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1.1擋土墻材料使用漿砌塊石,塊石強度的等級一般應不低于MU30,而且塊石表面應清洗干凈,在施工中采用座漿法,嚴禁干砌,施工過程中要確保砂漿填塞飽滿,并且砂漿等級不能小于M7.5。在設計及施工中要確保擋土墻地基承載力特征值不能小于200kPa。施工中要切實實行分層錯縫砌筑技術,擋土墻的基底和墻趾臺階轉折處不能有垂直通縫現象。
1.2墻后填土宜優先采用透水性好的碎石土,砌體強度達到設計強度的70%時,分層夯實。當采用粘性土作填料時,宜摻入適量的碎石夯實,密實度不小于85%。不應采用淤泥、耕植土、膨脹性粘土等軟弱有害巖土體作為填料。墻背填料綜合內摩擦角不小于35°,壓實系數不應小于0.94。
1.3為排出墻后積水,應設置泄水孔。泄水孔采用φ80PVC管,水平間距2m,傾角不小于5%,進入填土側管壁帶孔,外包濾網。上下左右交錯設置,最下一排泄水孔的出水口應高出地面≥200mm。
1.4墻頂用水泥砂漿抹成5%外斜護頂,厚度不小于30mm;擋土墻背側應設置200mm~400mm的反濾層,泄水孔附近1m范圍內應加厚至400mm~600mm。回填土為碎石土或砂性土時,應在最低排泄水孔下部,夯填至少300mm厚的粘土隔水層。1.5擋土墻沉降縫每15m~20m設置一道,縫寬20~30mm,縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料,沿內、外、頂三方填塞,深度不小于150mm。在擋土墻拐角處,應適當加強構造措施。基底力求粗糙,對粘性土地基和基底潮濕時,應夯填50mm厚砂石墊層。在施工前要做好地面排水工作,保持邊坡坡面干燥。
2錨桿施工技術的應用
2.1邊坡加固成孔采用干鉆成孔,錨桿成孔直徑為φ130mm。鉆孔要求孔壁平直,終孔后要求清凈孔內殘渣。鉆孔傾角偏差不超過±2°。鉆進過程中應對每孔地層變化、進尺速度、地下水情況以及一些特殊情況做現場記錄。若遇塌孔,應立即停鉆,進行固壁灌漿處理,注漿36h后重新鉆進。
2.2錨桿制作及安裝錨桿桿體采用φ25鋼筋。為確保鋼筋在孔洞中定位準確,每隔2m設置一個定位支架,錨孔定位力求準確,偏差不超過±10mm。錨桿制作好后,應盡快使用,不宜長期存放。安裝采用人工推入法進行,安裝時,應盡量保持平順,下到孔底時應適當上提,以避免壓彎,對于邊坡下部錨桿因靠近房屋難以入孔,可分段下放在孔口處焊接。
2.3注漿要求在施工中注漿材料應選用水泥標號PC32.5R的合格材料,施工中注漿壓力一般應為0.5~1.5MPa,在配置時水泥砂漿水灰比為0.4~0.5,灰砂比為3:1,特別要注意的是漿體強度不能低于M30。而且在施工注漿時要把注漿管置入離孔底,且不大于300mm。
2.4格構梁施工一般采用現澆施工,在施工前應該先進行錨桿、錨索施工,施工操作時鋼筋混凝土格構梁應整體嵌于邊坡中,施工的護坡坡面應保護平整、夯實,無溜滑體、蠕滑體和松動巖塊。
3邊坡的截排水施工
3.1填土基礎必須按規定尺寸分層夯實,每層20cm,壓實系數大于0.90。開挖出的溝基,應進行地基處理加固,以確保地基承載力達到要求。按照設計及規范要求綁扎鋼筋和安裝、固定模版。
3.2排水溝底板和邊墻砌筑要求砌筑層面大體平整,塊石大面向下,石塊間必須靠緊,石縫要以砂漿填滿搗實。砌石時,基礎鋪設50~80mm砂漿墊層,第一層宜選用較大片石,分層砌筑,每層厚約250~300mm,每層由外向里,先砌面石,再灌漿塞實,鋪灰座漿要牢實。
3.3溝渠開挖與邊坡處理:排水溝采用人工開挖,開挖深度必須大于溝底厚度與側邊墻高度之和,開挖邊坡比1:0.15~1.:02。漿砌后兩側超挖部分用粘土進行回填夯實,確保水渠穩定安全。
3.4截水溝應能保證迅速排出地面水流,溝底縱坡不應小于0.3%,以免水流停滯;截水溝彎曲段的彎曲半徑,應保證圓滑順暢,不應小于溝底寬度的5倍;陡坡和緩坡段溝底應設伸縮縫,溝間距為10~15m。消能池根據邊坡地形條件設置在跌水槽落差較大區域或跌水槽匯入市政排水系統位置處,為防止泥沙堵塞截水溝,沉砂池應根據邊坡地形條件設置在截水溝出水位置處。
3.5格構內噴混植草。噴混植草即采用混凝土噴射機把基材與植被種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到邊坡表面,噴混植草的基本構造為:鋼絲網(或者土工格柵網)和基材混合物兩個部分。
4結語
關鍵詞:穩定性分析;邊坡工程;治理措施
中圖分類號:U213.1+3 文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract: in the paper, the stability of slope engineering and management measures, the stability of the slope engineering some commonly used method, puts forward the slope engineering management measures.
Key words: stability analysis; The slope engineering; Management measures
1邊坡工程穩定性分析
1.1 邊坡穩定性的影響因素
(1) 地質構造。地質構造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態、巖層產狀、斷層和節理裂隙的發育程度以及新構造運動的特點等。通常在區域構造復雜、褶皺強烈、斷層眾多、巖體裂隙發育、新構造運動比較活躍的地區,往往巖體破碎、溝谷深切,較大規模的崩塌、滑坡極易發生。
(2) 巖體結構。不同結構的巖體物理力學性質差別很大,邊坡變形破壞的性質也不同。
(3) 風化作用。邊坡巖體長期暴露在地表,受到水文、氣象變化的影響,逐漸產生物理和化學風化作用,出現各種不良現象。當邊坡巖體遭受風化作用后,邊坡的穩定性大大降低。
(4) 地下水。處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用,使坡體的有效重力減輕; 水流沖刷巖坡,可使坡腳出現臨空面,上部巖體失去支撐,導致邊坡失穩。
(5)邊坡形態。邊坡形態通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一般來說,坡高越大,坡度越陡,對穩定性越不利。
(6) 其他作用。此外,人類的工程作用、氣象條件、植被生長狀況等因素也會影響邊坡的穩定性。
1.2 邊坡工程穩定性分析方法
(1) 邊坡極限平衡法。極限平衡法是根據邊坡上的滑體或滑體分塊的力學平衡原理( 即靜力平衡原理) 分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態,以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關系來評價邊坡的穩定性。極限平衡法是邊坡穩定分析計算的主要方法,也是工程實踐中應用最多的一種方法。
(2) 邊坡可靠性分析法。邊坡工程是以巖土體為工程材料,以巖土體天然結構為工程結構,或以堆置物為工程材料,以人工控制結構為工程結構的特殊構筑物。這些構筑物都程度不同地存在組成和結構上的不均勻性,天然邊坡尤為突出,因為構成邊坡的地質體經受長期的多循環的地質作用,而且作用強度不一,且又錯綜復雜,致使它們的工程地質性質差異很大。現階段邊坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法,可靠指標法,統計矩法以及隨機有限元法。
2邊坡工程治理措施
(1) 抗滑樁技術。邊坡處置工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側向土體或巖體,依靠樁下部的側向阻力來承擔邊坡的下推力,從而使得邊坡保持平衡或穩定。抗滑樁與一般樁基類似,但主要承受的是水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材,樁斷面剛度大,抗彎能力高,施工方式多樣,其缺點是混凝土抗拉能力有限。抗滑樁施工最常用的方法是就地灌注樁,機械鉆孔速度快,樁徑可大可小,適用于各種地質條件;但對地形較陡的邊坡工程,機械進入和架設困難較大。鉆孔時的水對邊坡的穩定也有影響。人工成孔的特點是方便、簡單、經濟,但速度慢,勞動強度高,遇不良地層( 如流沙) 時處理相當困難。另外,樁徑較小時人工作業面困難。
(2) 注漿加固技術。注漿加固技術是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙,以改變注漿對象的物理力學性質,從而滿足各類土木建筑工程的需要; 注漿加固技術的成敗與工程問題、地質問題、注漿材料和壓漿技術等直接相關,如果忽略其中的任何一個環節,都可能造成注漿工程的失敗。工程問題、地質特征是灌漿取得成功的前提,注漿材料和壓漿技術是注漿加固技術的關鍵。
(3) 加筋邊坡和加筋擋土墻技術。加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強度,增強土體的穩定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術,形成的結構亦稱為加筋土結構。和傳統支擋結構相比,加筋邊坡和加筋擋土墻結構新穎、造型美觀、技術簡單、施工方便、要求較低、節省材料、施工速度快、工期短、造價低廉、效益明顯、適應性強、應用廣泛。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優點,目前其已從公路路堤、路肩發展到應用于其他各種支擋結構和邊坡防護。目前已用于處理公路邊坡、市政建設、護岸工程、鐵道工程路基邊坡、工民建配套的支擋及邊坡工程、防洪堤、林區工程、工業尾礦壩、渣場、料場、貨場等; 甚至還用于危險品或危險建筑的圍堰設施等。
(4) 錨固技術。巖土錨固技術是把一種受拉桿件埋入地層中,以提高巖土自身的強度和自穩能力的一門工程技術。由于這種技術大大減輕結構物的自重,節約了工程材料并確保工程的安全和穩定,具有顯著的社會效益和經濟效益,因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。錨桿在邊坡加固中通常與其他只當結構聯合使用。
(5) 預應力錨索加固技術。用高強度、低松馳型鋼絞線預應力錨索對滑坡體或崩落體施加一定的預應力,提高它們的剛度,使預應力錨索作用范圍的巖石相應擠壓,滑動面或巖石裂隙面上摩擦力增大,加強它們的自承能力,可有效地限制巖體的部份變形和位移。
(6) 排水工程的設計。地表排水工程的設計要求填平坑洼、夯實裂縫。坡面產生坑洼和裂縫,往往是滑坡的先兆,也是導致嚴重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會匯集在坑洼處或沿著裂縫滲入土層,使土的抗剪強度降低,造成坡體滑動。因此,對坑洼和裂縫應仔細查找,認真夯填。合理確定截水溝的平面位置。截水溝的平面布置應盡量順直,并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時,應將凹地填平或與外側擋土墻相連,內側與水溝聯結,避免水溝內的水流越出或滲入截水溝溝底,導致水溝破壞。應該結合邊坡的區域地貌、地形特點,充分利用自然溝谷,在邊坡體內外修筑截水溝、平臺截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流槽等,形成樹杈狀、網狀排水系統,以迅速引走坡面雨水。
關鍵詞:高速公路,巖質坡面,挖溝掛網,生物防護工程
一、傳統的巖質坡面綠化方法
巖質坡面傳統的綠化方法是在坡腳栽植攀緣植物、坡頂栽垂吊植物或在巖面上挖種植槽或魚鱗坑栽植攀緣、垂吊植物及花灌木等實現綠化。免費論文,生物防護工程。這些方法簡單易行,但施工速度慢,養護困難,成活率低,重要的是巖面達到完全覆蓋往往需要很長的時間。
二、挖溝掛網噴播植草技術應用
挖溝掛網噴播植草技術是指在坡面上按一定的行距人工開挖楔形溝,在溝內回填適宜于草種生長的土壤、養料、土壤改良劑等種植基質材料,然后掛三維植被網,再覆蓋基質材料噴播植草。
2.1適用范圍
挖溝掛網噴播植草技術要充分了解該施工區域內巖質邊坡的結構,結合當地的地質、氣候條件,合理選擇。其適應范圍為:
(1)硬巖邊坡。如花崗巖、閃長巖、中生代砂巖,表面堅硬、不易風化、龜裂少且穩定性好時,除特殊要求外,一般不考慮采用挖溝植草護坡方法。
(2)軟巖邊坡。如巖漿、凝灰巖、頁巖、第3紀泥巖、粉砂巖等,根據其是否易風化、是否會砂土化及龜裂的多少可采用挖溝掛網噴播植草技術。
(3)易風化硬巖。如蛇紋巖、粘板巖等開挖后在短時間內風化為砂土或沿裂隙分解為細片的巖石,按軟巖邊坡處理。
2.2材料的選擇
(1)基質材料
種植基質材料主要有土壤、有機質、化肥、保水劑、接合劑、pH緩沖劑、水及草種。
土壤:土壤可因地制宜,選擇就近的沙壤、壤土或黃土。免費論文,生物防護工程。要保持干燥、過篩,去掉粗的顆粒物及雜物。
有機質:常采用的有機質有泥炭土,泥炭土有機物持水量很高,通氣性良好,其獨特的輕質、持水、透氣和富含有機質特點,可蓄水、保水,防止板結,改善土壤物理結構,并保持肥效的持久力。
化學肥料:加入一定量的緩釋全價肥有利于植物生長后期肥料的持續供應。
保水劑:巖體面基本上為不透水層面,易反射輻射熱。因此,巖面上植物種子的發芽和生長對氣候相當敏感,稍一干旱植物凋敗枯萎。此時加入保水劑是巖面上植物得以正常生長發育的關鍵。保水劑可吸收自身數百倍至數千倍的水分。這些水分不易被一般物理方法擠排出來,而植物根系卻能吸收貯存在保水劑中的水分。免費論文,生物防護工程。保水劑可將偶爾的降雨迅速而膨脹成凝膠將水分貯存起來,干旱時便慢慢地釋放給根系。
接合劑與pH緩沖劑:為了避免雨、風、雪等因素對種植基質造成侵蝕、沖刷,必須在種植基質中加入適量的接合劑,以促使基質與巖面粘結和基質硬化。常用的接合劑是普通硅酸鹽水泥,水泥呈堿性,一般來說對種子的生根、發芽是有害的,因此其用量必須控制得當。摻入水泥的同時,可加入一定量的堿性中和因子,如磷酸作為緩沖劑以調節基質pH值。
用水:就近利用,用水量根據實際情況而定。
植物種子選擇及配比:巖體坡面上種植基質厚度薄,環境惡劣,植物除因地制宜,選擇適應當地氣候的種類外,還要特別注意選擇抗旱性、抗逆性強的品種。實際應用中多以一種植物為主,多種草籽混播,以便增強適應性。常選用的草種主要有高羊茅、白三葉等。為了豐富景觀,可加入一定比例的草花種子,如波斯菊、金雞菊等。由于風化巖上常有灌木和喬木自然侵人巖體,還可在噴播時加入少量銀合歡、丁香、胡枝子等灌木種子。
(2)輔助材料
三維植被網:采用約15mm的三維三層植被網,底網為兩層,網包一層或約18mm的三維四層植被網,其底網為兩層,網包兩層,原材料為聚乙烯,質控抗拉強度分別為≥1.6±0.2KN/M,≥2.4±0.4KN/M,單位重量分別為300g/m2和350g/m2,幅度可選定。
U型J型鋼釘:起固定作用,用直徑6mm鋼筋預制。
無紡布:無紡布作為植物養生網能防止種子和土壤受暴雨沖刷造成流失,也可適當遮陰,防止土壤干燥,使種子更容易發芽,無紡布可選16-20g/m2熱合或熱粘型無紡布。
2.3施工工藝
(1)坡面修整
高速公路路塹坡面因山勢和征地等原因,一般都較陡急,修整前邊坡因暴露風化,碎落,形式凹凸不平。在進行綠化前應按設計要求,對邊坡不平整處進行人工修坡,清坡平整度宜控制好,并把坡頂和可視斷面一并修整,保持坡體線條流暢。
(2)開挖楔形溝
在巖石坡面上人工開挖楔形溝,楔形溝豎向保持直立,橫向設置5%的倒坡以保證填土的穩定,溝間距離為300-400mm。
(3)回填基質材料
溝內回填富含有機肥料的基質材料,土壤和基材必須事先混合均勻,并保持一定的濕度。適當灑水以確保坡面潮濕,再掛三維網并用U形J形釘固定,網上撒細粒土經多次噴水沉降以覆蓋三維網網包。也可采用灌漿法對三維網灌漿,還可通過噴混機,將表土均勻噴到三維網上,直到全面覆蓋三維網。免費論文,生物防護工程。
(4)噴種
采用液壓噴播機,將種子、保水劑、肥料、纖維混合料均勻噴播在坡面上,噴播完成后,視情況可撒少許細土覆蓋表面。
(5)覆蓋
噴種后可在坡面覆蓋無紡布以防止雨水沖刷,并可在干熱季節適度遮陰,利于種子萌發。免費論文,生物防護工程。
(6)養護
噴播后應澆水使土壤保持濕潤狀態。免費論文,生物防護工程。在春天5-10天左右發芽,一個月成坪,成坪后進入正常養護。
三、存在的問題
土壤和水分是植物生長的必要條件之一。對于巖質坡面,其硬度大、土壤少甚至無,植物生根、發育非常困難,因開挖后的巖質邊坡大多較陡,在坡面上回填的種植基質往往難以固定,即使一時附著,還會因降雨、流水及大風等遭到流失,使種植基質連同生長的植物一起滑落、崩塌。因此,巖質邊坡綠化需具備兩個基本條件:一是坡面上必須有植物能賴以持續生長的種植基質,二是種植基質能永久固定在巖面上。
四、結論
過去對護坡常采用漿砌條石或水泥噴漿等構造物進行護坡處理,隨著人們環保及審美意識的提高,需對裸露的坡面進行綠化處理,以防止坡面的侵蝕和風化,恢復自然植被,在綠化的同時起到美化的作用,以求達到“人在車中坐,車在畫中行”的意境。經在多條高速公路通過挖溝掛網噴播植草技術的應用,已取得了很好的效果,較傳統的綠化效果更明鮮,建議廣泛推廣使用。
關鍵詞:市政道路,施工,質量控制
市政道路工程是城市建設工作的一個重要組成部分,是為城市居民和企業、事業單位的生活和生產提供服務的基礎工程,因此,道路工程施工質量,直接影響城市的各項經濟建設。暢通的道路,快捷的交通,作為一座城市的窗口,直接反映了城市的管理水平。
1市政道路工程的特點
1.1準備期短,開工急。城市道路工程通常由政府出資建設,出于減少工程建設對城市日常生活的干擾這一目的,對施工周期的要求又十分嚴格,工程只能提前,不準推后,施工單位往往根據工期,倒排進度計劃,難免缺乏周密性。
1.2施工場地狹窄,動遷量大。由于城市道路工程一般是在市內的大街小巷進行施工,舊房拆遷量大,場地狹窄,常常影響施工路段的環境和交通,給市民的生活和生產帶來了不便,也增加了對道路工程進行進度控制、質量控制的難度。
1.3地下管線復雜城市道路工程建設實施當中,經常遇到與供熱、給水、煤氣、電力、電信等管線位置不明的情況,若盲目施工極有可能挖斷管線,造成重大的經濟損失和嚴重的社會影響。同時也對道路工程進度帶來負面影響,增加額外的投資費用。論文參考,質量控制。
1.4原材料投資大城市道路工程材料使用量極大,在工程造價中,所占比例達到50%左右,如何合理選材,是工程監理工作質量控制的重要環節。施工現場的分布,運距的遠近都是材料選擇的重要依據。
1.5質量控制難度大在城市道路的施工過程中,往往會出現片面追求施工進度,不求質量,只講施工方效益的情況,給施工監理工作帶來了很大困難。
1.6地質條件影響大城市道路工程中雨水、污水排水工程,往往受施工現場地質條件的影響,如遇現場地下水位高,土質差,就需要采取井點或深井降水措施,待水位降至符合施工條件,才能組織溝槽的開挖,如管道埋設深,土質差,還需要溝槽邊坡支護,方能保證正常施工。論文參考,質量控制。
2市政道路施工的質量控制要點
2.1測量質量控制由于市政道路工程的線型布置特點,平面控制點通常按復合導線布設,市政道路由于建筑物、構造物較密,地下管線復雜加之排水管道定位精度要求相對較高,因此應提高其測量精度,以免發生配套管線碰頭和擦邊現象;市政道路工程高程控制一般按線路布設成復合水準路線,水準點的布設應有永久性水準點和臨時性水準點兩種,在路線起、終點和需長期觀測的重點工程附近宜設置永久性水準點,應標志明顯、牢固、使用方便,高程測量的精度要求不低于三等,并按有關規范規定的觀測計算方法進行復測并簽證,測量控制要嚴格按照二級復核程序要求,即施工單位放樣、復核無誤后,報監理復核,誤差值必須控制在允許誤差值內,并及時完成測點任務后加以測量保護,監理檢查、記錄并復核簽收。
2.2原材料質量控制目前,在市場經濟的環境下,各種材料銷售名目繁多,對采購人員極易產生誤導,所以要嚴把材料關,采購人員要及時掌握市場信息,優選供貨廠家,隨時掌握材料的質量、價格、廠方的供貨情況,選擇有國家認證的生產許可企業,有一定的技術檢驗、資金雄厚、社會信譽度高的生產廠家,原材料、成品、半成品、構配件、設備必須有出廠質量合格證書、出廠檢(試)驗報告及復試報告,并注明使用工程項目名稱、規格、數量、進場日期、經辦簽名及原件存放點,材料進入施工現場前必須按現行國家有關標準的規定抽取試樣,交由具有相應資質的檢測、試驗機構進行復試,復試結果合格方可使用,遞交材料。
2.3路基施工質量控制
2.3.1填方路基施工質量控制填方路基
開工前,必須進行填方試驗路段,試驗時應記錄壓實設備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數、碾壓速度、工序、每層填料的松鋪厚度、材料的含水量等,根據試驗得出的技術參數作為該種填料施工的依據。在填方路基前將原地面上的雜草、耕作物及地表層腐殖土清除干凈,用平地機整平,再用壓路機進行填前壓實,如果清表后原地面、表層土含水量較大,就必須就地翻松、打碎、晾曬,在達到最佳含水量或允許偏差條件下,直接用重型振動壓路機碾壓,達到要求的壓實度。如果路基下臥淤泥質土、欠固結土或砂土,屬大孔隙比、高壓縮性、低強度軟土層應挖除全部軟土,因地制宜,換填適宜填料,然后分層壓實,提高路基的地基承載力,減少工后沉降。論文參考,質量控制。嚴格控制松鋪厚度,路堤分層填筑的質量是保證整個路基質量的重點,故每層填實的松鋪厚度都要經檢查合格后方可壓實,壓路機對路基填土壓實時,應遵循先輕后重、先靜壓后振動、先兩邊再中間、從低處往高處的碾壓原則。
2.3.2挖方路基施工質量控制挖方路基應按設計的橫斷面及邊坡坡度要求自上而下逐層開挖,不得亂挖、超挖和欠挖。邊坡開挖后及時做好排水工作,防止雨水沖刷邊坡,嚴禁因開挖方式不當而引起邊坡失穩或坍塌,土方開挖嚴禁用爆破法施工或掏洞取土;石方路塹邊坡坡面嚴禁過量爆破,非特殊情況不得采用大爆破施工。邊坡修整與邊坡的穩定也是施工的主要工序,開挖層靠邊坡的兩側宜采用減弱松動爆破或光面爆破,以利于邊坡穩定。
2.4混凝土路面施工質量控制施工時混凝土28d抗彎拉強度需達到4.0MPa-5.0MPa,抗壓強度達到30Mpa-35MPa;為保證水泥混凝土有足夠的強度、耐久性及抗腐蝕性,在混合料配合比設計中,單位水泥用量不應小于300kg(標號不低于425號)。在施工中對混凝土的坍落度及水灰比根據施工條件的不同進行適當調節,因各地施工方法不一,氣溫影響不同,采用坍落度大小也有差異,但一般為1cm-2.5cm,城市道路最大水灰比不應大于0.5;混凝土的單位用水量,應按骨料種類、最大粒徑、級配和摻用外加劑等通過試驗確定。
2.5人行道施工質量控制人行道采用5cm厚C30混凝土方磚鋪砌,橫坡為1%,應在穩定層施工完成并經驗收合格后進行人行道的砌筑。人行道砌筑前先進行測量放線,利用側石為基準,測出人行道的外邊線,并每隔5m測放水平樁,以控制方向及高程,需對人行道的土路基進行機械壓實,保證土基密實度達到96%以上,然后鋪設10cm厚的水泥石粉穩定層,壓實后再用3cm的砂墊層調平砌筑人行道預制磚。論文參考,質量控制。
3結語
市政道路施工質量的好壞直接影響到工程的成本、工期及使用壽命。論文參考,質量控制。市政道路施工技術難度不大,但由于施工場地狹小,交通流量影響大,且工藝比較復雜,在施工中會遇到各種各樣不同的環境條件的制約。論文參考,質量控制。所以,要始終堅持技術標準,注意加強施工管理,強化質量意識,使市政道路施工質量不斷提高。
參考文獻
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關鍵詞:混凝土,巖石工程,大亞灣石化工業區
大亞灣石化工業區建設場地是陸域挖山,海域填海,從而形成的建設場地。在挖山填海過程中,受自然條件、海洋條件、地質條件和工程特點不同的影響,遇到各種巖土工程問題,采取了不同的處理措施和施工方案。
一、挖山、填海方法的選擇
挖山、填海工程量大,受自然條件和地質條件,特別是波浪和海流條件的影響,施工難度大,施工質量難以控制。在施工之前,必須對施工方案進行充分的分析和論證,選擇科學合理的施工方法,在保證質量的前提下,降低工程造價,加快施工進度,既要保證經濟效益,又要創造時間效益。
由于地形地貌、水深、波浪、潮流、巖土性質、取排水方案以及廠區布置的不同,各地塊的填海方案也不同,計劃采用三種:干填法施工、吹填法施工和干濕結合法施工。
1.1干填法施工
干填法施工是采用開挖、運輸等機械設備,并配以碾壓、整平機械,開挖附件山體的巖土材料回填到海域,由陸地向海域推進回填的一種施工方法。科技論文。干填法施工可以事先修筑圍堤,也可不修筑圍堤,回填結束時在回填區的外緣修筑護岸。我們采用先修筑圍堤的施工方法。
干填法施工要求具有一定的自然地理條件。回填海域臨近為可供開挖山體,或附近存在可供開挖的土石料;回填區的海域海流和涌浪不能太大,保證回填物質不被海水沖走,不但會給回填造成損失,還會造成附近海域的污染和淤積。如果風浪較大則需要修筑圍堤。
干填法施工有許多優點。開挖與回填同步進行,作業面寬,施工速度快;回填施工后的場地通過強夯或分層碾壓處理,地基處理費用低。處理后的場地作為荷重較輕的建(構)筑物和廠內道路的地基。
1.2吹填法施工
吹填法施工是采用挖泥船、吹砂船和輸泥管等設備將泥砂和水一起抽吹到回填區域,然后泥砂沉淀,泥水分離,形成陸地。吹填法施工與港池或航道的疏浚相結合,可以起到一舉兩得的作用。吹填法施工一般應在表面有一定厚度的堆填土,形成表層硬殼層,便于后期施工。
吹填法施工的優點是不需要在陸地開挖土石料,回填料是李勇附近海域的砂源或泥源。不需要大型的開挖、爆破、運輸等設備,回填成本低。可以綜合李勇航道或港池疏浚的泥砂,可以達到綜合利用的目的,如果泥砂方量不足,可在附近海域尋找砂源。
吹填法的不足之處是吹填之前需要修筑圍堤或護堤,防止泥砂流失。吹填后形成陸地不能直接作為建設場地,必須進行地基處理,地基處理費用一般較高。
1.3干濕結合法施工
干濕結合法施工是根據自然條件和工程需要,將干填法施工和吹填法施工結合起來,先進行吹填法回填,然后進行軟弱地基處理,再進行干填法回填至涉及標高。
干濕結合法施工的優點是能夠充分利用自然資源,從而達到降低工程造價的目的。疏浚港池和航道的泥砂可以用來回填廠區,開挖山體的棄土同樣也可以回填廠區,通過資源的合理配置,達到回填方案的最優。軟土地基的處理多采用排水固結,而堆載預壓是最常用的固結方法,通過合理的工序安排,堆填物質可以首先用作地基處理的堆載材料,之后再作為回填材料試用,將上部堆填和下部的軟基處理有機結合起來。
一般情況下,在原海底有較厚淤泥層存在的大型濱海工程多采用干濕結合法施工。由于海底存在厚層淤泥,即使不吹淤回填,下部淤泥也需要處理,而水下進行軟土地基處理非常困難,費用很高。吹淤回填后,原來需要進行的軟土基地處理的場地變成了陸地,降低了處理的難度,減少了處理的費用,其代價只是增加了處理層的厚度。
干濕結合法施工中,應采用系統工程學的理論和方法,將整個修筑圍堤、港池航道疏浚、吹淤回填、軟基處理、開挖山體、開挖料分選和分類使用、運輸堆填等的各個環節、各個不符作為一個整體,統一籌劃,統一安排,達到回填場地的同一目標。干填法回填和吹填法回填方量的比例要根據陸地開挖方量和海域泥砂可采方量進行計算論證確定。
二、圍堤或護岸的修筑
在干填法施工中我們選擇預先修筑圍堤。修筑圍堤是在水中修筑一道基本封閉或半封閉的堤壩,目的是把回填區和周圍海域分開,保證回填物質不被海水帶走。
圍堤有臨時性的,也有永久性的。永久性的圍堤一般是回填后陸域的邊界,也稱為護岸。永久性護岸是將來岸墻的組成部分,修筑時就要考慮其長期穩定性。如果永久性岸墻位置有較厚的淤泥層存在,應采取一定的清淤措施。清淤的方法可以采用爆破擠淤、重力擠淤、挖除淤泥等方法。
臨時性圍堤修筑時,一方面要考慮施工期間的穩定性,另一方面要考慮圍堤修筑材料對將來建筑物基礎施工的影響。如果在臨時圍堤的位置可能采用樁基礎,則應避免采用大的塊石修筑。
修筑圍堤的材料可根據材料來源、工程需要和海流即涌浪條件因地制宜選用,主要材料有塊石、開山土石、粘土、袋狀砂、袋狀土等。圍堤高度應根據回填標高、潮位確定,圍堤斷面應滿足穩定要求。封閉式圍堤應留泄水口。
三、 開挖堆填層的夯(壓)實處理
開挖、堆填是開山填海工程中的主要工作。開挖和堆填同步進行,是一項系統工程,需要合理設計,精心策劃,統籌安排。開挖和回填應在回填區的地基處理和基礎設計方案統籌考慮,開山開出的大塊石主要用于修筑防波堤、岸墻、護堤(岸)等,除去大塊石后的碎石和土料主要用于場地回填。
回填區若采用樁基,則需要嚴格控制回填塊石的塊徑,大于30cm的大塊石應嚴禁回填,否則會給后期的樁基施工帶來不必要的麻煩。特別是修筑圍堰時,應充分考慮建筑物的基礎和后期擴建建筑物基礎施工可能會遇到的問題。
填土的處理一般采用分層碾壓和強夯處理。分層碾壓雖然方法簡單經濟,但施工質量難以控制,并且影響回填工期。因此在工程實踐中,對于大面積的厚層填土,采用強夯處理是一種行之有效的方法。根據填土處理厚度和處理后承載力與變形要求的不同,可以采用不同的夯擊能。對于厚度很大的填土層,也可以根據設計要求進行分層強夯。
四、 海底淤泥層的清除處理
4.1清淤工程
根據工程的需要,在某些情況下應把海底的淤泥清除后才能回填,這種清除淤泥的海上工程一般稱之為清淤工程。
清淤施工設備一般采用抓斗式挖泥船或耙吸式抽泥船,挖除的淤泥用船運往航道部門指定的淤泥地點。這種清淤方法一般適用于需要全部清除淤泥,淤泥的厚度不太大的情況。
4.2重力擠淤
采用干填法施工時,對下部存在力學強度很低的淤泥層,利用回填土重力的作用,使淤泥層發生破壞和流動,隨著回填施工的向前推進,淤泥逐漸被向前排擠,填土層下部的淤泥厚度變小或清除,從而達到清淤的效果。
重力擠淤一般適用于不要求全部清除淤泥的情況。排擠淤泥的厚度與下部淤泥的流動性和上部填土層的一次堆填厚度有關。回填層一次堆填厚度太大,排擠淤泥的深度越大,為了達到預訂的擠淤效果,可根據淤泥層的剪切強度指標設計出堆填層前緣的堆填層高度。隨著堆填和擠淤的向前推進,堆填區前緣的淤泥厚度會逐漸變大,從而影響擠淤效果。當擠出淤泥達到一定厚度時,可以采用陸地挖除淤泥的辦法將淤泥挖走。
4.3爆破擠淤
在海上修筑岸墻或圍堤,如果下部存在軟弱泥層,則會影響岸墻和圍堤的穩定性。為了保證岸墻和圍堤的穩定性。為了保證岸墻和圍堤的長期穩定,需要將拋填的塊石拋至軟弱淤泥層之下一定深度,一般可采用爆破擠淤的辦法進行施工。爆破擠淤首先是在岸墻或圍堤的設計位置拋填塊石、碎石,然后在堤壩的一側放置炸藥,進行水下爆破,將淤泥擠出形成溝槽,堤壩的塊石在重力的作用下,向溝槽滑移,頂部再堆填塊石到預訂高度則形成岸堤或圍堤,最大深度可達到20m以上。
五、開挖邊坡的評價和治理
開山填海工程的開挖去一般會形成開挖邊坡,有些情況下會形成高度很大的高邊坡。邊坡的穩定性對場地建筑物的安全會產生影響。科技論文。永久性的高邊坡必須進行邊坡穩定性評價和邊坡治理,臨時性的開挖邊坡也應保證在安全坡度之內。
邊坡的穩定性評價必須在邊坡勘察的基礎上進行。巖質邊坡應考慮巖石性質、風化程度、結構面發育強度、結構面產狀以及地下水的影響等因素確定穩定的邊坡坡度。土質邊坡應根據土體的物理力學性質、厚度、地下水的影響等因素通過計算和評價確定穩定的邊坡坡度。科技論文。
六、 結束語
石化工業區場地平整過程中經常遇到開山填海工程,開山填海量大,受外部影響因素多,施工難度大,不同的自然條件下會出現不同的巖土工程問題。常見的巖土工程問題有:填海造陸方法的選擇、圍堤和護岸的修筑、軟基處理、填層的密實處理、開挖堆填層的夯(壓)實處理、海底淤泥層的清除處理、開挖邊坡的評價和處理等。要解決開山填海中出現的巖土工程問題,必須重視地質勘測工作,對各項檢測數據進行科學的分析力求設計到位,減輕施工過程中的壓力,盡量做到設計前情況明了,設計方案有明確的針對性,避免在施工中出現設計外的巖土問題,保障項目方對工程質量、安全、工期和效益目標的實現。
【關鍵詞】邊坡;穩定性;分析方法
Slope Stability Analysis Methods Research Status Analyses
Wang Jin-tao1, Yang Deng-feng1,2
(1.School of Civil Engineering,Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033;
2.China University of Mining &Technology Beijing 100083)
【Abstract】In view of all kinds of serious landslide disaster in our country,the history and the present situation of research on the slope. Described the major domestic value of theoretical research and its application, slope stability analysis method and its development were analyzed and summarized in this paper. Application should be based on the characteristics of slope engineering, taking rational analysis methods to obtain a more objective, reliable and reasonable evaluation results.
【Key words】Slop;Stability;Analysis method
1. 引言
隨著我國經濟的蓬勃發展,大量高層建筑、水利水電設施、礦山、港口、高速公路、鐵路等工程項目開工建設。在這些工程建設過程中或建成運營期間,不可避免地形成了各種邊坡工程。邊坡失穩產生的滑坡災害已經與地震、火山并列成為全球三大地質災害之一 [1],在我國每年各類滑坡造成的經濟損失高達200億元,死亡數百人。因此,深入開展邊坡失穩機制及監測預警研究,對于減少滑坡地質災害、推動邊坡治理技術發展、保障國家財產和人民安全有十分重要的意義。論文重點對國內外近年來邊坡穩定性分析方法及其進展做簡要介紹。
2. 邊坡穩定性分析方法研究現狀
人們對邊坡穩定性分析的研究已逾百年,它涉及包含工程數學、力學、工程地質學、工程結構、現代計算技術等多個學科。隨著科學的發展,人們對邊坡穩定性的研究經歷了從經驗方法到理論研究、從定性研究到定量研究、從單一評價到綜合評價、從傳統理論方法到新理論新方法的過程 [2]。
2.1 工程地質分析法。
工程地質分析法是一種以工程地質類比方法、地質成因演化理論和巖體結構控制理論為理論基礎的定性分析方法。通過工程地質勘察,首先對工程地質條件進行綜合調查,分析已有的邊坡破壞現象的成因、影響因素、發展規律等,然后分析所研究邊坡與已發生破壞邊坡在地質條件上的相似性和差異性,對比得出該邊坡的穩定性分析與其發展趨勢。該方法綜合考慮了各種影響邊坡穩定的因素,可對邊坡穩定性及發展趨勢迅速地做出預測,在確定復雜地質條件下巖質邊坡的失穩模式和破壞機制方面獨具價值 [3]。但地質條件因地而異,使用此方法主觀性較強,對研究者的實踐經驗要求較高。
2.2 極限平衡分析法。
極限平衡分析法又稱條分法,是出現較早并已納入行業規范的定量分析方法。該方法通過假設潛在的滑動面,將滑坡體人為劃分為若干剛性條塊,然后建立條塊間的靜力平衡方程,求解邊坡的安全系數,鎖定最危險滑動面。研究者們對極限平衡分析法的改進主要著重兩方面:一是研究最危險滑動面位置的規律,減少滑動面假設次數,以期減少計算量;二是對極限平衡分析法中的假定進行改進或補充,使之更符合實際。隨著研究的不斷深入,人們對極限平衡方法的研究逐漸由二維轉向三維,并取得了一些列成果。
2.3 數值分析法。
隨著計算機技術的飛速發展,高精度、多因素耦合作用下的邊坡穩定性數值模擬得以實現。常見的數值計算方法有:有限單元法、有限差分法、邊界元法、離散元法、快速拉格朗日分析法等。適于邊坡穩定性分析的數值分析方法很多,基于各種數值分析方法的程序也層出不窮,以下主要介紹了應用比較廣泛的三種數值分析方法。
2.3.1 有限元法。
(1)有限元法是一種比較成熟的數值分析方法,它將無限自由度的結構體系轉化為有限自由度的等價體系,可以給出巖土體中應力、應變的大小和分布,避免了極限平衡法中過于簡化滑體的缺陷。還可以進一步研究邊坡體的流變效應、滲流問題、塑性區的形成過程等復雜問題。
(2)有限元強度折減法是在邊坡穩定性分析中常用的一種有限元方法。它的原理是在有限元計算中,將邊坡巖土體強度參數逐漸降低直至達到其破壞狀態為止,程序可以自動根據計算結果得到破壞滑動面,同時求得強度儲備安全系數。唐春安 [4,5]將強度折減法引入到巖石破裂過程分析RFPA方法中,形成了針對巖土結構穩定性分析的RFPA-SRM強度折減法,該方法可充分考慮材料細觀、宏觀非均勻性、地下水滲流對邊坡的穩定性影響,為邊坡穩定分析提供了一種新方法,李連崇 [6]等人采用RFPA-SRM強度折減法對邊坡安全系數、含節理巖坡穩定性進行了深入的研究和探討。
2.3.2 離散元法。
離散單元法的基本原理是:將所研究的區域劃分為一個個任意形狀的塊體單元,這些單元可以是剛性的也可以是非剛性的,單元之間通過接觸關系,建立位移和力的相互作用規律。計算時按照時步迭代并遍歷整個塊體組合,直到每個塊體達到平衡狀態,不再出現不平衡力和不平衡力矩為止。這種方法適用于解決非連續介質大變形問題,尤其是在分析被結構面分割的巖質邊坡的變形破壞過程時是非常實用的。近年來我國學者胥良 [7]、朱永生 [8]、曹琰波 [9]等人在離散單元法方法的實際應用方面做了大量的工作。在數值分析和理論研究方面都取得了顯著的成果。
2.3.3 快速拉格朗日法。
(1)快速拉格朗日法考慮到材料的非線性和幾何學的非線性,采用了離散模型方法、動態松弛方法和有限差分方法三種技術,將連續介質的動態演化過程轉化為離散節點的運動過程,可以準確地模擬材料的屈服、塑性流動、軟化直至大變形。同時,該方法還可以考慮錨桿、擋土墻等支護結構與圍巖的相互作用,被廣泛地應用于邊坡、土石壩、隧道圍巖等的穩定性評價與支護設計中。基于快速拉格朗日法開發的FLAC [10]程序在國際上得到了廣泛的應用。雖然快速拉格朗日法處理巖土工程問題具有極大的優越性,但也有不足之處。例如,對線性問題快速拉格朗日法要比相應的有限元法耗時更多,它只是在模擬非線性、大變形或動態問題時更具適用性。
(2)數值分析理論和相應的程序種類繁多且各具特色,因此在邊坡穩定性研究中應針對實際情況合理選取相應的數值分析理論和程序。由于巖土體性質并非均質,地質構造錯綜復雜,加之各種外界因素(滲流、溫度、地震力等)的影響,邊坡實際破壞過程與數值模擬是存在一定差距的。
2.4 非確定性分析方法。
邊坡穩定性分析過程中存在著大量不確定的因素,隨著學科的發展,這些因素逐漸為人們所重視。在多學科交叉的學術背景下,邊坡穩定性非確定分析方法逐漸發展起來并應用到實際工程中。
2.4.1 可靠性分析法。
邊坡工程的可靠性分析方法借鑒了結構工程可靠性分析理論的方法,結合邊坡工程自身特點,將邊坡巖土體性質、外部荷載、地下水、計算模型等視作隨機變量,采用概率分析方法和可靠度尺度描述邊坡工程系統的質量。我國《巖土工程勘察規范》(GB50021-2009) [11]指出,大型邊坡涉及除按邊坡穩定系數值計算邊坡穩定性外,尚宜進行邊坡穩定的可靠性分析,并對影響邊坡穩定性的因素進行敏感性分析。該方法計算所需的大量統計資料不易獲取、各因素的概率模型及其數字特征的合理選取還存在問題,并且計算比通常的方法復雜,目前在邊坡穩定性分析中還處于探索階段,一般在實際工程中只作為一種輔助手段。
2.4.2 模糊數學分析法。
模糊數學分析法是把模糊理論應用到邊坡穩定性分析中。應用該法時先分析影響邊坡穩定的各種因素,賦予它們不同的權限,然后建立模糊關系矩陣并求出各個因素對穩定性的影響,最后用模糊評價方法的最大隸屬原則進行選擇,把邊坡分為穩定、較穩定、較不穩定及不穩定等幾個等級,為研究多因素、多變量對邊坡穩定性的綜合影響提供了行之有效的手段。李彰明 [12]對某一大型露天礦邊坡工程地質條件進行調查并進行了物理力學性質測試,對模糊數學分析法在邊坡穩定性分析中的應用做了研究。洪海春等 [13]將模糊數學應用于邊坡問題,提出了確定模糊安全系數的方法。應用此法的困難之處在于相關因素及各因素邊界值的確定,各種影響因素的權重多由經驗確定,主觀性稍強。
2.4.3 灰色系統預測法。
灰色系統理論認為,在決定事物的諸因素中,若既有已知的,又有未知的或不確定的,它們所在的系統則成為灰色系統。該法將邊坡視為一個灰色系統,通過數據處理找出不完全信息的關聯性,確定它們對邊坡穩定性影響的主次關系,進而利用多因素疊加分析評估邊坡的穩定性。此方法適合對含有不確定因素(如復雜的地質環境、節理裂隙發育情況不明)較多的邊坡進行評價。
2.4.4 神經網絡分析法。
神經網絡法將神經網絡理論引入到邊坡穩定分析中來,把影響邊坡穩定的因素視為變量,建立這些因素與邊坡安全系數之間的非線性映射模型,利用神經網絡的高度非線性映射能力預報邊坡的穩定性。該法適于對知識背景不清楚、推理規則不明確、難以建模的邊坡工程進行分析。趙勝利 [14]等采用SOM和BP復合神經網絡模型,描述邊坡穩定性程度及影響因素之間的復雜非線性映射,具有較高的分析準確率,有較強的工程應用價值。
3 結論
邊坡穩定性分析與監測多年來取得了很多有價值的成果,傳統方法不斷得到完善,新理論新方法層出不窮,推進了我國滑坡災害防治工作的發展。
(1)現行邊坡穩定性分析方法種類繁多,極限平衡法因其方法簡便可行,因而工程中比較常用。但其只考慮了條塊間和滑面上下兩部分之間的相互作用力,未考慮巖土體內部的應力作用,邊界條件也過于簡化,其結果往往誤差較大。
(2)數值模擬在解決邊坡工程問題時精度高,靈活性和適應性強,成為了邊坡穩定性研究的有效手段,并將越來越多的運動到邊坡工程問題中。但由于巖土工程問題的復雜性,邊坡工程的數值分析還有很多工作要做。
(3)當前很多非確定性分析方法被引入到邊坡穩定性分析中,極大地促進了邊坡研究的發展。但是有些新理論處于研究的初期階段,尚未普遍應用在邊坡工程領域,還有待進一步研究、推廣。
(4) 由于邊坡工程的復雜性和影響因素的多樣性,任何一種單一的理論和方法都不能較全面的解決具體工程問題,在實際應用中應根據邊坡工程的具體特點,選用合理的理論分析方法,并與監測結果比對,得到更加客觀、可靠、合理的評價結果。
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[基金項目]住房和城鄉建設部科技項目(2012-K3-21)資助。
關鍵詞:高速公路; 滑坡; 防治; 實例分析
中圖分類號:U412文獻標識碼: A
0 引言
在山區高速公路建設過程中,必然不可避免地會造成山體臨空面而呈現不穩定的狀態,同時在外界環境如地震、降雨、工程震動、人類生產活動等因素下劣化巖體性質,從而引起山體邊坡病害,影響路面行車安全。隨著交通事業的不斷發展,出現的邊坡數量及規模給工程界提出了較大的挑戰,因此系統研究邊坡穩定性分析與治理技術便迫在眉睫。我國公路邊坡病害治理技術可分為五大類:坡率法、排水、防護、支擋和加固,在工程實踐中往往是幾種處治方法同時采用,融合各優點,使處治效果達到最優。
1 滑坡的分類
對滑坡進行分類,可更好地了解滑坡的性質及發展情況,但由于地域差異性及形成滑坡作用因素復雜,因此根據不同的工程目的有區別地進行分類。按照不同角度進行滑坡分類,根據我國的滑坡類型可有如下的滑坡劃分:
按滑坡體的體積可劃分為小型滑坡(小于10×104立方米)、中型滑坡(10×104-100×104立方米)、大型滑坡(100×104-1000×104立方米)及特大型滑坡(大于1000×104立方米)。
按滑坡的滑動速度劃分可劃分為蠕動型滑坡(需借助精密儀器才能發現的滑坡)、慢速滑坡(可用肉眼發現其滑動的變化,但每天的滑動距離較小,僅幾厘米至十幾厘米)、中速滑坡(每小時可滑動數十厘米至數米)及高速滑坡(每秒可滑動數米至數十米)。
按滑坡體的度物質組成和滑坡與地質構造關系劃分為覆蓋層滑坡(粘性土滑坡、黃土滑坡、碎石滑坡、風化殼滑坡)、基巖滑坡(又可分為均質滑坡、順層滑坡、切層滑坡)、順層滑坡(沿層面滑動或沿基巖面滑動的滑坡)及特殊滑坡(融凍滑坡、陷落滑坡等)。
按滑坡體的厚度劃分淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡與超深層滑坡。
按形成的年代劃分為新滑坡、古滑坡、老滑坡與發育滑坡。
按力學條件劃分牽引式滑坡與推動式滑坡。按物質組成劃分土質滑坡與巖質滑坡。
按滑動面與巖體結構面之間的關系劃分同類土滑坡、順層滑坡及層滑坡。
2 滑坡處治常用技術
2.1 坡率法
坡率法為邊坡工程中最常見的治理方法,坡率法即是通過對坡體削方或在邊坡坡腳堆積重物以將滑動力削弱兩種方式,通過改變原邊坡體的坡率(一般為減小)而增加邊坡的穩定性,使其具有足夠的安全儲能。采用坡率法是一種原理簡單、設計施工簡便的加固治理方法,并且在邊坡處治方案比選中造價相對較低,因而在邊坡治理工程中常作為首選方案。但坡率法也有一定的局限性,如過多削坡致使土方量增加與破壞環境及人文景觀,對施工空間受限的工地更加不宜采用。
2.2 排水法
水是邊坡病害的重要原因之一,因此對水的處治是防治邊坡病害的首要任務。常用水處理方法是通過設置截水溝、排水溝及跌槽等防止地表水入滲破壞邊坡,應及時疏干導流坡體內的地下水以保證邊坡的穩定性,具體一些排水技術有仰斜式排水孔、滲溝、支撐盲溝、截排水管道、排水溝及截水溝等。由于水與邊坡病害的密切聯系性,因此排水是邊坡工程必不可少的工程之一,在實際邊坡工程中當應地制宜,選取適當的排水技術。
2.3 防護法
進行坡面防護也是邊坡工程常用處治方法,邊坡防護主要為保護邊坡表面使其盡量不受雨水沖刷而帶來的破壞影響,以阻止或減緩環境對邊坡體的風化、剝蝕。常用的防護技術有植被防護、抹面防護、圬工防護以及格柵防護,在工程實際中也常采用
2.4 支擋加固法
在潛在滑坡段通過設置擋土墻、鋼筋網攔網及抗滑樁等措施對不穩定的公路邊坡進行支擋,是常見的邊坡加固處治的方法之一,這屬于被動防護方法。在常用的抗滑支擋技術主要有抗滑擋土墻、抗滑樁等,目前也興起了管棚、半隧道襯砌形式擋土結構等新支擋加固結構及新型加固材料。
2.5 注漿加固
注漿加固是通過壓力注漿時漿液深入巖土體中,通過漿液良好的黏結作用時離散巖土體形成較好的整體性。壓力注漿在隧道圍巖加固、邊坡巖體加固及混凝土損傷結構維修加固中應用廣泛并形成了較好的理論應用體系。
3 滑坡治理工程實例分析
3.1工程簡介
國道G319瀘溪K1564+900-K1613+600段,沿線路基地質情況復雜,且多為沿河路段,目前局部路段出現不同程度的邊坡崩塌,對路面的行車安全和道路的正常使用造成極大影響。在2012年7月17日,因特大暴雨侵襲導致K1564+900-K1565+000左側山體大面積滑坡;2012年12月7日,K1587+815-K1587+900處發生山體崩塌;因此需對國道G319瀘溪K1564+900-K1613+600段地質災害多發段的進行穩定性分析處治設計。該段邊坡巖性為強風化礫巖,坡高大約30m,坡長100m,走向為260°。坡頂種植土厚0 m ~0.3m,全風化層厚度2 m ~4m,下為強風化薄~中厚層狀砂質板巖,巖層產狀為355°~360°∠36°~60°,巖層產狀,尤其是巖層傾角,變化較大,巖體較破碎。因遭受特大暴雨的侵襲而導致該路段山體發生大面積的滑坡,滑坡體頂端裂縫長度100m,滑動體坡長85m,邊坡長度為125m,坡面面積為7850 m2,最大坡高為34 m。滑體前緣產生推移,后緣土體沉陷開裂,中部產生多處裂縫,原路塹擋土墻被推跨,滑坡范圍內兩棟房屋背面靠山面被滑移土體填至二層。
3.2 滑坡形成原因分析
本路段處于人工邊坡相對較陡地段,斜坡上的巖土體結構松散,具有高壓縮性及強透水性,而大氣降水入滲使地下水位升高,增大了地下水靜水壓水。巖土體含水量也同時增加,增大了重度及稠度,在入滲水的作用下,降低了松散填土層與基巖接觸面的凝聚力和摩擦力,斜坡應力平衡受到了破壞,從而決定了該地段斜坡為不穩定斜坡,容易產生滑坡。
3.3 處理措施
2012年7月17日發生邊坡滑坡后,已采取了應急處理措施,清除堆積路面的土石方,修筑警示墩。根據《G319瀘溪段K1564+900-K1565+000段左側滑坡工程地質報告》(湖南省湘西工程勘察院)中結論,該段為一淺層牽引式小型巖土質滑坡,滑床為中風化炭質頁巖,滑體成為主要為紅黏土與強風化炭質頁巖,滑動面(帶)埋深一般3.0~7.0m。滑坡體滑坡規模33943m3,滑動方向為295°。為防止滑坡繼續產生而造成破壞,本次設計采用在不擾動山坡主體的情況下,在離坡腳約3m處清理出工作面,設置凈間距為1.5m的Φ100cm抗滑樁一排,并在坡腳設置路塹擋土墻。
結論
通過對沿線邊坡進行分析,可掌握其穩定性情況及可能潛在的滑動狀態,從而通過采取一定的措施進行處治。在滑坡處治前,應實地調查,分析其滑坡生成的條件、滑坡類型,在此基礎上針對性地提出相應治理方案。
參考文獻
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附錄:
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關鍵詞:三維排水柔性生態護坡技術;膨脹土;鐵路路基邊坡
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.106
目前,膨脹土地區路基邊坡防護主要采用漿砌片石護坡、漿砌片石護面墻、窗孔式護坡剛性護坡方式,這些邊坡防護措施不僅容易失效,而且對沿線生態環境影響較大。因此,展開對膨脹土邊坡柔性生態防護技術研究具有重要的現實意義。
1 傳統膨脹土地區邊坡防護措施類型及不足
1.1 植被防護
植被防護是指在路基邊坡上鋪草皮、植草、種紫穗槐等方式,以保持邊坡的穩定性。由于膨脹土具有遇水即軟化、崩解的特性,膨脹土地區邊坡常常會因崩解而不斷剝落,無法給植物提供一個穩定的基礎,導致植物很難扎根,進而影響防護效果。
1.2 封閉防護
封閉防護是指采用漿砌片石等材料將坡面封閉,以防止雨水、地表水下滲引起土體膨脹。在溫度、濕度循環變化作用下,封閉層易產生裂縫,裂縫一旦產生,地表水便會沿裂縫下滲,使局部土體產生膨脹變形,進一步增大封閉層的開裂程度。數次循環之后,必然會導致封閉層碎裂、失效。
1.3 圬工防護
剛性圬工防護結構變形協調能力差,在邊坡土體脹縮變形作用下,易產生開裂,甚至坍塌。此外,圬工防護還隔絕了河道和邊坡背部地域的生態互動,破壞了生態環境的穩定。
2 三維排水柔性生態護坡系統的構成部件
三維排水柔性生態護坡系統一般由生態袋、三維排水聯接扣及扎口帶構成,當填筑陡坡路堤時,還可選配加筋格柵。
2.1 生態袋
生態袋是三維排水柔性生態護坡系統的基本組成單元,以聚丙烯為主要原材料制成,具有抗老化、抗紫外線、抗微生物侵蝕等特點。此外,生態袋還具有良好的過濾功能(透水不透土),不僅能有效防止生態袋內土壤和營養成分的流失,而且能保證水分的自由流動,為綠色植被生長提供了良好的條件。同時,生態袋等效孔徑的選擇又能保證植物根系穿過袋體自由生長,根系扎入邊坡土體后,猶如無數根錨桿將生態袋與邊坡主體緊密連接起來。
2.2 三維排水聯接扣
三維排水聯接扣是用以聯接生態袋的構件,其將各生態袋單體聯接成一個整體,形成穩定的三角內摩擦緊鎖結構。三維排水聯接扣采用的倒鉤棘爪結構,能最大限度的將生態袋緊密聯接,棘爪數量和布置位置經嚴格優化確定,能合理分散分散集中應力。雙向凹槽和垂直孔洞構成相互交錯的非線形凸肋結構,與倒鉤棘爪形成內摩擦緊鎖結構,加大了三維排水連接扣與袋體之間的摩擦力,增強了結構的安全穩定性。
2.3 扎口帶
扎口帶用以扎緊生態袋袋口,扎帶小巧,使用便捷。此外,它具有很強的抗紫外線和抗拉性,使用過程中幾乎不可能被拉斷,從而保證了每個生態袋的完整性和有效性。
2.4 加筋格柵(選配)
在填筑陡坡路堤時,用排水聯接扣將加筋格柵和生態袋連接起來,以增強護坡系統的整體性,M而增強護坡工程的堅固性和穩定性。
3 三維排水柔性生態護坡技術應用于鐵路膨脹土路基地段的優勢
采用生態防護邊坡保護鐵路路基,主要有以下優勢:
3.1 有利于邊坡的生態恢復
三維排水柔性生態護坡系統施工過程中不會產生施工噪音和建筑垃圾,并且可以根據需要選擇合適的植被,有利于邊坡的生態恢復。當鐵路工程穿越城市、城鎮等人口密集區時,不僅不會因施工對周圍居民的生活造成干擾,而且能快速恢復邊坡的生態。
3.2 施工簡單,養護維修工作量少
三維排水柔性生態邊坡施工簡單,無邊坡建設技術經驗的工人也可參加施工。此外,該護坡系統能很好的適應膨脹土地區邊坡的脹縮變形,將局部的集中膨脹力轉換為均布應力,起到了“以柔克剛”的作用,從而保證了結構的穩定性,減少了建成后的養護維修工作量。
3.3 邊坡穩定性好
三維排水柔性生態護坡系統的結構面通過發達的植被根系與自然坡體聯接成一個整體,使二者之間不會產生分離,并且隨著時間的推移,日趨強壯的植物根系使邊坡結構的穩定性越來越好,甚至可以達到永久穩定的程度。
3.4 提高路基坡比,節省土地
由于生態袋能夠有效防止袋內土體液化和流失,減緩雨水對路基邊坡沖刷的作用,因此可提高路基坡比。如此一來,可以直接在原單線鐵路路基上修建復線鐵路,而不需要再次征用土地,可節省大量土地。
4 結語
由于傳統的膨脹土地區邊坡防護措施存在造價高、易失效、不環保等諸多不足,考慮引入三維排水生態護坡技術,這樣既能達到工程防護的目的,又能起到環保美觀的作用。但該技術在鐵路建設中還是一種新技術,應用較少。在今后的工程實踐中,我們應精心設計、不斷創新,使該項新技術能更好的適應鐵路建設和發展,使鐵路建設向著更安全、更舒適、更環保的目標邁進。
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關鍵詞:堤壩,侵蝕,生物防護
河道的堤防工程,在水流、風吹等自然力和人類活動諸多因素作用下,常被侵蝕,造成水溝浪窩水土流失,影響了工程的完整,更降低了工程的強度,對防洪極為不利。因此,對河道堤壩侵蝕因素進行探討和研究,采取有效的防護措施,維護工程完整,是工程管理工作一項重要工作。
1、河道堤壩的侵蝕因素
河道:大堤的設計邊坡大都為1:2.5或1:3。土的侵蝕大都發生在堤頂和坡上,據分析研究,工程表層土質不好和裸露面積大,是土壤遭受侵蝕的重要因素,雨滴沖擊和地表徑流以及風吹、凍融等是工程表土不穩固的誘發因素。引起工程坡面侵蝕和土壤流失,這常是多種因素互相作用的結果。
1.1坡度:河壩的邊坡穩定與否,在于土體內部所受的剪切力是否超過了它的抗剪強度,如大于抗剪強度,則引起土體滑落。其原因:一是剪切力的增加,二是土體本身抗剪切強度的降低。在內部因素不變的條件下,如果坡面越陡,雨水的徑流速度越大,坡面越長,聚積的徑流就越大,土壤越易被侵蝕。
1.2土壤:湖西河道大堤多為沙壤土,表面沒有用粘結力較大的粘土包邊蓋頂,因而容易遭受侵蝕;草皮生長較差、表土裸露大,另外,隨著時間的推移,風化及植物生長腐植質增多的情況下,土的性質也會發生變化,團粒間的粘聚力就衰減,耐蝕性能就越發降低。
1.3氣候:湖西地區地處北溫帶,屬季風氣候,冬天寒冷,土壤在冬季凍脹,春季融化,周期凍融條件下,極易引起重力侵蝕和土壤流失。大堤坡向不同,土壤侵蝕量也有差異,朝陽面冬季土壤結冰層薄、化凍早、草皮返青快,生長季節光照充足,長勢旺盛,覆蓋坡面密集,土壤侵蝕量少。相反,背陽坡面冬季土壤結冰厚、春季化凍晚、草皮返青慢,生長季節光照不夠充足,長勢不如朝陽面,覆蓋率低,春季風蝕、夏季降雨侵蝕均較嚴重。
1.4降雨與植被:當雨水直接降到表層土時,雨滴的力量起著打壓、填充及飛濺的作用,而打壓是把表層土攪亂,徑流則把土壤帶走,成為表土流失的主要方式。草皮具有覆蓋、緩沖水滴沖擊,根據酸質土壤團粒的功能,草皮覆蓋率較高的坡面,具有較大的保水能力,起著涵養水源、阻滯地表徑流、防止水土流失的主要作用。有關實驗證實,在雨水打壓受到阻礙的區域,其泥土流失量只有裸露地的1/100-1/200 。
1.5風:河道大堤高于周圍地面,表土遭風蝕嚴重。風是僅次于降雨導致土壤流失的誘發因素,特別是冬春季節,土壤干旱,含水量較低,加上草類枯萎,據觀測,在3m/s的風速,散離的表土會全部被吹離。表土的運動方式:一是沿表面滑動,二是跳躍運動,三是浮游運動。若堤肩兩側各有0.5-1.0m的寬帶草皮,每年可滯留約5-10Lm厚的或更多的表土,可見生物防護對穩定土壤不被侵蝕起著良好的作用。
1.6防蝕措施:保護表土的辦法,概括起來可分為工程處理法和生物保護法。生物保護法中植草防護工程是最廣泛的一種,草皮在工程表面覆蓋率高的,土壤遭受侵蝕的可能性就大大減少。
2、河道堤防工程的生物防護
河道堤防應用生物防護,有著悠久的歷史,從宋朝開始就有在堤外植樹,防浪固堤的記載,到了明代劉天和總結堤岸植柳經驗,制訂了植柳方法,即:臥柳、低柳、偏柳、浮柳、慢柳、高柳。根據臨河防浪“背河取材”的原則,植樹植草、綠化堤防,取得了很大的成績。特別是黃河大堤在這方面,更是提供了成功的經驗。科技論文。
多年來,就黃河的情況看堤防以種植葛巴草為主、鐵板芽等其它草類配合,固土防沖作用顯著。但是,由于不能適時復新,原有草皮自然老化、退化,牛、羊破壞等致使草皮覆蓋率大大降低。有些地段,高桿雜草叢生,生物防護作用減小,加之排水設施不夠完善,每年的雨季出現水溝浪窩較多,工程遭受破壞嚴重,嚴重影響工程的完整和抗洪能力,增加了工程維修費用。有無草皮防護工程,其土方流失量差異很大。從實際情況來看,凡草皮覆蓋率較高、生長旺盛的堤段,較少出現水土流失。而一些無草皮覆蓋或覆蓋率低、草皮生長差的地段,集中降雨時往往會有大量水土流失,形成較大的水溝浪窩。科技論文。
生物防護不僅有較好的經濟效益、生態效益和社會效益,而且大大改變了工程面積,綠化、美化了工程,改善了環境,改善了小氣候,為當地城鄉居民提供了游覽休息的良好的活動場所。科技論文。如東明的黃河公園就是這樣。
在湖西地區,河道堤防的防護,也多是采取生物防護的方法,一般都是喬灌結合,灌木叢中再種草。這里所指的灌木,主要是簸箕柳、紫穗槐等條編所需的原料,因此,經濟效益相當好,當然對工程的防護效果也是不錯的。在太長的堤防上,都采取工程措施,是不經濟的(險工段除外),在管理組織健全的情況下,切實搞好生物防護,對保障堤防完整,提高抗洪能力,是完全必要和可行的。