改善的,用于边坡的材料本构模型。模型采用实体单元中的高阶单元划分网格,在上部加密网格尺寸,有利于提高有限元计算结果的精确度。模型的力学边界条件采用前后该边坡模型的稳定性计算仅考虑在不采取任何防治措施的天然条件下的滑动趋势。模型计算结果由水平方向位移云图、总位移云图以及最大剪应变云图表示。但由于该边坡岩层沿走向方向相对均匀,变化规律基本一致,为更清楚地显示边坡的位移变形规律,采用X-Z剖断面相关云图来进行分析边坡稳定性。

计算得到该边坡在天然状态下的安全系数为0.1625,即该处挖方边坡由于坡度过陡及在自身重量作用下稳定性很差,处于随时可能滑动的状态。且分析该滑坡段的位移变形图,也可以看出其在边坡下部位移较大,因此在目前已有的处治措施基础上,应该加强对边坡底部的防护加固,采取必要的抗滑支挡工程。

2 滑坡治理

针对该段边坡由于风化程度差异较大而产生的沿不规则风化界面及层面下的错动滑移,本工程采用了两种现场处置措施相结合的方法,即在岩质滑动及开裂路段设置桩间锚杆挡墙,而对全风化类土质边坡采用桩间挡土板进行加固处理,另外为了减弱边坡受雨水及岩隙水的影响,采取相应的内外部排水措施,以期取得所需的治理效果。

2.1 主要工程措施

2.1.1 抗滑桩+挡土板 抗滑桩一般应设在滑坡前缘抗滑段滑体较薄处,以便充分利用抗滑段的抗滑力,减小作用在桩上的滑坡推力,减小桩的截面和埋深,降低工程造价,并应垂直于滑坡的主滑方向成排布置。滑坡治理工程中,全风化花岗岩及已进行清坍的矮边坡段,由于前期削方减载和前端反压措施效果良好,经观测和计算已基本处于临界稳定状态,采取适当清除松散滑坡土体,并以小桩径1.5×2.0抗滑桩,桩间设高度1米的预制钢筋砼挡土板进行支挡方式处理。

2.1.2 抗滑桩+桩间抗滑挡墙 抗滑挡土墙一般为重力式挡土墙,以其重量与地基的摩擦阻力抵抗滑坡推力。其布设位置一般是放在滑坡前缘出口处,充分利用滑坡抗滑段的抗滑力以减少挡墙的截面尺寸[9]。滑坡治理中针对强~中风化花岗岩段采用抗滑桩与桩间抗滑挡墙相结合的治理方法,对该段用桩径2×2.5的抗滑桩处理,又由于该滑坡滑面较浅,大部分剪出口在原公路路面以上,且基岩或碎石土层埋深均较浅,在保证工程安全的前提下,决定在抗滑桩间设抗滑挡土,即桩间采用仰斜式C20现浇片石砼抗滑挡墙进行支挡,以防止滑坡进一步发展及桩间体积较大的风化石块开裂挤出。

2.1.3 排水措施 为有效排除地表水对滑坡稳定性的影响,设计中在边坡平台部分用混凝土封面并采用向外侧的排水横坡,在滑坡后壁设置了堑顶截水沟,通过急流槽将水导入边沟中,再经边沟入涵洞排出滑坡体外。坡体内部采用外壁打孔土工布反包的PVC管式疏干孔排引坡体水,实际施工根据现有出水点及风化界面进行布设,并通过平台排水沟及桩外边沟引水至滑坡体外部。

跳槽清理K9+060~K9+120段碎裂岩体,完成桩间抗滑挡墙及挡板施工,并按顺序及时采用浆砌片石充填空洞部分。

⑥理顺排水系统,边坡平台部分采用5cm厚C15砼封面并设置向外侧3%的排水横坡。

3 结语

第四系覆盖层较厚,土体松散,力学强度低,软化系数小,遇水易软化失稳[10]。同时,不同风化程度的花岗岩导致坡体沿不规则风化界面下及层面的错动滑移使得滑坡情况更为复杂。路线开挖后高边坡坡脚地带形成了高陡的临空面,在较长降雨期内,使得该段滑坡多次发生滑动且规模一再扩大。

特殊的地质条件决定该段边坡无论高差大小,在各不利因素的共同作用下,只要形成了临空面和滑动带,就必然会向工程边坡坍塌和滑坡不断发展的活动特征。根据其形成机理,通过对工程开挖后形成的滑坡体工程地质、风化程度和现场状况的综合分析评价,本路段分别采用抗滑桩+挡土板和抗滑桩+抗滑挡墙的工程措施,辅以锚固、综合排水等措施而拟定的工程滑坡治理方案,经工程实践检验取得了良好的效果,为类似工程的前期地质病害预判和各阶段方案研究及设计提供了宝贵经验。

参考文献:

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边坡治理 篇4

关键词:公路边坡;病害分类;治理措施

一、公路边坡病害

边坡病害基本上可以归纳为崩塌、滑坡、错落和坍塌等四种类型。其不同类型的病害,虽然影响因素基本相同,但破坏特征却大相径庭。

1.边坡崩塌病害。

大量的岩土从高的陡斜坡上,以垂直的、高速的方式向下崩落,一旦碰撞到地面,便发生翻滚、跳跃,完整岩体顿时破碎成碎石,成堆状形态,堆落在边坡下面。

2.边坡滑坡病害。

位于斜坡上的岩土,在重力作用下,由于种种原因改变了坡体内一定部位的软弱带(或面)中应力状态,或因水和其他物理化学作用降低其强度,或因振动或其他作用破坏其结构,当应力大于自身强度时则产生剪切破坏,其上岩土失去稳定,从而导致整体或分几大块向前滑动。

3.边坡错落病害。

在突出(或具有带状平台)的坡体内,如果底部有一层松软而破碎的岩土组成有一定的厚度,且向外缓倾或向山缓倾的软弱垫层,产生以软弱垫层压缩为主而微向临空移动的现象称为错落。

4.边坡坍塌病害。

边坡体一定范围的岩土,由于雨雪水和上层滞水等活动,或由于受振动、侧向卸荷、坡面加载或四季时干时湿等因素的影响,特别是雨季中或融雪后受湿的岩土自重增大,且强度降低,使岩土的结合密实度变化,其密实度不能支持旱季中斜坡的陡度而塌坡,塌至与其相适应的坡率为止的一种变形现象。

二、公路边坡病害治理

21世纪,我国高速公路进入快速发展时期,公路边坡病害也随之增多。目前,在高速公路建设上,对病害边坡的治理方法,一般做法是:针对不同的边坡病害状况,采取“对症下药”的办法进行治理。根据实践经验统计,按照所采取的治理措施的原理,将其归纳为坡率法、排水措施、支挡结构和植物防护法等四大类。

1.坡率法

这种治理边坡措施的原理是:采取减重或反压措施,以保证边坡处于稳定状态。

具体做法是:对不稳定边坡,按稳定的坡率要求进行刷方,一直刷到稳定的坡率为止。

刷方就是削去陡坡上的岩土,按稳定的坡率分设成若干级平台,或对边坡上部进行减重,在边坡下部进行堆土反压,以保证边坡稳定。

坡率法虽然是一种最原始的工程措施,然而,也是一种永恒的方法。其特点:施工简单,机械化程度高。但是,对原有自然边坡植被和环境破坏较大,仅适用于低矮平坦的边坡,或少量刷方不会引起大边坡病害的地带,具有减重和反压条件。

2.支挡结构

对于不稳定的边坡,在下部采取设置挡土墙或抗滑桩等阻挡设施,阻止滑坡位移,或用预应力锚索或锚杆等组成框架结构等,采取主动措施拦住滑坡,以保证坡体稳定。在当今高速公路建设中,对治理高路堑边坡病害时,这是一种应用比较广泛的一类工程治理措施。按照阻挡结构的受力特征,这类治理措施又分为刚性和柔性支挡结构两个亚类,每个亚类又分为若干次类。

⑴刚性支挡结构:按其支挡结构原理和材料不同,常用的有:抗滑挡土墙、抗滑桩、锚索桩、预应力锚索抗滑桩,各自的工作机理和适用条件分述如下:

①抗滑挡土墙。

抗滑挡土墙是依靠墙底摩阻力和墙前被动土压力平衡边坡破坏力,利用自身重量或部分土体保持墙体不会倾倒。这种抗滑结构形式,是公路建设中早期最常用的支挡结构,也是20世纪50年代治理大中型边坡病害的重要手段。

抗滑挡土墙的特点:施工简便,只需劳力,不需机械,取材容易,大多为石料和少量水泥,个别用混凝土代替;施工时需要采取跳槽开挖方式,施工安排不当会造成坍塌,其抗滑能力有限,仅适用于边坡病害较浅,适宜破坏力不大的较矮边坡。

为适应地形地质条件,它还演绎出了多种断面形式,伴随着科学技术发展,今后将会减少应用这类抗滑措施,或降低其使用高度。

对于这种类型的挡土墙,原苏联、日本等国家在港工建筑物中对有卸荷板或卸荷平台的挡土结构研究较多,在港工建筑物中我国应用的也是比较早的。

②抗滑桩。

抗滑桩是一种侧向受荷的结构。它是将边坡破坏力通过桩身传递到下部锚固段,由锚固段的桩周抗力来平衡,类似于一种悬臂受力结构。

人工挖孔浇筑抗滑桩,是我国开发的一种支挡结构。20世纪60年代,在成昆铁路建设中,首先成功地采用了这种结构,其采用过的抗滑桩截面尺寸有2.0m×2.0 m、2.5 m×4.0 m、2.5 m×3.1 m等,桩长9~17 m。

在预应力锚固技术应用于边坡加固之前,大截面人工挖孔抗滑桩长期以来是治理大、中型滑坡的主要手段。其特点:桩位可灵活设置,可集中设置在滑体的某一部位,也可单独使用,还可与其他结构联合使用;施工安全,施工过程中可验证地质资料;适用于松散、软弱、地下水丰富而不易产生锚固力或对锚索有腐蚀作用的地层。不足之处,一般截面较大,外露式影响环境美观。

③锚索桩和预应力锚索抗滑桩。

锚索抗滑桩上端类似铰支,下端类似弹性固结的梁式结构,由锚索拉力和桩身抗力抵抗边坡破坏力。在这里所说的预应力抗滑桩,只是桩身采用预应力钢筋混凝土结构。这两种抗滑桩与普通抗滑桩相比,施工比较复杂,机械化程度高,工期短,节约材料,成本低。

锚索桩和预应力锚索抗滑桩,是20世纪80年代以来开始使用的方法,当前应用相当广泛。外露式的不宜采用,不适宜不易形成锚固力和对锚索有腐蚀作用的地层。一般情况下,预应力锚索抗滑桩较普通抗滑桩节约投资20%~30%。

⑵柔性支挡结构:按其支挡结构原理和所用材料不同,常用的有锚杆框架、锚索框架、压浆锚固、竖向钢花管注浆、多次注浆钢管框架。这类支挡结构共同的特征是:锚杆或锚索一端及压浆深入到边坡之内,锚固到稳定的岩体中,另一端在坡体表面用框架连接结成整体,牢固地箍住滑坡,锚杆(索)、框架和滑坡形成稳固的整体,以达到治理滑坡病害的目的。

①锚杆框架。

锚杆框架将锚杆群按一定方式布设在滑坡上,锚杆深入到稳定岩体,通过锚杆向岩体内灌浆,一是提高岩体的强度,同时增强了岩体对锚杆的锚固力,依靠该锚固力提供对滑坡的抗滑力,框架将锚杆联结在一起,形成对坡体起框箍作用。锚杆框架特点:结构轻巧,机械化施工程度高,框架(地梁)内可植草绿化,但钢筋锚杆的锚固力有限,可采用自上而下的分层施工法,对边坡的扰动小。它可以代替土钉墙、挂网喷浆及抗滑挡土墙。适宜于能产生锚固力和不腐蚀钢筋的浅层路堑边坡。

②预应力锚索框架。

预应力锚索替换为普通钢筋锚杆后,就变为预应力锚索框架。预应力可深入更深的岩层,与框架一起形成对滑坡更大的框箍作用。

③压浆锚柱。

压浆锚固滑坡的工作机理:在坡体上钻孔到稳定的岩层中,在钻孔里放置插入钢筋笼、柱,一是提高岩体强度,二是钢筋混凝土柱体起抗滑销键作用,与坡面起到框箍作用。该技术特点:治理结构轻巧,施工机械化程度高,柱顶用框架连接,框架内可绿化,对原有边坡扰动小。适用于滑动较浅的风化破碎岩石、坡残积土等滑坡。

④多次竖向钢花管注浆技术。

多次竖向钢花管注浆技术,集锚固工作机理和注浆机理于一体,既提高岩土体的强度,又提高了抗滑力。

⑤钢花管锚杆框架。

钢花管锚杆框架,首先在坡体上钻孔,放入钢花管到稳定的岩层上,通过钢花管向岩体内注浆,加固了岩体强度,钢花管和灌入的浆体构成微型桩起抗滑作用。

3.排水措施

对于边坡稳定来说,除去边坡岩体自身岩体结构和所处边坡坡度外,雨水、雪溶水、地下水则是滑坡滑动的诱发因素。因此,在一定的条件下,截流坡面流水,防止地面水下渗,疏干滑坡内已存在的地下水,都是保护边坡稳定的积极措施。按照排水设施的作用和排、渗方法不同,排水设施有:仰斜疏干孔、边坡渗漏、支撑渗漏、截排水盲洞等方法。

仰斜疏干孔:用机械在滑坡上成孔,孔内安放透水的滤管将地下水引出坡体。

边坡渗漏:在滑坡体上挖出沟槽,填上渗水材料,把地下水集中排除到坡体之外。

支撑渗漏:将沟槽设置在滑面以下,既有排水作用又有抗滑作用。

截排水盲洞:靠洞顶以上位置设置渗水井、渗水管,形成截水帷幕,把坡体内的水集中,通过洞中排水设施将积水排出。

4.生物防护技术

常用的生物防护技术有花池植草、加筋草墙、六棱砖覆土植草、三维网植草、土工格室植草、堆码植生带等。

三、结语:

对于复杂地质的滑坡治理,如果只采用单一的方法治理,往往难以达到预期的目的。因此,时常采用综合治理措施,对滑坡下部常采用抗滑桩治理,中部采用预应力锚索(或锚杆)框架治理,上部采取坡率法治理,并附以植物防护,可以取得对滑坡治理的理想效果。

参考文献:

边坡治理 篇5

关键字:边坡治理安全景观

山地起伏很大,坡度陡峻,沟谷幽深,一般多呈脉状分布。山地是一个众多山所在的地域,有别于单一的山或山脉,山地的高度差大。在山地住宅建设过程中 , 会出现大量边坡 。利用地形可以有效地、自然地划分空间,使之形成不同功能或景色特点的区域,在此基础上若再借助植物,则能增加划分的效果和气氛。具有一定高差的地形能起到阻挡视线和分割空间的作用,在设计中,被分割的空间产生对比,同时通过视线的屏蔽,可安排令人意想不到的景观。而地形设计中,首先考虑的是对原有地形的利用,结合基地调查和分析,合理安排各种坡度要求。山地住宅一般都属高档住宅小区 ,尤其以别墅居多,这些坡若不进行有效治理,就会造成 对整个高档住宅小区的安全 构成极大威胁,甚至会造成人员伤亡,同时裸露的边坡也无法种植绿化,将对整个住宅区的价格定位造成影响。

一、目前主要的边坡治理方法

一是团粒喷播绿化,这种方法被广泛适用于各种土质、岩质边坡的绿化施工;二是高陡岩石边坡(有裂隙),针对高陡岩石坡面特别设计的施工方法,能在短时间内快速恢复植被;三是高陡岩石边坡(无裂隙):针对没有裂隙的高陡岩石坡面特别设计的施工方法,本方法根据坡面的具体情况又分为多种不同的施工工艺 混凝土边坡绿化针对喷锚施工后的坡面特别设计,能在短时间内形成木本植物群落,结束了国内混凝土边坡无法绿化的历史;四是生态盖喷播绿化:针对有毒的矿渣山、工业排废堆场、垃圾场等场所特别设计,既能快速恢复郁郁葱葱的自然植被,又能防止和根治由上述原因产生的地下水污染,营造一个真正的生态环境;五是纤维筋团粒:在“团粒喷播施工法”的基础上增加了植物性纤维材料,更好地改善了土壤培养基的性能。

二、对边坡绿化的功能

(一)、水土保持功能

植物的垂直根系可穿过坡体浅层的松散风化层,锚固到深处较稳定的岩土层上,起到预应力锚杆的作用。禾草、豆科植物和小灌木在地下0.7~1.5m有明显的土壤加强作用,乔木根系的锚固作用可影响到地下更深的岩土层。浅根性的草本植物,其根系在土中盘根错节,使边坡土体成为土与草根的复合材料,草根犹如带预应力的三维加筋材,使土体强度大大提高。边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切关系,降雨是诱发重力侵蚀的重要因素之一。植物通过吸收和蒸腾坡体内水分、降低土体的孔隙水压力,提高土体的抗剪强度,进而促进边坡体的稳定。具有植被覆盖的坡面,降雨在到达坡面之前,就被植被截流,植被茎叶对降落的雨滴和集中股流具有明显的销能作用,可有效地防止坡面水蚀。植被的覆盖还可有效地防止风沙灾害。

(二)、改善环境功能

植物的个体或群落随着时间的推移,功能不断加强,通过自身变化为其他动植物提供生存条件,改善周围的生态环境。譬如,增强土壤保水性,为动物、昆虫等生物提供生活空间,缓解小气候、净化空气、降低噪音等。

(三)、提高保健和文化水平

通过不同植物品种和不同造型的配置,可表现出不同的生态景观效果。植物群落形成的景观能使人们感受心理稳定、镇静、优雅、舒适等。

三、植被混凝土生态护坡施工工艺分析

植被混凝土生态护坡包括以下工序:坡面整治、高强度土工网和锚钉的铺设安装、植被混凝土基材制备、植被混凝土喷植。

(一)、坡面整治

将坡面对施工有碍的一切障碍物清理干净。包括:清除植被结合部,清理坡面开口线以上原始边坡的接触面,清理宽度1.0~1.5m,以铲除原始边坡上植物枝干为准,对地下根茎无必要进行挖除,此部分作为工程与原坡面的过渡即植被结合部;

清除坡表面的杂草、落叶枯枝、浮土浮石等;

坡面修整处理。对于明显存在危岩的凸出易脱落部位,进行击落,可先用电锤或风镐在凸出部位沿坡面钻出孔洞,然后用锤击落。对于明显凹进的地段,进行填补,可用风镐将需填补处凿出麻面,其深度不宜小于1cm,然后用高压风、水将其冲洗干净,最后用M7.5砂浆将其填平。

(二)、铁丝网和锚钉的铺设安装

采用电锤垂直于坡面钻孔,击入锚钉。锚钉采用Φ14或Φ16螺纹钢,长度30cm~60cm锚固,锚钉间距1m×1m。孔深20cm~50cm,锚杆外露10cm。坡体顶部为加强稳定,可用长60cm进行加密加长处理。

(三)、植被混凝土基材配制

植被混凝土基材由砂壤土、水泥、有机质、植被混凝土绿化添加剂混合组成,各组分材料的选择要求如下:

砂壤土:选择工程所在地原有的地表土壤经风干粉碎过筛而成,要求土壤中砂粒含量不超过5%,最大粒径应小于8mm,含水量不超过20%。

水泥:采用P32.5普通硅酸盐水泥。

腐殖质:有机质一般采用酒糟、醋渣或新鲜有机质(稻壳、秸秆、树枝)的粉碎物,其中新鲜有机质的粉碎物在基材配置前应进行自然发酵处理。

植被混凝土绿化添加剂:添加剂能中和因水泥添加带来的严重碱性,调节基材PH值,降低水化热;增加基材空隙率,提高透气性;改变基材变形特性,使其不产生龟裂;提供土壤微生物和有机菌,有利于加速基材的活化;含有缓释肥和保水剂。

(四)、植被混凝土喷植

完成坡面整治、网和锚钉铺设,并做好植被混凝土基材组分备料并配制后,即可进行植被混凝土基材喷植施工。喷植所用设备为一般混凝土喷射机,分基层和表层分别进行。从坡面由上之下进行喷护先基层后表层,每次喷护单宽4~6米高度3~5米。

(五)、基层喷植

方法:在喷浆之前再次检查坡面上的浮土、草皮、树根及其它杂物是否清理干净,确认后用水进行坡面喷淋,以促使喷射植被混凝土基材与基面连接紧密,然后进行试喷试验,以调节水灰比,再进行喷浆施工;基层的喷护厚度为8~9cm;喷射作业开始时,应先送风、后开机、再给料,喷射结束时应待喷射料喷完后,再关风。

控制措施:基层喷射混凝土可一次喷至设计厚度,不需分层喷植;喷射过程中,喷嘴距坡面的距离控制在0.6m~1.0m之间,一般应垂直于坡面,最大倾斜角度不能超过10°;喷浆中,喷射头输出压力不能小于0.1MPa;喷射采用自上而下的方法进行,先喷凹陷部分,再喷凸出部分;喷射移动可采用“S”形或螺旋形移动前进。

表层喷植:基层施工结束8h以内进行表层喷护,一般控制在3~4h;表层的喷护厚度为1~2cm;表层喷护之前在坡面上喷一次透水,保证基层和表层的粘结;近距离实施喷播,以保证草籽播撒的均匀性;喷播采用自上而下的方式进行,单块宽度按4~6m进行控制。

结束语

山地别墅带来的是一种健康的生活方式。山地别墅摒弃了更多的人工景观,如喷泉、人工湖、公共 花园等等,以及传统的围墙式的庭院,使建筑坐落在自然的环境中,拥有整体、优美的天然环境。再有,采用植物群落固坡、保持土壤的作用是有一定限度的,它不能涉及到深层土壤的坍塌或极其厚重土层的滑动。对于高陡边坡,若不采取工程措施,植物生长基质则难以附于坡面,植物便无法生长。因此,植被护坡技术必须是植物措施与工程措施相结合,发挥二者各自的优势,才能有效地解决边坡工程防护与生态环境破坏的矛盾,既保证了边坡的稳定,又可实现坡面植被的快速恢复,达到人类活动与自然环境的和谐共处。

参考文献:

1、 杨志法,从岩体变形破坏规律角度探讨锚喷结构作用原理, 煤炭科学技术, 2011年02期;

2、乔春生,岩石地下工程锚喷支护设计的人工智能方法及其集成,岩石力学与工程学报,2010年09期;

边坡治理 篇6

关键字:边坡;稳定性;预测;治理方法

中图分类号:TU74文献标识码: A

边坡稳定性的预测及其治理方法的研究已经有了一段的历史,在其发展的过程中已经形成了多样的理论体系和方法实践,我们要分析清楚影响边坡稳定性的一些要素,掌握边坡稳定性研究的核心,边坡稳定性分析,并以此探寻其治理方法,以减少地质灾害给人们的生命及财产造成威胁。

一.边坡稳定性的研究现状

1.边坡稳定性的评价

边坡稳定性的研究早期从两个方面展开,第一,以边坡所处的地质条件和滑坡现象对滑坡所处的环境的机制分析,多为定性的单因素分析,另一种是土里学里极限平衡的概念引入,依靠三个静力平衡条件来计算边坡极限平衡状态下的总平衡性。由于计算机的发展和计算机科学的进步,将计算机应用到工程地质学和边坡研究领域,促进了工程地质学和边坡研究的长足发展,数值模拟技术广泛地应用到了边坡稳定性评价当中,与此同时,学科之间的界限被打破,学科之间的相互渗透大大促进了边坡稳定性的研究,一大批系统的理论体系被提出,大大存进了边坡研究的理论和实践发展,让边坡研究进入前所未有的高度。

2.边坡研究的历史与现状

20世纪60年代,滑坡预报研究开始起步,如今已经成为滑坡研究的热门领域;由于边坡稳定性是关系到滑坡研究的关键,所以对于边坡稳定性预测的研究工作也是从那时开始,大致经历了凭借现象和经验预测的阶段,根据时间、位移等因素来统计预报的阶段,随着边坡研究的深入,又经历了综合预报及预报判据研究等,还有各个理论体系的不断涌现和探究。

二.探究影响边坡稳定的因素

想要对整体对边坡稳定性做出准确评价其难度很大,边坡的稳定性受到工程地质条件,水文地质条件,地质地貌,岩性等自然条件的影响,又受到人类工程活动等影响,因此边坡的稳定性是一项需要综合考虑的工作,其特点具有复杂性,不确定性,模糊性等,但归结起来还是与以下方面有关:

1.岩性和结构

边坡失稳与岩性有关,也与岩性内部结构有关,岩体结构的连续性常常受到地质结构面的破坏,结构面往往是影响边坡稳定的重要因素,岩体的连续性和强度都受到结构面的影响,

2.水文因素

水是影响边坡稳定性的一个关键因素,滑坡,泥石流,全都与水有关,地表水和地下水会通过岩体裂缝降低边坡的软硬结构,破坏力学中的强度,进而让坡产生滑移变形,影响边坡的稳定性,确定地下水的水位和水压是边坡稳定性分析中的一个重要问题和关键因素,水位因素对于边坡稳定性的预测具有及其重要的参考因素。

3.震动爆破

在施工过程中,常常需要爆破,爆破震动给边坡稳定带来的影响是一个不容忽视的因素,较大的爆破震动及容易带来边坡失稳,特别是在爆破过程中,没有充分考虑到地形结构特征,造成局部边坡失稳,没有按照设计施工,违规操作等,也容易影响边坡稳定。

4.人为因素

在人类的生产活动中,对于边坡处理不善以及生产的随意性都对边坡的稳定性产生了重要影响,轻视帮坡的作用,成产处理不善且随意,没有科学性,导致在重力的作用下,易产生滑体。

三.边坡稳定性的分析

极限平衡法。极限平衡法是目前较为广泛被采用的边坡预测分析的方法,它能直接给出边坡稳定性定量评价值,安全系数等,具有较强的直观性,目前被广泛的应用,常用的有瑞典法,简步法,余推力法,肖普法等等。

数值分析法。数值分析法在边坡问题中发挥了越来越重要的作用,在边坡问题中已经得到了广泛的应用,特别是配合极限平衡法的应用,使数值分析法在解决边坡问题和管理问题中发挥了越来越重要的作用,常见的边界元法,离散员法等等。

在边坡稳定性的研究中,各个研究方法的相互交融,综合考虑已经成为了重要的发展趋势,各种研究方法有各种研究方法的优点,也有各自方法的不足,只有分析各个方法的优点和不足,相互融合,取长补短,才是边坡稳定分析预测的长效之路。

四.边坡防治措施的若干问题

随着边坡稳定性工作不断受到社会的重视,边坡稳定性的治理,一些保障边坡安全的措施也逐渐实践。

1.边坡加固。边坡加固是一种被动采取的措施,主要是针对滑坡和变形体,利用钢轨抗滑桩或挡墙等,加固边坡,以保障边坡稳定性,治理边坡安全等目的。高边坡发生变形破坏的事故频繁发生,高边坡的加固对工程起到至关重要的作用,针对抗滑桩、锚(索)杆、格构加固、喷锚网支护和注浆加固等加固方案。两项技术有望在对滑坡灾害,特别是具有卸荷裂隙的高陡边坡滑坡的防治中取得良好效果。

2.边坡监督。地表位移监测系统,是边坡监测中最常用的一个监测系统,在边坡变形监测方面发挥了重要作用,同时边坡技术研究的管理机构在对边坡进行维护的过程中也发挥了重要的作用,边坡监测对边坡进行监测,主要包括以下方面:围岩;位移、倾斜;应力应变、地形变化;地震、爆破震动;降雨量、气温、地表(下)水(水位、水质、水温、泉流量、孔隙水压力)等监测。

3.边坡治理的方法总的来说常用的边坡治理大致可分为工程护坡和生物护坡两种方法,其治理边坡生物治理是跨越多个学科的边缘领域,它需要土木工程学、工程力学、农学、林学、生态学、恢复生态学等多个学科知识,因此多学科知识应用到边坡防治是一个明显的发展趋势。

总结

边坡稳定性预测及其治理方法是一项复杂的工作,不断涌现出的新理论、新方法丰富了边坡稳定性的分析工作,我们要注意边坡系统内部的各个系统之间的联系和与外部各要素的相互作用,相互制约的关系,特别是对边坡失稳的分析工作当中,绝不能单单考虑一个要素,应该综合全面的多方考虑,在监测资料充分分析的基础上,还要对周围的滑坡地质有所了解。

参考文献:

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边坡治理 篇7

关键字:边坡防护 滑坡 治理

中图分类号: U416.1+4 文献标识码: A

随着我国西部山区的大规模开发,山区公路和港口建设全面展开,高陡边坡大量出现,随之而带来了严峻的山体滑坡治理与高边坡防护问题。高陡的山体、的边坡,严重的破坏了自然环境,亟待进行有效的防护。

1 边坡失稳原理

高陡的边坡中,当潜在的深层滑体沿滑动面的抗滑力不足以抵抗下滑力时,便会沿滑动面发生滑动和破坏。在坚硬的岩石中,断层、节理、裂隙等软弱结构面多演化为滑动面。在软弱的土层中,黏性土的滑动面多为圆弧状,而砂性土的滑动面多为平面,有时也会出现沿上覆土层或者下卧基岩的界面滑动。

2 治理与防护措施

山体滑坡治理与高边坡防护措施的选取需要综合考虑地质条件、滑坡的类型、影响的范围、防护目的以及其他相关因素,制定有针对性的措施,以达到控制或保护的目的。为了维持稳定的边坡,一种方法是通过不断的削破,直到边坡倾角到达一个稳定的状态,另一种方法是设置的支护结构。边坡防护的方法有很多,基本上可以总结为如下几种:排水方法、支护方法、综合防治方法。各种方法均有其相适应的边坡类型。

2.1 排水方法

排水方法一般针对地质条件较差的、裂隙发育、岩体破碎的滑坡地段采用,在施工的过程中尽量避免对原有岩体的进一步破坏。边坡防护的排水方法,这里主要介绍仰斜排水孔方法。

仰斜排水孔方法主要通过钻孔把地下水导出,降低滑坡体内的地下水位,以稳定滑坡体的措施。首先,分析地下水位、滑动面的性状、排水效果等因素,制定出施工的具体参数,如排水孔角度等,以及根据地层和成孔要求为水平钻孔或锚杆钻机的钻头选型。对于倾斜排水孔需要长期使用的,必须进行成孔后内壁防护。目前在孔壁支护中,多采用了新一代的软塑料管和管道,可以在不影响地下水渗流的同时起到一定的支撑作用。钻井循环介质最好是使用高压空气或高粘度的泥浆,一般不使用水,防止循环水的渗透,造成进一步滑坡。

2.2 混凝土抗滑结构防护

2.2.1 喷浆或喷射混凝土防护

喷浆或喷射混凝土防护可以保护滑坡体表层坡体并增强坡体的整体性, 防止地表水渗入坡体风化。该方法主要是用于强度较低、边坡稳定性差、表层风化严重或者裂隙发育的岩体边坡。喷浆优选为5~10厘米的厚度。混凝土两侧嵌在岩石的凿痕,防止侵蚀的坡面水沿喷浆(喷射混凝土)斜坡的顶部边缘外安置小排水沟。

2.2.2 混凝土抗滑桩防护

混凝土抗滑桩防护方法经济高效,特别适合滑动面倾角不大的情况,在山体滑坡和高边坡的防护中被广泛的应用。对于牵引式滑坡,为防止滑坡后缘土体进一步下滑,多采用抗滑桩进行支挡。

混凝土抗滑桩防护方法包括钻孔法、挖孔法、打入法。浅粘土或黄土滑坡,可以简单的直接使用锤子、钢混凝土预制桩、钢轨桩、钢管桩;对于大规模的中厚层山体滑坡,更多的用钻探方法、挖孔法。深入钻孔法法工艺简单,设备方面投资小,更经济实用。采用人造挖孔成孔并支护。钢桩成孔后使用手动安装。混凝土灌注桩时,可以使用机械运输、混凝土输送泵、皮带传动和其他传输方式。

2.2.3 混凝土挡墙

混凝土挡墙是一个公路建设项目中最常用的方法,它可以有效地改变了滑坡,通过局部受力平衡,防止滑坡变形扩展。使用挡墙方法时,为了防止进一步风化,护坡本身必须是稳定的,且多为容易风化云母岩、绿泥片岩、千枚岩、风化岩和软岩石的较破碎地段。

混凝土挡墙分为实体挡土墙、窗式挡土墙、拱挡式挡土墙和肋式护面墙。一般土壤和砾石边坡采用实体挡土墙;边坡缓于1 /0. 75采用空窗式挡土墙;边坡下部岩层较完整,需要保护个别软弱地段的边坡时,采用拱式挡土墙;岩坡和陡坡较完整时使用肋式挡土墙。

2.2.4 混凝土沉井防护

沉井是一种混凝土框架结构, 沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4 个阶段,施工一般可分成数节进行。沉井在滑坡防护中同时兼具挡墙和抗滑桩的作用。考虑基坑的施工条件、沉井的受力情况和沉井的布设状况等相关因素,来设计沉井的结构,沉井结构平面呈“田”字形, 井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。

2. 3 喷锚防护

喷锚支护方法主要依靠锚杆、钢筋网、混凝土联合作用,以改善岩体的结构强度、抗风化能力,提高边坡整体稳定性,防止崩落的碎石和浅层滑坡的发生。主要施工过程包括:成孔、编锚、下锚、注浆、制作锚墩、锚索张拉、封锚等工序。将松散破碎的岩石组合连接成一体,牢牢地扎根于岩石深处,通过预应力锚索,使软弱岩体(层)挤压密实,增加岩石之间正压的阻力和摩擦,以防止开裂松散围岩位移,从而达到增强边坡稳定性的目的。按照锚固段的受力状态把锚索分为三类, 一类是荷载集中型锚索; 第二类是荷载分散型锚索; 第三类是拉压复合型锚索。

该技术应用于边坡防护适用于边坡岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡, 或虽为坚硬岩层, 但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落, 以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡, 或岩质边坡因爆破施工, 造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部, 路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。该方法针对具备整体稳定性的前提下所进行的表面防护,主要目的是防止边坡发生表面破坏、崩落、侵蚀、掉块、软化等,使边坡外形美观,保证交通安全。

在山坡较陡,边坡高大(如几十米以上)的情况下,喷锚防护的方法较其它方法施工难度较低且更经济可靠,工后的维修费用也低。在施工中使用新技术、新工艺和新设备,充分发挥机械化施工的特点,减少人工的投入。

2.4 固结灌浆

固结灌浆方法主要应用于隧洞加固和边坡防护等工程。主要施工工序包括:成孔、注浆、封孔等工序。该方法是利用一定深度的钻孔,采用孔口封闭的方法,对岩体破碎、裂隙发育的复杂岩土层灌注水泥浆,提高岩土体之间的连接性,达到加固稳定岩体的目的。

2.5 综合防护

综合防护是近些年在上述传统方法的基础上,进一步考虑了环境保护与自然绿化等方面的因素创造的一种防护措施。

2.5.1 框格护坡

框格护坡,是通过在混凝土框格内植草, 通常采用借土喷播法或植草皮等方法,来达到边坡防护的目的,应根据岩体稳定程度结合锚杆或锚索梁进行支护。框格护坡可选用菱形框格、六边形框格、主从式框格等,该方法主要针对风化较严重的岩质边坡和坡面稳定的较高土质边坡。

2.5.2 岩质边坡绿化喷播技术

绿化喷播技术, 适用于开挖后的岩体边坡及挡土墙、护面墙、混凝土结构边坡等不宜绿化的恶劣环境。

岩质边坡绿化喷播技术,其核心是创建一个允许种植的植物生长和发育且土壤又不会被冲刷的多孔结构的稳定的岩质边坡。它使用特殊的喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷入岩壁。利用水泥胶结的作用,将混合物在岩石的表面层形成具有连续空隙的硬化体。硬化的岩壁保护植被不被侵蚀,并且空隙填充有种子、土壤、水和其他相关材料,这些空隙既是种植基质填充空间,又是植物的根生长空间。具体的施工步骤为:修整边坡;锚杆固定、挂网;喷射厚度7~ 8cm不含种子的混合料, 第二次喷射含有种子的混合料, 喷射厚度2~ 3cm;在喷射后覆盖保湿及防止雨水冲刷;喷播后如未下雨则需每天浇水保持土壤湿润。

总结

多年的山体滑坡治理与高边坡防护措施,治理滑坡应当采取治水为首、支挡为主、减载相辅的综合治理方针。在治理滑坡时,必须牢记因地制宜,综合治理,力求根治,不留后患。

参考文献:

[1] 王泽。 锚喷支护在道路工程高边坡防护中的应用。 中国科技信息。 2007(21)

[2] 潘璐。 浅谈高边坡防护施工与监理。 科技风。2008(3)

[3] 吴云,赵维,陈晨。 浅析高边坡防护常用方法。 北方交通。 2007(7)

边坡治理 篇8

关键词:高边坡;治理;设计

Abstract : This article analyzes the three representative high slope of the highway , according to the different weathering rock slope structure and failure form, choose the different support form, for your reference.

Key words: high slope ;governance; design

中图分类号:TU7 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)

通过采用预应力锚索对滑动破坏型边坡主动加固,达到了允许边坡发生一定位移的目的,充分发挥其自稳能力,并结合全长锚固锚杆支护、GPS2 柔性支护及喷播绿化对高边坡综合治理,实现了经济、合理、安全、适用的目标。最后对综合治理设计边坡的施工技术进行了总结,为今后高边坡的综合治理提供借鉴。

随着我国公路的快速发展,线路的曲线半径也要求越来越大,加上我国的独特的地形地貌与地质条件,公路与铁路将不可避免的经过众多高边坡。一般将人工开挖形成的、高度大于 30m 的岩质边坡和高度大于 20m 的土质边坡称为高边坡。对高边坡的治理使用最多是的采锚固方式,岩土锚固在于它能充分发挥岩土材料自身固有的能量,是大限度地调动岩土介质的强度和潜力,主动加强岩土体的自稳能力,控制工程有害变形的发展,能把结构物与岩土体紧紧地连锁在一起,将结构物的拉应力有效地传递给岩土体,能确保岩土工程的施工安全和长期稳定。某公路经过一带为岗地山坳和低山丘陵区,地势起伏较大,标高在40~300m 之间,边坡众多,其中主要以高边坡为主。

1 工程概况

公路线路工程区属亚热带季风气候区,雨量充沛,特殊的气候给边坡治理带来挑战。主要针对三个极具代表性地质高边坡的设计与施工技术进行了探讨,即: K5 +560 ~ K5 +820 左侧高边坡; K6 +920~ K7+040 左侧高边坡; K10 + 520 ~ K10 + 680 左侧高边坡。

其中 K5+560~K5+820 左侧高边坡总长约260m,中线最大挖方深度10.8m,位于 K5 + 660处。边坡体主要由碎石、全风化页岩、强风化页岩组成,整体属风化岩质边坡,遇水易软化,抗雨水冲刷能力弱,易产生冲刷变形破坏; 经削坡扰动后,可能产生崩落、掉块等不良地质现象,故左侧边坡稳定性较差。根据钻探、工程地质调绘及室内试验结果,各层工程地质特征见表 1。

K6 + 920 ~ K7 + 040 左侧高边坡总长约 120m,中线最大挖方深度1m,位于 K6 +980 处。该边坡地层主要为碎石、中风化白云质岩,整体属风化岩质边坡,碎石为Ⅱ级普通土,中风化白云质灰岩为Ⅴ级次坚石。各层工程地质特征见表 2。

K10 + 520 ~ K10 + 680 左侧高边坡总长约160m,中线最大挖方深度 17. 0m,位于 K10 + 620处。该边坡地层主要为粉质黏土、碎石、全风化白云岩,坡体中碎石、粉质黏土、全风化白云岩抗雨水冲刷能力弱,易产生冲刷变形破坏、水土流失。经削坡扰动后,可能产生坍塌等不良地质现象,左侧边坡稳定性差。各层工程地质特征见表 3。

2 滑坡破坏机理及支护类型选取

K5 + 560~ K5 + 820 左侧高边坡最大高度为36m,坡向与岩层呈大角度相交,为斜向坡,属于较稳定型结构边坡,岩层产状与节理 1(J1)、节理 2(J2) 与节理 1(J1) 结构面组合交线切割体所形成的楔形体与边坡坡向一致。

边坡开挖后全风化层段节理面切割楔形体易发生崩塌,为欠稳定边坡,边坡的破坏类型为楔形体崩塌。设计时采取放缓边坡,坡面采用局部锚杆框架防护与绿化相结合的综合防治措施。一级~三级坡采用锚杆框架加固,设计锚杆长度 8~12m,四级坡因结构面的存在,加上全风化页岩易发生碎石脱落,最后采用了 GPS2 柔性支护,同时采取绿化措施;五级坡及其他坡面两侧低矮段采用厚层基材喷播绿化防护。

K6 + 920 ~ K7 + 040 左侧高边坡最大高度为46m,根据边坡与岩体结构面组合关系,由赤平投影分析可知,边坡坡向与岩层倾向呈大角度相交,为斜向坡,属于较稳定型结构边坡,岩层产状与节理 1(J1)、节理 2(J2) 与节理 1(J1) 结构面组合交线切割岩体所形成的楔型体与边坡坡向一致,倾角大于坡角,整体对边坡稳定有利。经分析其破坏类型为风化层滑动破坏。左侧边坡采用台阶式边坡,每 8m 高度设置一级台阶,台阶的宽度为2m。由于边坡为滑动破坏边坡,为了增大滑动面的正压,提高摩擦力,同时允许边坡发生一定的滑移变形,充分发挥边坡的自稳能力,设计时在二、三级坡采用预应力锚索进行锚固,锚固段长度为 8m。

K10 + 520 ~ K10 + 680 左侧高边坡地层主要为粉质黏土、碎石、全风化白云岩,边坡最大高度为 54m,碎石为Ⅱ级普通土,硬塑状粉质黏土、全风化白云岩为Ⅲ级硬土,整个边坡属于土质边坡。经削坡扰动后,可能产生坍塌等不良地质现象,左侧边坡稳定性差,其破坏形式为圆弧滑动破坏。

边坡采用台阶式边坡,每 9m 高度设置一级台阶,台阶的宽度为 2m。设计时在二 ~ 四级坡采用预应力锚索进行锚固,锚固段长度为 8m。

3 支护设计的合理性探讨

因岩质边坡的破坏主要由节理面控制,对两个岩质高边坡采用赤平投影法进行稳定性分析。对楔形体崩塌破坏边坡,主要以全长粘结型锚杆加固,可确保边坡局部不发生崩塌破坏,同时大大提高滑裂面的抗剪强度。

对风化层滑动破坏的岩质边坡与圆弧滑动破坏的土质边坡,采用了锚杆与预应力锚索联合防护措施。使用预应力锚索主动防护,确保了下一级边坡施工过程中的安全,同时允许边坡发生一定的滑移。当产生一定的滑移后,预应力锚索的拉力进一步增加,从而增大了滑裂面的接触应力,因此滑裂面上的摩擦力也将增加,滑裂面的粘聚力得到的了激发,此时整个滑动面上的塑性应力得到调整。

如果不太稳定的边坡开挖后得不到及时支护与加固,则较大的潜在滑动面上可能出现较多的塑性应力调整,使滑面降至残余强度。所以当要有效并充分地利用塑性应力调整后的强度,同时必须满足以下条件: a.边坡开挖后及时支护;b.边坡采用预应力锚索等形式的主动加固形式,且加固区位应位于中部c.滑坡类型应力滑动破坏型边坡。

当在边坡开挖过程边坡体发生过大位移时,预应力锚索有可能因受力过大导致破坏,所以在施工过程中有必要对锚固好的锚索拉力进行校核,当过大时应该考虑是否有必要进行释放,对于风化岩质边坡,塑性应力调整过程中或许发生位移与更大,所以在设计中,为了让边坡自身内力能充分发挥出来,应有足够的自由段或锚索刚度合适,这样可允许锚固端发生足够的位移,有利于发挥出边坡自身稳定性。

4 结论

4.1 岩质边坡支护设计时,滑移面主要依据结构面来确定,支护方法的确定根据破坏形式、岩质边坡的风化情况综合确定。

4.2 对于楔形体崩塌破坏型边坡,使用锚杆框架加固,并结合 GPS2 柔性支护;对于滑动破坏型高边坡,在边坡中部设置较长自由段的预应力锚索,同时在其他部位设置全粘结型锚杆,达到了科学、经济的综合治理目的。

4.3 采用开挖一级锚固一级的方法施工,可有效控制边坡的变形,同时方便施工,对于自稳能力较差的高边坡可确保边坡的施工安全。

4.4 边坡开挖过程中发生一定的滑移后锚固力增加,因此可考虑在开挖过程中对锚固力进行校核,防止锚固边过大; 同时建议使用刚度合适的锚索进行加固。

参考文献:

[1] 马惠民,吴红刚 . 山区高速公路高边坡病害防治实践[Z]. 第十一届土力学及岩土工程学术会议,中国•兰州 2011.

[2] 赵尚毅,郑颖人,肖佑昆 . 用有限元强度折减法分析具有非贯通结构面岩质边坡稳定性[J]. 地质与勘察,

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[3] 赵尚毅,郑颖人,邓卫东 . 岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析[J]. 岩石力学与工程学报,2003,22

边坡治理 篇9

关健词:公路、边坡、治理、技术

中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:

我国改革开发以来,经济技术得到了飞速的发展。这样就促进了我国公路运输事业的发展及公路建设的发展。随着公路建设的不断深入,公路设计中不可避免的会出现高路堤和深路堑等情况,这也使得公路边坡治理被提到了公路建设及养护的日程上来,同时近年来公路边坡山体滑坡现象的增加也凸现公路边坡治理的重要性。

1、公路边坡治理的重要性及其特点

公路边坡是公路建设中重要的组成部分,近年来公路滑坡事故时有发生,严重影响了公路运输的发展及人身安全,威胁了公路的正常运行,加剧了地质环境的恶化。同时,公路建设中的边坡灾害也制约了公路建设的顺利进行。

本文为了更好的对公路边坡治理技术进行论述,首先要对公路滑坡的特点进行分析。公路边坡滑坡主要在平面形态上,都有一定的几何形状,如椭圆形、三角形、簸箕形及其他几何形态或不规则形态。其滑动方向大多数与路线方向垂直或近于垂直,少数滑体滑动方向与公路线路方向斜交,公路规模的大小也也直接影响滑坡的规模。

成因上讲,大多数滑坡都是在开挖过程中复活,而且公路滑坡有一个共性,就是超过90%的滑坡都是由于公路开挖造成的。本工程以永武高速公路作为边坡治理的事例进行剖析,阐述高原地区在特殊地形、地质、气候条件下边坡治理的特点。由于本工程中的边坡已经处于蠕动阶段,所以治理过程中采取的积极的治理措施,按照滑坡的治理方式进行了初步探讨。

2公路边坡治理新技术

2.1预应力锚索框架梁支护体系进行公路边坡治理

预应力锚索框架梁体系中,将锚索锚固到框架上,锚固力首先作用于框架,然后通过框架传递给岩土体,从而在岩土体中产生附加应力,调整岩土体内应力环境,起到加固边坡的目的。框架梁除表层固坡作用外,还有传力作用。如果单独使用预应力锚索进行边坡加固,锚索拉力过大会引起表层坡体的变形,甚至破坏,而坡体过大的变形又会导致锚索预应力的损失。将预应力锚索与框架梁结合,框架梁起到锚墩的作用,由于框架梁与坡面的有效接触面积大,坡体在锚索作用下的变形能得到限制。预应力锚索框架可以将高边坡病害防治与坡面柔性防护有机地结合在一起,既达到防治高边坡病害的目的,又可美化环境,实现了工程和自然的和谐统一。通过大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中,并通过施加的预应力,可抵抗边坡体深层变形和破坏。

由于坡面的钢筋混凝土框架对边坡坡体表层岩土起框箍作用,限制表层岩土变形和破坏。在框架内进行植被防护,既能防治水流对坡面的冲刷,又能防治坡面岩土风化剥落、落石等小型坡面变形,并达到美化自郊环境的效果。而且其施工简便易行技术风险低、能有效地控制边坡病害的深层破坏等技术有点。

2.2植被混凝土护坡防护技术

根据降水侵蚀力系数,土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失,从而更科学地选择合适的边坡防护措施。Eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式:G=K•V4.22•d1.07•i0.05(G:侵蚀量;V:雨滴下降速度;d雨滴直径;;i:降雨强度;K:系数),开创了植物防护定量研究的先河,根据这样的公式计算结果选择适宜的方式进行公路边坡治理。一般公路边坡治理中多使用植被混凝土技术进行。植被混凝土护坡绿化技术最根本的概念就是“工程绿化”的概念,“工程绿化”与“园林绿化”有本质的不同,园林绿化是园林绿化企业所从事的在平地里植树种草的业务,最主要的指标是成活率,绿化率。边坡绿化则不同,需在岩石边坡上建设人工基质,这层基质要长久、稳定的附着在坡面上,也就是说这个基质要有强度,要抗冲刷,要不龟裂,制作这层基质是我们最主要、最重要的工作。有了这层稳定坚固的基质植草绿化就变得简单而容易了,所以植被混凝土护坡绿化技术把基质建设质量放在第一。

植被混凝土技术所用材料主要有:水泥、混凝土绿化添加剂、土壤、腐殖质、锚杆、铁丝网、种子、无妨布以及养护系统等,所用设备有空压机、喷射机、搅拌机。喷植时宜采用干喷法分两层喷植,基层强度高,面层强度低,面层含草种。喷植枪口应与坡面基本垂直,距坡面1米左右。养护宜用摇臂喷头,小水慢浇。采用植被混凝土技术,可以封闭坡面阻止岩石继续风化,阻止雨水大量进人坡体,从而防止滑坡,垮塌等灾害,使的岩石坡面永久的恢复生态。

3、公路边坡治理中排水系统的重要性及应用

在进行公路边坡治理中,公路排水系统的建设对于公路边坡治理也具有重要的意义。排水系统对于公路边坡的冲刷是形成公路滑坡的重要因素之一。因此在进行公路边坡治理的过程中,对于公路排水系统、公路边坡排水系统的设计及建设也应引起足够的重视。对于边坡地表排水及滑坡体以外的地表水,应予拦截引离;滑坡体上的地表水要注意防渗,并尽快汇集引出。对于公路边坡地下排水工程措施有渗沟、自洞及平孔等。渗沟按其作用不同可分为支撑渗沟、边坡渗沟及截水沟3种。盲洞主要适用于截排或引排集中于滑面附近埋藏又较深的一层地下水。对于地面上的其他含水层,可在渗水隧洞顶上设置若干渗井或渗管将水引人洞内;对于渗水隧洞以下的承压含水层,可在洞的底部设渗水孔将水引人洞内。平孔主要用于排除滑坡地下水,具有施工方便、工期较短、节省材料和劳动力的特点,是一种经济有效的措施。

4、结语

随看我国经济的快速发展,我国的公路建设也在飞速的发展。这样就使得我国的公路建设得到了一个空前的发展空间。但是随着公路建设的不断深入公路等级的提高,在路线设计中不可避免地要出现高路堤和深路堑公路边坡问题。文中就公路边坡治理的新技术进行了简要的论述。另外,公路边坡治理后的养护对于公路边坡的滑坡预防也有着重要的意义,在2002年我国某省因烧纸祭祖而将护坡草地引燃,导致边坡水土流失严重最终导致滑坡的事故对于我们也是一个警钟。

参考文献

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[4].王东军,公路施工技术[M]。北京:建筑工程出版社,2005,11。

边坡治理 篇10

关键词 高速公路;边坡;防护;治理

中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)81-0148-02

商漫高速公路位于陕西省商洛市境内,起于商洛市商州区麻池河乡,止于陕鄂交界的阎家店,与已经建成的湖北省十堰至漫川关高速公路相接。全长94.502km,总投资65.4亿元。它是国家高速公路网规划的银川至福州线的重要组成部分,也是西部大开发省际公路银川至武汉线的重要组成路段。全线按四车道高速公路标准建设,设计行车速度为每小时80km,桥梁、隧道合计占路线总长的59.4%。2009年10月16日全线建成通车。在K169+455-605挖方段施工过程中,上边坡防护工程使用了多种防护手段相结合,达到了良好的防护效果。

1地质条件分析

该段边坡属于沙土、石混合地质,结构较为破碎,山体含水量极高,且坡面植被破坏较为严重,属于不稳定边坡。施工前期该路段按照一般工程处理设计,方式是在该段设置重力式挡土墙进行防护。由于设计初期未对现场实际情况进行详细调查,勘察设计不足,收到地质条件隐蔽性大的特点,以及勘察成果的阶段性客观限制,比较难以根据边坡具体条件进行重点设计,导致已完工的重力式挡土墙在经过几次强降雨后大面积垮塌。

2崩塌防护综合治理方式

经过重新勘察确认,确定该段落为不稳定边坡。由于该段边坡为不稳定边坡,通常的治理方式有:

1)地表排水,边坡放缓,清方减载,填土反压;

2)支挡结构,挡土墙,锚杆挡墙,桩板墙,抗滑桩;

3)锚杆框架锚固结构,锚固技术,锚杆,锚索桩支挡与立体排水相结合;

4)采用注浆方式对滑塌边坡进行深层结构加固。

经过多方面研究,确定了以下几种综合治理措施:

1)抗滑桩

一级边坡增加抗滑桩。抗滑桩由锚固段和抗滑段组成,锚固段保证自身桩体稳定性,抗滑段主要承担滑坡土体的下滑力。作用是阻止滑坡体沿着一定的软弱结构面产生剪切位移而整体的向斜坡下方移动。桩体抗滑段承担了滑坡体的下滑力,从而增强滑坡山体的稳定性及滑坡整治加固的目的。该段落增加抗滑桩共计9根,间距6m,桩径2.4m×1.8m,桩长15m。抗滑桩施工主要工序为:放样-开挖-钢筋绑扎-灌桩。施工过程中应注意的几个问题:(1)开挖时应跳桩开挖;(2)做好安全防护措施,护壁施工应按照实际地质条件进行防护施工,爆破施工应由具有专业资质的队伍进行爆破;(3)桩身钢筋采用就地加工绑扎,绑扎竖向固定箍筋可用电焊与主筋焊接,但电焊不能烧伤主筋,焊接时注意用电安全;4、做好排水措施。桩间墙采用浆砌片石挡土墙进行连接。采用抗滑桩的方案加强了底部一级边坡防护力量。

2)锚杆框架梁

二级边坡设置锚杆框架梁。锚杆框架梁是利用现浇钢筋混凝土框架进行边坡坡面防护,并通过锚杆锚固坡体,使边坡在锚杆提供的锚固力作用下达到稳定状态。施工过程中首先对整个崩塌段落进行了清除塌落土石,整平后进行锚杆框架梁施工。框架梁内使用的三排锚索长度分别为18、20,25m,锚固段长度均为15m,孔径150mm、倾角20°;为协调美观起见,采用锚杆框架地梁过渡,自下而上的6排(分布在各交叉节点和相邻竖向节点问的中部)锚固段长度8m,锚杆主筋采用32螺纹钢,地梁截面有所减小;施工完成后在框架内填土种植柠条。框架梁使得边坡形成整体,植被可使框架处水土保持较好且外观美观。

2)钢管桩

在二级边坡上设置50根钢管桩。其施工方案为:(1)根据放线及钢管桩平面布置图合理安排钻机呈梅花状延滑坡方向布置就位;(2)进行成孔作业:千米钻泥浆护壁法成孔,成孔深度约为9m;(3)放置钢管:钢管直径100mm,壁厚10mm,将钢管桩安置在孔洞的正中间;(4)注浆:向钢管桩和花管内插入胶管再注浆。水泥采用42.5硅酸盐,水灰比0.5,成桩后水泥浆液强度不低于25MPa;(5)钢管桩和花管施工完成后,在桩头位置采用锁口梁进行施工,使其连接成一个整体,混泥土采用C30。钢管桩施工中需注意的几个问题:(1)锚杆上要焊支架,安置时放在孔洞的正中间,注浆应饱满;(2)钢管桩孔口浆液如有流失,应及时补充,确保注浆饱满;(3)花管端部要密封,注浆时管口也要密封严实;(4)锁扣梁钢筋要按设计规范绑扎,梁的尺寸要满足设计要求;(5)槽钢要用锚具和锚杆连接牢固。钢管桩注浆施工工艺进一步加强山体边坡的整体稳定性。

3)铁丝石笼挡土墙

在抗滑桩顶部开挖出平台,以铁丝石笼挡土墙方式进行二级边坡坡脚防护。采用铁丝石笼挡土墙是考虑到以下几方面:(1)柔性结构能适应边坡的滑动而不被破坏;(2)石笼特有的透水性,对地下水的自然作用及过滤作用具有较强的包容性,水中的悬移物及淤泥得以沉淀于石缝中,保证了土质的不流失,有利于自然植物的生长,从而逐步恢复原有生态环境;(3)经济,施工简便,使用当地石材,不需要电力供应,只要将石材装入石笼内封口,人工即可完成施工。石笼挡墙施工时应注意避免损伤笼体和铁丝网表面的保护层。

4)支撑渗沟

支撑渗沟起到分隔支挡边坡的作用,同时渗沟排除和疏导破体内多余的地下水,起到防水导流的作用。开挖前应采取临时截、排水措施。施工时在二级边坡周围挖出1m宽3m深的渗沟,开挖到设计深度后,在沟内靠山体一侧放置透水土工布,靠山体外侧放置防水板并回填碎石,使山体内水流沿着支撑渗沟的方向快速流出。支撑渗沟施工时应注意:(1)开挖时应从下游向上游进行,并且随时开挖随时支撑回填,避免造成坍塌;(2)渗沟沟底应进行夯实处理,使其平整,无积水。支撑渗沟在高陡边坡防护中相比其他措施更经济、易施工,防护和排水效果明显。

5)仰斜式排水孔

在修复的挡土墙体上每5m增加20m深的仰斜式排水孔。仰斜式排水孔加强了挡墙内侧水流可以及时排除,增加了土体的抗剪强度,减少了土体中孔隙水浮力,进而减少了下滑力。仰斜式排水管技术是通过在存在滑塌边坡内部打入周身钻有孔洞的PVC排水管,使边坡中的水分渗入到排水管并流出。本工程施工时设计渗水孔直径为12mm,孔间距为50mm,呈梅花状排沿管长在管身布设6排。管身渗水孔钻好后,将管身用高强度复合土工材料包裹两层,用镀锌铁丝绑扎牢固,搭接长度不小于15cm。在预计埋设仰斜排水管的坐标位置进行钻孔,成孔坡度为3%,钻孔的孔径控制以安装排水管后与孔壁紧密贴合为宜,并且应在成孔结束后迅速安装排水管,以防止钻头拔出后形成塌孔现象。这种安装排水管的措施可以将影响路基强度和稳定性的地下水及地面渗水及时的排出滑坡段范围,使路基始终保持干燥、坚实和稳定的状态并且防止地下水自由渗流将路基土带走。同时,间隔布置并的仰斜式排水管起到了加筋的作用,这些措施都能使得路基边坡的抗滑能力得以显著提高。

3综合防护治理效果

通过挡(土)疏(水)结合,采用抗滑桩、锚杆框架梁、钢管桩、铁丝石笼挡土墙、支撑渗沟、仰斜式排水孔六种立体防护的方式进行该段边坡防护治理,基本解决了该段山体的大面积崩塌,为行车安全提供了有效保障,收到了良好的效果,可作为不稳定山体边坡防护处理的借鉴方案。

4 结论

高速公路施工技术发展日新月异,在山区高速公路边坡防护中结合多种施工工艺和技术,保证高速公路行车安全,将成为日后高速公路边坡防护施工的必然趋势。结合环保、绿化、景观、人文等进行设计,是减少环境破坏,保护水土流失,保持山区经济可持续发展的需要。如何根据现场的实际情况,合理采取边坡防护治理方案和措施,是每个工程技术人员长期以来不断探索的技术问题。

参考文献

[1]郭自立。公路建设项目风险管理研究。

边坡治理 篇11

关键词:公路边坡;防治方法;治理措施;探讨

Abstract: this paper mainly describes the commonly used method in prevention and control technology in the process of the highway slope application, and puts forward the comprehensive management measures.

Keywords: highway slope; Prevention and control methods; Management measures; explore

中图分类号:UU213.1+1416.1+4文献标识码:A 文章编号:

一、引言

在公路的修建过程中,边坡沿公路分布的范围广,对自然环境的破坏范围大,其防护问题非常突出。为了满足安全可靠和经济合理双重目标,在使用过程或施工过程中,路基出现失稳或显示失稳征兆时,应该详细调查地形、地质、水文条件,了解设计和施工等方面的问题,对坡体变化和滑动面情况进行及时的观察,并进行必要的试验,以便分析路基失稳的原因,从而制定出合理有效的防治措施。

二、公路边坡防治

1.排水工程

在边坡的治理中需要特别重视对水的处理,其主要目的为:降低渗透水压力;减轻水对岩土体的软化和对岩土体架构的分解作用;消减水的冲刷和浪蚀作用。排水工程一般包括地表排水和地下排水。它是指设置良好的地表排水和地下排水系统,做好拦截、疏干和排除滑动区域内外的地表水和地下水的工作,并采取防护措施以防止地表水渗入坡体或冲刷坡脚。排除地表水目的在于拦截、引离边坡范围外的地表水,使其不致进入边坡区或不致渗入边坡体内。地表排水以拦截和旁引为原则,常采用的排水工程措施有:边沟、截水沟、排水沟、垂直排水井和急流槽等形式。排除地下水的目的在于降低孔隙水压力,增加有效正应力从而提高抗滑力。常采用排水工程措施有:暗沟、渗井、排水孔、灌浆阻水及渗沟等。排水工程简单易行且加固效果好、工程造价低,应用广泛,但往往需要与其它的治理工程结合在一起,配套使用。

2.边坡形态

边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。通过改变坡体形态,削掉边坡一部分不稳定岩体,或增加阻止滑坡产生区的物质,使边坡坡度放缓,提高其稳定性。常用的工程措施是减重反压。这种措施主要是将边坡顶部的土石挖除从而减小下滑力和在原堤脚处加设反压护道以增大抗滑力,以提高边坡稳定性。该方法是一种经济有效的防治边坡失稳的措施,技术上简单易行,效果明显,并积累了丰富的经验,但该方法整治效果的好坏主要取决于削减和堆填的位置是否得当,且该法对边坡改造较大,扰动严重,不利于环保。

3.支挡与锚固

该防护措施主要包括挡土墙、抗滑桩、锚杆、预应力锚索、SNS 柔性防护系统。

常见的挡土墙形式有:重力式、悬臂式、扶壁式等。在公路工程中,挡土墙可用以支撑路堤或路堑边坡,防止水流冲刷路基,同时也常被用于处理路基边坡滑坡崩坍等路基病害。挡土墙设计简单,适用范围很广泛,但容易出现“越顶”现象,且设置位置具有局限性。抗滑桩是一种大界面侧向受荷桩,是承受侧向荷载、整治滑坡的支撑建筑物。该方法是将一定规格的桩体埋入稳定的地层中,依靠桩及其周围岩土体的相互嵌制作用,以承受由上部桩身传来的推力。抗滑桩按其埋入情况可以分为以下几种形式:全埋式桩、悬臂桩、埋入式桩、椅式桩、排架桩、刚架桩等。

锚杆、预应力锚索是常用的锚固工程,它是一种把受力拉杆埋入地层的技术。它可以充分提高岩土自身强度和自稳能力,增强滑动面上的抗滑力,从而获得良好的稳固效果。其工作方法是:在拟固定的岩体中钻孔直到下部稳定基岩一定深度,在孔内插入锚杆,将其末端固定住,空口用锚头栓死,并在锚体上涂一些防腐化的化学物质,钻孔内的多余空间可以浇注水泥砂浆,以进一步固定锚杆。该防治方法布置灵活、能够大大减轻结构自重,节约工程材料,但锚固段应置于稳定地层且该地层须适合灌浆。SNS 柔性防护是一种以钢丝绳网为主要构件并以覆盖和拦截来防治崩塌落石、风化剥落等边坡坡面地质灾害的柔性防护系统技术。该防护系统包括主动系统和被动系统两大类型。主动系统是通过固定在锚杆和支撑绳上并施以一定预张拉的钢丝网覆盖在有潜在地质灾害的坡面上,阻止崩塌落石的发生和活动范围;被动系统是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网,由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱四部分组成,通过拦截的手段控制灾害体的运动范围。

4.生态护坡

生态护坡技术是在边坡上种植植物,利用植物根系固着边坡表层土壤以减轻水流冲刷,从而达到保护边坡的目的。该技术是将岩土工程、生态学、土植物学等多学科结合成一体的综合工程技术。生态护坡在首次成功应用之后便得到迅速发展,是今后公路建设发展的一种趋势,它使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点。目前,生态护坡技术主要有铺草皮护坡、植生带护坡、三维植被网护坡、喷混植生护坡,以及与其它工程手段相结合的骨架植被护坡等方式。但同时也应注意到,由于该防护方法本身的强度较低,其改变或保护的只是坡面及其浅层,所以只有在边坡本身稳定的前提下,植被护坡技术才可用于边坡浅层的防护。

三、公路边坡综合治理

通过介绍以上几种防治方法中不难发现,虽然这些技术能达到治理边坡失稳的效果,但是每种方法都有其自身的特点和适用条件,而边坡的失稳往往是受多个因素控制的,单单采用一种技术手段是难以有效地根治边坡的失稳问题。因此在治理边坡时,应详细查明边坡的各种工程条件,应用若干种工程手段,将其有机地结合,采用综合治理方法对边坡进行治理。

四、结论和建议

公路边坡治理是一个系统工程,实施何种治理方案应该综合考虑。在治理前应全面理解、详细进行现场调查、分析工程地质勘察资料和周边环境实施资料;在治理过程中应严格控制施工质量,合理地借鉴工程经验,对不同的边坡治理应具体问题具体分析;同时,在进行治理防治时都应注意环境的保护,尽量减小施工对环境的不良影响。

参考文献

[1]岳尚全,王清,蒋军等。地质工程学[M].北京:清华大学出版社。2006.

[2]杨航宇,颜志平,朱赞凌等。公路边坡防护与治理[M].北京:人民交通出版社。2002.

边坡治理 篇12

关键词:高边坡设计 施工

一、工程概况

某高速公路是国家重点干线的组成部分,也是省会连接旅游的交通要道。该路中的汤口互通立交A 匝道AK3+698~AK3+888 段右侧路堑边坡位于山脚下,原设计为五级,每级高8m,最大坡高42m。该坡坡顶坡口线外沿倾向线路方向发现一弧形拉裂缝,自下向上裂缝宽度约10~45cm,其中裂缝最高位置位于AK3+785,距开挖坡口线平距约62m,高差约45m。根据现场情况分析,该边坡处于暂时稳定的临界状态,如任其发展导致整体滑动将直接损坏在建的高速公路和堵塞其下的河道,必将造成巨大的经济损失,且无法保证高速公路的如期建成。为确保下一步施工及运营阶段的安全,必须对该坡出现的裂缝进行治理。

二、边坡的地质环境及结构特征

1.边坡的地质环境

该边坡属于构造侵蚀中山区,山势陡峭,地形复杂,植被发育。边坡两侧均发育有小冲沟,其下逍遥溪沿线流过,河谷深切呈“V”字形,边坡自然坡度一般在20°~53°。该边坡大地构造单元属地台之下,次级构造为褶皱束。主要发育有断裂,断裂发育方向55°,发育长度33KM,倾向南东,倾角55°~77°,属压性断层,而汤口断裂,发育长度12KM,走向310°,倾向北东,倾角80~90°,具张扭性,属配套断裂。受上述地质构造影响,边坡内节理极发育。该边坡上覆第四系全新统残坡碎石土(Qel+dl4 ),下伏基岩为震旦系休宁组下段( 1 1 Z X )硅化粉砂岩,粉砂岩间夹有薄层的泥岩,泥岩层厚0.2m 左右,泥质砂岩和石英砂岩呈韵律式出现。地层产状变化较大,总体上为NWW/NE∠35~40°。

2.边坡的结构特征

该边坡为一顺倾向岩质边坡,倾向NNE,为小夹角的顺向坡。经人工开挖后坡面坡度为50°~53°,岩层的产状为N10~20°E/SE∠50~53°。岩体结构特征十分复杂,呈块状、次块状、镶嵌及碎裂状,结构面有断层、软弱带、层间错动带等。边坡内节理裂隙密集,结构面相互切割岩体呈碎裂结构,多为压扭性,局部为张性,裂缝宽1~3mm,个别达100mm,裂隙中充填有岩屑、粘土、粉砂、裂面上多为硅质、泥质或锰质氧化薄膜,其岩体结构多表现为碎块状岩体、块状~裂块状岩体。

三、变形破坏的形成机制及稳定性评价

1.变形破坏的形成机制

(1)坡面表层第四系残坡积层较厚,结构松散,孔隙度大;下伏强风化粉砂岩风化强烈,岩质松软,且风化层厚度大,受外界因素影响时易失稳。

(2)受构造切割的影响,岩体节理裂隙极发育,岩体被切割呈棱形块状,目前强风化层岩体均为破碎结构和块裂结构,稳定性差。

(3)岩层倾向与边坡坡面小倾角斜交,有利于顺向滑移,后期的构造运动(错动)、卸荷风化等地质作用的改造,破坏了岩体的原有结构。

(4)开挖切坡,形成临空面,改变了原自然坡体的应力状态,为块体失稳提供了滑移崩落空间。

(5)降雨渗入,浸润软弱结构面也是诱发因素之一。

2.边坡的稳定性评价

(1)坡体的物理力学性质

表1 计算参数综合取值表

物理力学参数是影响坡体稳定性评价的重要因素。要获得符合坡体工程特性的参数难度较大,选择强度参数时应考虑到坡体的岩性、应力应变历史和时间效应。该边坡的物理力学参数在考虑上述因素后,通过现场直接进行大剪、便携剪切等剪切试验实测,同时辅以反算和工程类比,得出的结果如表1。

(2)坡体滑动面的确定

滑面的确定是稳定性评价中极为重要的问题,对坡体的

稳定性评价应选用最危险的破坏面来进行。对较为破碎的岩

土体,如考虑C 值的影响,滑面一般呈圆弧状。从几何角度

来看,圆弧是由圆心和半径构成的圆的一部分弧段,所以确

定最危险的滑面实际上就是确定滑面所在的圆弧的圆心和半

径。直接搜索法先给出圆心可能出现的区域,并找出该点与

坡体边界点的最大和最小距离,然后从最小距离开始以一定

的步长增量为半径,计算边坡的稳定性系数,最后找出稳定性系数最小的圆心位置和半径,以此来评价坡体的稳定性。通过对现场的地形及地质情况分析,确定AK3+799 处为边坡的主滑断面,则选该主滑断面进行滑面搜索,结果见下图图3:AK3+799-3 计算剖面所示;同时结合该边坡出现裂缝的位置、该边坡的地质勘察报告以及按设计进行开挖后的边坡情况,推出其可能的滑面分别如下图图1:AK3+799-1 计算剖面(滑体剪出口位于第一级边坡中部)和图2:AK3+799-2 计算剖面(滑面剪出口位于第一级边坡底部)所示,并采用有限元搜索其可能的滑面(见下图AK3+799-1 计算剖面)。通过对AK3+799-1、2、3 三个剖面进行稳定性计算,从而得出该边坡的稳定性结果。

图1 AK3+799-1 计算剖面

图2 AK3+799-2 计算剖面

图3 AK3+799-3 计算剖面

(3)边坡稳定性计算及结果分析结合该边坡的结构特征及其各种荷载情况,尤其是该地区降雨丰富的特点,拟定以下三种计算工况。工况①:天然状态。仅仅考虑边坡的自重力,计算时采用

最危险的破坏面上的天然c、φ 值,容重采用坡体的天然容重;工况②:天然+饱水。在工况①的基础上,再加上地下水的作用,坡体变形后在坡体的后缘和中部均产生了许多和滑面贯通的拉张裂隙,在计算时应考虑静水压力的影响;工况③:天然+饱水+地震。在工况②的基础上,再加水平地震力的影响(a 取为0.005)。根据该边坡的物理力学参数,采用AK3+799-1、2、3所示的三个计算剖面,利用极限平衡的基本理论和方法,得

到的计算结果如下表2。从计算结果可看出,在工况①的情况下,AK3+799-1、2 两个计算剖面边坡处于稳定状态,AK3+799-3 计算剖面边坡稳定性差;在降雨或者暴雨的影响下,坡体稳定性系数降低,坡体失稳可能性非常大。从目前该边坡坡口外缘已出现裂缝的情况分析,AK3+799-2 计算剖面得出的计算结果与现场情况十分吻合,同时说明目前该边坡处于临界稳定状态,必须及时对其进行治理以确保施工及运营阶段安全。

表2 边坡稳定性计算结果表

四、边坡治理工程方案设计

1.推力计算

为确保治理工程安全可靠,必须正确选择设计工况。结合该边坡坡体的地质条件、结构特征及各种可能出现的荷载情况,采用工况②为设计工况。鉴于该边坡的复杂性及破坏后后果非常严重,将该边坡的设计等级确定为一级,其安全系数取1.2。

表3 AK3+799-2 剖面推力计算结果

采用规范推荐的不平衡推力传递系数法对该边坡的推力进行计算, 参数采用和稳定性评价时相同的参数。因AK3+799-2 计算剖面较AK3+799-1、3 两个计算剖面更为不利,且其与现场情况十分吻合,故重点对AK3+799-2计算剖面进行计算,其推力计算情况见表3,其AK3+799-2剖面推力曲线图如图4。据此得出该边坡设计工况下的推力为2573.33KN/m。

2.工程治理方案设计

通过深入分析该边坡失稳的形成机制、边坡现今所处变形破坏状态以及边坡未来将经受的环境条件变化等特征,同时结合该边坡的现状,拟定以下两种治理方案:

方案一:锚拉抗滑桩+预应力锚索+排水+坡面局部防护;

方案二:预应力锚索+排水+坡面局部防护;

方案一中因有锚拉抗滑桩,使施工难度增大且工期延长,

但有利于边坡的长期安全;方案二施工较为简便快捷,但随着时间的推移和受外界因素的干扰,施加预应力的锚索会出现不同程度的松弛,不利于边坡的长久稳定。因该段A 匝道左侧为高边坡,右侧下方下挖8m 后为主线路基,目前尚未开挖,但进一步施工必会对A 匝道左侧高边坡产生影响。故从该边坡的复杂性、重要性及长久的安全角度出发,选取方

案一为本边坡的治理方案。

3.具体的工程治理措施

该边坡共五级,原设计为锚杆框架防护。现自下而上数第四、五级边坡已防护完毕;第二、三级边坡已开挖完毕,锚杆框架也已部分施工;第一级边坡部分开挖,尚未防护。则根据边坡现状,具体治理措施如下。

(1)在坡口线外再增设一道截水沟,每级平台设一排水沟,将坡面内的水引至截水沟排走;在第一、三级边坡每片框架内设一20m 长仰斜排水孔将坡体内的裂隙水排走。

(2)第五级边坡维持原设计不变;对第四、三、二级边坡已施工锚杆框架的部分,在每片框架3X3m 格内增设一根锚索,每排两根;在第三、二级边坡未施工锚杆框架的部分改锚杆框架防护为锚索框架防护,每排3 根。第四级锚索长40m;第三级锚索长35m;第二级锚索长30m。锚索倾角均为25°,纵竖向间距3X3m。每根锚索由7 束φs15.24 高强度低松弛无粘结钢绞线组成,锚索设计荷载为800KN,锚固段长为10m。

(3)AK3+714~834 段第一级边坡顶平台顶处每6m设一根断面尺寸为1.8mX2.6m 锚索抗滑桩,抗滑桩长20m,共21 根,桩顶设两根锚索,锚索长25m,上排锚索倾角为28°,下排锚索倾角为20°,每根锚索由7 束φs15.24 高强度低松弛无粘结钢绞线组成,锚索设计荷载为800KN,锚固段长为10m。

(4)第一级边坡仍采用锚杆框架防护不变,锚杆长度调整为6m。

五、边坡治理工程的施工

1.施工工序与施工方法

在该边坡的工程治理方案确定以后,如何组织实施并使加固措施及时发挥作用就成为首要问题,确定合理的施工工序和施工方法最为关键。

水是影响边坡稳定的重要因素之一,对本边坡的影响更十分明显。所以首先进行截水沟、平台水沟及边坡内仰斜排水孔的施工,使之形成完整的边坡排水系统,将坡面水及坡体内的裂隙水及时排走,将水对边坡的影响减至最小。

由于该边坡处于暂时的临界稳定状态,任何外界的干扰都可能导致边坡的再次失稳,所以在进行加固措施的施工过程中应尽量少扰动边坡。本边坡在进行排水工程施工后,立即进行第四、三级边坡的锚杆框架内的锚索施工,再依次进行第三、二级锚索施工,最后进行抗滑桩施工。因为锚索的施工对边坡扰动较小,张拉锚固后能立即发挥作用,为后面的施工提供有力的保障,而抗滑桩的施工对边坡的扰动较大,特别是桩进入锚固深度后需放炮开挖,对边坡的扰动更大,所以应在第四、三和二级边坡锚索施工完成后方可进行抗滑桩的施工。如为抢工程进度,在上面锚索工程未发挥作用前,即进行抗滑桩施工是得不偿失的。

为减少对边坡的扰动,在抗滑桩施工时,要求先从两端开始,每隔两根挖一根分批跳槽开挖,依次向中间汇合,当基坑开挖进入锚固段必须放炮时,要求“短进尺、弱爆破”,严格控制炸药用量和钻眼深度。

2.动态施工尽管在治理工程实施之前,对该边坡进行了详细的地质勘察,但也无法彻底了解其地质情况,所以在治理方案确定以后,对其后的施工过程进行跟踪,并请有专业资质的单位对该边坡进行监测。通过仔细分析每个钻孔钻出的芯样、钻机的钻进速度和抗滑桩基坑揭示的地质情况,并结合监测单位反馈的信息,对锚索及抗滑桩的长度做合理调整;对边坡的防护范围也做了一定的调整;对施工工序也实行动态调整,如监测反映边坡变形情况稳定,且在第四、三级锚索已部分发挥作用的前提下,为加快工程进度,同意其施工两端的抗滑桩,当情况不利时立即调整。另外,根据边坡现场的出水情况将仰斜排水孔的位置及数量也作了相应调整,使之更符合实际排水要求。总之,在监测单位的配合下,施工和设计紧密结合,做到“动态设计、信息化施工”。

六、结语

根据高边坡的地质环境条件,在对边坡结构特征详细调查的基础上,分析评价其变形破坏的形成机制,利用极限平衡的基本理论和方法对边坡稳定性进行计算和分析,对该边坡的动态设计和信息化施工进行阐述,采用锚拉抗滑桩+预应力锚索+排+坡面局部防护的治理方案,使边坡变形得到控制,整个边坡已趋于稳定。

参考文献

[1] 赵明阶,何光春,王多垠等。边坡工程处治技术[M],人民交通出版社。

[2] 黄润秋。中国西部地区典型岩质滑坡机理研究[J].地球科进展,2004,19(3):443~450.

[3] 黄润秋,赵建军,巨能攀等。汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究[J].岩石力学与工程学报,2007,26(2).

边坡治理 篇13

关键词:公路边坡;治理;防护

0 引言

随着经济的飞速发展,公路交通也应得到相应配套发展。然而人类的一些与公路交通相关的活动,使公路交通造成了污染,自然生态环境遭到了破坏。随着公路等级的不断提高,公路边坡防护日益受到重视。为了在公路交通建设中应用可持续发展战略,在保障公路畅通的同时,应灵活采用不同的边坡防护形式,以恢复因修建公路破坏的生态平衡,吸收汽车噪声和排放的尾气。边坡防护形式与破坏类型及规模、边坡稳定状况、环境保护、工程经济、工后维护及施工方案等多种要素密切相关。对公路边坡的正确认识、正确治理,把边坡失稳造成的危害降低到最低限度,是工程设计人员必须考虑的问题。

1 公路边坡原因分析

1.1 路基边坡坍塌

公路路基边坡坍塌一般可以分为:落石型、滑动型及流动型坍塌。这三种情况可以同时在一种情况中出现,也可以单独存在。落石型坍塌指的是较陡的岩石边坡,容易产生落石的岩石必然是层理、节理、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的断块。裂隙张开的程度,肉眼很难看出,在平常的养护中,也很难被发现。由于反复冻融、渗水,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用[1]。最终造成坍塌。通常情况下,硬岩下卧软弱层、裂隙发育岩体,更易发生落石现象,此类破坏形式,对行车安全构成很大威胁,必须严格控制。

滑动型坍塌,在路基挖方段,特别是在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,岩层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性,当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也容易沿岩层的节理面、层里面或断面层发生坍塌。

流动型坍塌,是砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土,由于雨水冲刷,产生流动,造成坍塌。雨水造成的坍塌,多为流动型坍塌,在日常养护中很容易发现,应及时处理。

1.2 公路边坡破坏

公路边坡破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自降水对边坡的直接冲刷与坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致边坡破坏,进一步造成路面坍塌,直接影响了行车安全。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。这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质、路基压实度、路基高度有关。通常情况下,砂性土路基边坡和粘性土路基边坡容易受到冲刷而遭到破坏;压实度较好的边坡比压实度差的边坡更耐冲刷;较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷[2]。冲刷破坏通常发生在较缓的土质边坡上,如亚粘性土边坡、砂性土边坡及黄土边坡等。在风华和降水作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,如果平常不注意养护,会造成坡脚湿软,路基强度降低,上部土体失去支撑,最终发生破坏。同时公路行驶的汽车溅起的雨水,也会冲刷坡脚。所以对土质路基来说,坡脚是边坡的最薄弱环节,应加强养护。

2 边坡防护治理常用措施

边坡防护治理主要是保护路基边坡表面免受日照、降水、气温、风力等自然力的破坏,从而提高边坡的稳固性。坡面防护治理包括工程防护治理与植物防护治理。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,防止气温、雨水、风沙作用破坏边坡的坡面。

2.1 工程防护治理

边坡工程防护治理适宜于不易草木生长的岩石面上。通常采用抹面和捶面、护面墙、框格、喷浆、护坡等。框格防护用块石、混凝土等材料,在边坡上形成骨架,提高边坡表面粗糙度系数,以减缓水流速度。框格可以做成各种造型:六角形混凝土块、浆切片石或预制块做成的麦穗形等。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。在施工前,应注意把坡面上的浮土、表层风化岩体及松动石块等清除干净。由于使用年限较短,抹面、捶面防护治理在公路边坡防护治理上很少使用[3]。当路基较低时,采用抹面防护合理掺加草籽,可以起到防护作用并能绿化公路交通。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。

护面墙防护是为了覆盖各种软质岩层和较为破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡,使其免受大气影响而修的墙。可有效的防止边坡冲刷,防止三类坍塌,是最常用的一种防护形式。护面墙除自重外,不担负其他荷载,也不承受墙后土压力。根据边坡高度,岩石风化程度以及岩体的地质特性,可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,冲刷最严重[4]。因此,在坡脚处设置护面墙是最起码的防护措施。护坡防护是目前最常用的路基边坡防护形式。在稳定边坡上铺砌块石或混凝土预制块等材料,防止地表径流或坡面水流对边坡冲刷。铺砌方式一般采用浆砌,冲刷轻微时可采用干砌。软土地基上的土质路堤防护,无水流冲刷影响时,可采用干砌片石护坡,以适应地基不均匀沉降引起的路基变形。

2.2 植物防护治理

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。植被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,从而有效的稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。规格大小视施工情况确定,宜选用带状或块状草皮。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)桩固定于边坡上。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。

3 结语

做好公路边坡防护治理工作,确保公路边坡安全、稳定、灵活采用适当的防护型式,采用有效的防护治理措施,且要从经济、耐用、环保出发。与边坡防护治理工程合理配置,恢复公路边坡的生态平衡。运用更好的功率边坡防护新技术、新工艺、新方法,将公路建设与自然相融合,坚持公路建设可持续发展。

参考文献:

[1] 张子培,胡毅夫,邓子斌。张河公路边坡防护技术[J].中南公路工程,

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[2] 杨航宇。 公路边坡防护与治理[M]. 北京:人民交通出版社,2002.

[3] 方国庆。 山区公路边坡病害的防护[J]. 山西建筑,2009(5):277-278.

[4] 张坤,刘向南。公路边坡安全与景观美化[J]. 云南现代交通科技,

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