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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
中圖分類號:UU213.1+1416.1+4文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
在公路的修建過程中,邊坡沿公路分布的范圍廣,對自然環境的破壞范圍大,其防護問題非常突出。為了滿足安全可靠和經濟合理雙重目標,在使用過程或施工過程中,路基出現失穩或顯示失穩征兆時,應該詳細調查地形、地質、水文條件,了解設計和施工等方面的問題,對坡體變化和滑動面情況進行及時的觀察,并進行必要的試驗,以便分析路基失穩的原因,從而制定出合理有效的防治措施。
二、公路邊坡防治
1.排水工程
在邊坡的治理中需要特別重視對水的處理,其主要目的為:降低滲透水壓力;減輕水對巖土體的軟化和對巖土體架構的分解作用;消減水的沖刷和浪蝕作用。排水工程一般包括地表排水和地下排水。它是指設置良好的地表排水和地下排水系統,做好攔截、疏干和排除滑動區域內外的地表水和地下水的工作,并采取防護措施以防止地表水滲入坡體或沖刷坡腳。排除地表水目的在于攔截、引離邊坡范圍外的地表水,使其不致進入邊坡區或不致滲入邊坡體內。地表排水以攔截和旁引為原則,常采用的排水工程措施有:邊溝、截水溝、排水溝、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壓力,增加有效正應力從而提高抗滑力。常采用排水工程措施有:暗溝、滲井、排水孔、灌漿阻水及滲溝等。排水工程簡單易行且加固效果好、工程造價低,應用廣泛,但往往需要與其它的治理工程結合在一起,配套使用。
2.邊坡形態
邊坡失穩破壞通常是由于邊坡過高、坡度太陡所致。通過改變坡體形態,削掉邊坡一部分不穩定巖體,或增加阻止滑坡產生區的物質,使邊坡坡度放緩,提高其穩定性。常用的工程措施是減重反壓。這種措施主要是將邊坡頂部的土石挖除從而減小下滑力和在原堤腳處加設反壓護道以增大抗滑力,以提高邊坡穩定性。該方法是一種經濟有效的防治邊坡失穩的措施,技術上簡單易行,效果明顯,并積累了豐富的經驗,但該方法整治效果的好壞主要取決于削減和堆填的位置是否得當,且該法對邊坡改造較大,擾動嚴重,不利于環保。
3.支擋與錨固
該防護措施主要包括擋土墻、抗滑樁、錨桿、預應力錨索、SNS 柔性防護系統。
常見的擋土墻形式有:重力式、懸臂式、扶壁式等。在公路工程中,擋土墻可用以支撐路堤或路塹邊坡,防止水流沖刷路基,同時也常被用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。擋土墻設計簡單,適用范圍很廣泛,但容易出現“越頂”現象,且設置位置具有局限性??够瑯妒且环N大界面側向受荷樁,是承受側向荷載、整治滑坡的支撐建筑物。該方法是將一定規格的樁體埋入穩定的地層中,依靠樁及其周圍巖土體的相互嵌制作用,以承受由上部樁身傳來的推力??够瑯栋雌渎袢肭闆r可以分為以下幾種形式:全埋式樁、懸臂樁、埋入式樁、椅式樁、排架樁、剛架樁等。
錨桿、預應力錨索是常用的錨固工程,它是一種把受力拉桿埋入地層的技術。它可以充分提高巖土自身強度和自穩能力,增強滑動面上的抗滑力,從而獲得良好的穩固效果。其工作方法是:在擬固定的巖體中鉆孔直到下部穩定基巖一定深度,在孔內插入錨桿,將其末端固定住,空口用錨頭栓死,并在錨體上涂一些防腐化的化學物質,鉆孔內的多余空間可以澆注水泥砂漿,以進一步固定錨桿。該防治方法布置靈活、能夠大大減輕結構自重,節約工程材料,但錨固段應置于穩定地層且該地層須適合灌漿。SNS 柔性防護是一種以鋼絲繩網為主要構件并以覆蓋和攔截來防治崩塌落石、風化剝落等邊坡坡面地質災害的柔性防護系統技術。該防護系統包括主動系統和被動系統兩大類型。主動系統是通過固定在錨桿和支撐繩上并施以一定預張拉的鋼絲網覆蓋在有潛在地質災害的坡面上,阻止崩塌落石的發生和活動范圍;被動系統是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網,由鋼繩網、固定系統、減壓環和鋼柱四部分組成,通過攔截的手段控制災害體的運動范圍。
4.生態護坡
生態護坡技術是在邊坡上種植植物,利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕水流沖刷,從而達到保護邊坡的目的。該技術是將巖土工程、生態學、土植物學等多學科結合成一體的綜合工程技術。生態護坡在首次成功應用之后便得到迅速發展,是今后公路建設發展的一種趨勢,它使公路具有安全、舒適、美觀、與環境相協調等特點。目前,生態護坡技術主要有鋪草皮護坡、植生帶護坡、三維植被網護坡、噴混植生護坡,以及與其它工程手段相結合的骨架植被護坡等方式。但同時也應注意到,由于該防護方法本身的強度較低,其改變或保護的只是坡面及其淺層,所以只有在邊坡本身穩定的前提下,植被護坡技術才可用于邊坡淺層的防護。
三、公路邊坡綜合治理
通過介紹以上幾種防治方法中不難發現,雖然這些技術能達到治理邊坡失穩的效果,但是每種方法都有其自身的特點和適用條件,而邊坡的失穩往往是受多個因素控制的,單單采用一種技術手段是難以有效地根治邊坡的失穩問題。因此在治理邊坡時,應詳細查明邊坡的各種工程條件,應用若干種工程手段,將其有機地結合,采用綜合治理方法對邊坡進行治理。
四、結論和建議
公路邊坡治理是一個系統工程,實施何種治理方案應該綜合考慮。在治理前應全面理解、詳細進行現場調查、分析工程地質勘察資料和周邊環境實施資料;在治理過程中應嚴格控制施工質量,合理地借鑒工程經驗,對不同的邊坡治理應具體問題具體分析;同時,在進行治理防治時都應注意環境的保護,盡量減小施工對環境的不良影響。
參考文獻
[1]岳尚全,王清,蔣軍等.地質工程學[M].北京:清華大學出版社.2006.
關鍵詞:邊坡;防治方法;綜合治理;工程護坡;生態護坡
一、引言
在公路的修建過程中,邊坡沿公路分布的范圍廣,對自然環境的破壞范圍大,其防護問題非常突出。為了滿足安全可靠和經濟合理雙重目標,在使用過程或施工過程中,路基出現失穩或顯示失穩征兆時,應該詳細調查地形、地質、水文條件,了解設計和施工等方面的問題,對坡體變化和滑動面情況進行及時的觀察,制定出合理有效的防治措施。在防護的同時,還應注意保護環境和創造環境,采用適當的綠化防護方法來進行。
二、邊坡防護中需要注意的問題
1、邊坡的破壞:邊坡的破壞主要表現為邊坡坡面及坡腳的沖刷。坡面沖刷主要來自大氣降水對邊坡的直接沖刷和坡面徑流的沖刷,使路基邊坡沿坡面流水方向形成沖溝,沖溝不斷發展最終導致邊坡破壞,進一步造成路面塌陷,直接影響了行車的安全。沿河路堤及修筑在河灘上滯洪區內的路堤,還要受到洪水的威脅,這種威脅表現為直接沖毀路堤坡腳,導致邊坡破壞。
2、路基邊坡的破壞和防護需注意的問題。(1)邊坡穩定。保護路基邊坡表面免受雨水沖刷,減緩溫差與溫度變化的影響,防止和延緩軟巖土表面的風化、破碎、剝蝕演變過程,從而保護路基的整體穩定性。(2)環境保護。使工程對環境的擾亂程度減少到最小,并謀求人工構造物與自然環境相協調。(3)綜合效應。綜合防光,防眩,防煙,誘導司機視線,改善景觀等目的進行邊坡綠化防護,充分發揮防護工程的綜合效益。
三、邊坡防治方法
邊坡的治理技術發展很快,形式也越來越豐富,目前的防治方法主要有以下幾種:
1.工程護坡
(1).排水工程
水的作用包括降雨、地表水和地下水三個方面的作用。邊坡失穩的發生大多與水的作用密切相關,這是因為水一方面增大了斜坡土石體的容重和降低了土石體的內聚力,另一方面還產生了動水壓力和靜水壓力,同時水還能溶解土石體中易溶物質,使組成斜坡的土石體成份和結構發生變化,從而導致邊坡失穩。因此在邊坡的治理中需要特別重視對水的處理,其主要目的為:降低滲透水壓力;減輕水對巖土體的軟化和對巖土體架構的分解作用;消減水的沖刷和浪蝕作用。排水工程一般包括地表排水和地下排水。它是指設置良好的地表排水和地下排水系統,做好攔截、疏干和排除滑動區域內外的地表水和地下水的工作,并采取防護措施以防止地表水滲入坡體或沖陶坡腳。
(2).改變邊坡形態
邊坡失穩破壞通常是由于邊坡過高、坡度太陡所致。通過改變坡體形態,削掉邊坡一部分不穩定巖體,或增加阻止滑坡產生區的物質,使邊坡坡度放緩,提高其穩定性。常用的工程措施是減重反壓。
(3).支擋與錨固工程
該防護措施主要包括擋土墻、抗滑樁、錨桿等防護系統。擋土墻是邊坡治理工程中最常見的一種技術手段,它位于失穩邊坡的前緣,借助于自身重量從而抵抗側向土壓力,防止墻后土體坍塌和增加其穩定性的建筑物。常見的擋土墻形式有:重力式、懸臂式、扶壁式等。在公路工程中,擋土墻可用以支撐路堤或路塹邊坡,防止水流沖刷路基,同時也常被用于處理路基邊坡滑坡崩坍等路基病害。擋土墻設計簡單,適用范圍很廣泛,但容易出現“越頂”現抗滑樁是一種大界面側向受荷樁,是承受側向荷載、整治滑坡的支撐建筑物??够瑯兑话愠扇翰贾茫嘤糜诨w厚度不大,剛度較大的情況,常沿垂直與滑體運動方向排列。在間歇型滑坡的靜止期進行抗滑樁施工,效果最理想。在布置時應合理排布,使兩樁間的滑體不至由于拱起作用從其間滑出,同時還應保證沿坡體不越過樁頂,以免產生次生失穩狀況。抗滑樁按其埋入情況可以分為以下幾種形式:全埋式樁、懸臂樁、埋入式樁、椅式樁、排架樁、剛架樁等。工程實踐表明,抗滑樁樁位靈活,施工方便,能迅速安全地解決一些比較困難的工程,但對于正在滑動的邊坡,應盡量避免采用抗滑樁。錨桿是常用的錨固工程,它是一種把受力拉桿埋入地層的技術。它可以充分提高巖土自身強度和自穩能力,增強滑動面上的抗滑力,從而獲得良好的穩固效果。其工作方法是:在擬固定的巖體中鉆孔直到下部穩定基巖一定深度,在孔內插入錨桿,將其末端固定住,空口用錨頭栓死,并在錨體上涂一些防腐化的化學物質,鉆孔內的多余空
間可以澆注水泥砂漿,以進一步固定錨桿。
工程護坡不足之處 :工程護坡有坡面防護和支擋結構防護兩類。坡面防護常用的措施有灰漿或三合土等抹面、噴漿、噴混凝土、漿砌片石護墻、錨噴護坡、錨噴網護坡等。此類措施主要用以防護開挖邊坡坡面的巖石風化剝落、碎落以及少量落石掉塊等現象。所防護的邊坡,應有足夠的穩定性,對于不穩定的邊坡則先支擋再防護。支擋結構的類型較多,如擋土墻、錨桿擋墻、抗滑樁等。這些支擋結構既有防護作用,又有加固坡體的作用。采用工程措施護坡,往往過分追求強度功效,破壞了生態自然,景觀效果差,而且隨著時間的推移,混凝土面、漿砌片石面會風化、老化,甚至造成破壞,后期整治費用高。
2.生態護坡
生態護坡技術是在邊坡上種植植物,利用植物根系固著邊坡表層土壤以減輕水流沖刷,從而達到保護邊坡的目的。該技術是將巖土工程、生態學、土植物學等多學科結合成一體的綜合工程技術。生態護坡在首次成功應用之后便得到迅速發展,它使公路具有安全、舒適、美觀、與環境相協調等特點。目前植被護坡的發展趨勢可以分為兩個方面:①植被護坡與工程防護的有機結合;②在兼顧經濟效益的同時考慮景觀效果。工程護坡雖然缺乏生態效果,但能為不穩定的邊坡提供支擋加固措施,使其達到深層穩定和淺層穩定。坡面種植植被后,植物的根系增強了坡面表層穩定,對邊坡穩定起到重要作用。因此,在考慮植被護坡時,不僅要做到坡面綠化,還要將工程防護措施和植被防護有機結合起來,形成穩固而又有生態景觀效應的防護結構體系。而工程措施的設計也應該是設計出更合理的工程結構,使工程防護和植被防護更好地有機結合,使其既能有效地支擋加固坡體,又在坡面上看不見工程結構,全部顯現植被和優美的景觀。
四、邊坡綜合治理
通過介紹以上幾種防治方法中不難發現,雖然這些技術能達到治理邊坡失穩的效果,但是每種方法都有其自身的特點和適用條件,而邊坡的失穩往往是受多個因素控制的,單單采用一種技術手段是難以有效地根治邊坡的失穩問題。因此在治理邊坡時,應詳細查明邊坡的各種工程條件,應用若干工程手段,將其有機結合,采用綜合治理方法對邊坡進行治理。所謂綜合治理,是指以工程地質條件為依據,對邊坡治理采用多種技術相結合的方式,使邊坡在治理后既安全穩定,又經濟合理,在此基礎上邊坡的治理還應盡可能體現邊坡所在地方的地域特色,將這些因素糅合到邊坡的設計之中,重視人文因素。
五、結論和建議
邊坡治理是一個系統工程,實施何種治理方案應該綜合考慮。在治理前應全面理解、詳細進行現場調查、分析工程地質勘察資料和周邊環境實施資料;在治理過程中應嚴格控制施工質量,合理地借鑒工程經驗,對不同的邊坡,治理應具體問題具體分析;同時,在進行治理防治時都應注意環境的保護,盡量減小施工對環境的不良影響。
參考文獻
[1] 楊航宇,顏志平,朱贊凌等.公路邊坡防護與治理[M] .北京:人民交通出版社.2002.
[2] 郭長慶,梁勇旗,魏進.公路邊坡處治技術[M] .北京:中國建筑工業出版社.2007.
【關鍵詞】:山區邊坡、錨桿框架、土地資源。
中圖分類號:U213.1+3 文獻標識碼: A
1、工程概況
黃山區湯口鎮地處亞熱帶 屬亞熱帶濕潤季風氣候,四季分明,氣候多變,特別是夏季,受暖空氣控制,氣溫高、濕度大、降水多,常有強降雨等災害性天氣發生。區內年平均氣溫15.1℃,極端高溫39.0℃,極端低溫-16.0℃;年平均降水量2340mm,年平均蒸發量約1300mm。該地區降水集中,最強降雨量看可達65mm/h左右,最易引發滑坡等地質災害。本次整治場地及周邊黃海高程約400~600m之間,山體切割強烈。山體呈尖棱狀~鈍棱狀,原始地形坡度20°~40°,局部達50°以上。該場地邊坡坡腳海拔420.5m,坡頂海拔454.4m,最大高差為33.9m,坡度一般32~43°,坡向108°。由于邊坡已開挖,后緣開挖面最高達15.5m,坡度50~67°。
2、邊坡巖土特征穩定性狀態分析
邊坡巖土體類型共有以下3類:粉土混角礫:分部于邊坡后緣以上的坡體表層?;尹S色,稍密,濕,頂部0.50m夾植物根須。角礫含量約占15%~20%,粒徑在1~5cm之間,棱角狀,物質成分為粉砂巖、石英等;粉土可塑狀態,塑性中等,干強度及韌性中等。該層透水性中等。強風化斷層角礫巖:為硅化破碎帶,灰黃色,成分為粉砂巖夾礫,礫為硅質,風化強烈呈土狀,巖性軟。中風化斷層角礫巖:可以分為硅化破碎帶和斷層泥,硅化破碎帶為灰色,成份為砂巖夾礫,礫為硅質,巖性軟;斷層泥為灰色,呈土狀。
邊坡在未破壞前具有不同的破壞模式,若從滑動面的形狀來分,可大致分為單一平面形破壞、折線形破壞和圓弧形破壞,對于巖體邊坡來說還可能存在受兩組組合結構面控制的楔形破壞。不同的破壞模式計算方法是不同的,邊坡產生破壞的破壞模式要結合場地工程地質條件確定和分析。
組成本邊坡的巖土主要是強、中風化斷層角礫巖,上部覆蓋0.5~0.1m厚的粉土混角礫,強風化斷層角礫巖體由于風化較強,強度較低,更重要的是其風化及構造裂隙發育,呈碎裂結構,為IV類巖體,它們位于邊坡的坡肩部分,也是重力勢最大的部位,在重力、風化、地下水的作用下,變形破壞的可能性較大;在其下部是一層未揭穿的中風化斷層角礫巖,裂隙發育,呈碎裂狀鑲嵌結構或塊石狀鑲嵌結構。邊坡易產生圓弧形滑動。根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2002),圓弧形滑移破壞的穩定形評價。采用園弧滑動法,邊坡穩定性系數
Ks=ΣRi/ΣTi
Ni=(Gi+Gbi)cosθi+Pwisin(αi-θi)
Ti=(Gi+Gbi)simθi+Pwicos(αi-θi)
Ri=Nitgφi+cili
根據對A、B兩個斷面的滑動模式進行滑動面穩定性計算,結果為A斷面穩定性數Ks=1.00,B斷面的穩定性系數Ks=1.20。說明當前該邊坡處于臨界或暫時穩定狀態,依據《建筑邊邊工程技術規范》(GB50330-2002)確定該邊坡安全等級為二級,邊坡穩定性系數Ks=1.25,因此需要采取措施對該邊坡進行治理,才能滿足規范要求,才能利用該場地。
3、邊坡治理措施
根據邊坡工程地質條件和穩定性分析,結合現場實際情況和工程實施的實際可行性,經與業主、監理和勘察部門共同研究確定本邊坡治理以“支擋、坡面防護為主,排水和植被恢復為輔”的原則,并在該原則指導下采取經濟有效的方法——錨桿框架支護體系。
在坡腳處設置一道C25毛石混凝土擋墻支護,外表按塊石勾凸縫處理,擋墻高度為4.5m,擋墻頂部以上采用錨桿框架加固,坡高9.5m,坡率為1:0.75,框架由間隔3.0m豎肋和底梁與頂梁間設3道中間橫梁組成,在框架節點處設置錨桿,錨桿與傾角15°,錨桿按AS≥γ0Na/ξ2fy計算確定由直徑28鋼筋制成,錨桿錨固體與地層的錨桿長度按《建筑邊邊工程技術規范》(GB50330-2002)第7.2.3條確,錨桿鋼筋于錨固砂漿間的錨固長度按《建筑邊邊工程技術規范》(GB50330-2002)第7.2.4條確定,最終確定錨桿長度分別為9.5m、12.0m不等;框架豎肋截面尺寸為0.4×0.3m,框架橫梁截面尺寸為0.4×0.3m,框架采用C30砼現澆,配筋按計算確定。經錨桿框架加固后邊坡穩定性系數Ks>1.25滿足規范要求。
框架施工盡量一次性澆筑而成不留施工縫。框架內掛網噴播植草,護坡頂上方采用噴植草防護寬約2.5m。在坡腳毛石混凝土擋墻墻腳設置排水溝,排除地面水;在護坡頂設置截水溝,排除隙邊坡上方地表水。
4、施工要求
為保證護坡的穩定及施工安全,應避免在雨季施工,施工時應做好坡體上部截水溝及坡面雨水引排工作,防止坡面積水。嚴禁開挖后長時間暴露、日曬雨淋,使巖體風化松弛,工程地質性質惡化。施工中應加強施工監測和工地巡視,備有應急措施,確保施工人員安全。
擋墻每隔15m設置一道伸縫縫,墻身設置泄水孔。錨桿框架施工工序為:測放孔位鉛孔錨桿制安注漿挖槽支模綁扎鋼筋澆筑框架養護框架格內植生袋噴播植草。錨桿采用全長錨固式水泥砂漿錨桿,錨桿鋼筋直徑Ф=28mm,錨桿孔徑110mm,錨桿孔位偏差不得超過±30mm,考慮沉渣的影響,為確保錨桿長度,實際鉆孔深度大于設計長度0.4m,成孔后用高壓空氣(0.4MPa)清孔。成孔時禁止帶水鉆進,以確保鉆孔施工不致惡化邊坡條件,鉆進過程中,應對每孔地層變化(巖粉情況)、進尺速度(鉆速、鉆壓等)及一些特殊情況做現場記錄,苦遇塌孔,應立即停鉆,進行固壁灌漿處理后重新鉆進。錨桿孔內灌注M30水泥砂漿,水灰比0.35~0.45,灰砂比1:1,砂漿體強度不低于30Mpa,采用從孔底到孔口返漿式注漿,注漿壓力不低于0.25Mpa。
5、結束語
山區邊坡采取支擋加固和截排水措施,在保證技術可靠的前下,采用錨桿框架結構支護,可以做到加固的直接、高效、簡單和經濟,同時對周邊的環境美化和治理也具有積極的意義。施工要和設計緊密結合,采取“動態信息化施工法”施工,設計要隨地質和變化進一步細化,必要時對原設計進行調整和補充,做到因地制宜,因時制宜,及時跟進和改進。施工階段的監測工作和工程結束后的變形監測也十分必要,應充分重視,發現問題及時處理,確保安全。
參考文獻
[1]《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)
[2]《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)
[3]《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)
關鍵詞:高速公路路基;邊坡防護;穩定性;治理措施;
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A
阿爾及利亞東西高速公路是北非馬格里布高速公路的重要組成部分,全長1216KM,橫貫阿爾及利亞北部山谷地區,地勢起伏,地質情況復雜。在項目實施過程中,根據不同地區不同路段的地質情況,對路基邊坡的穩定性進行了認真地分析和設計,有效地控制了邊坡失穩,降低了工程造價。促使路基邊坡失穩的因素可歸納為自然和人為兩大類,自然因素主要包括巖土性質、巖體結構及地質構造、水的作用( 降低坡體抗滑力、增加下滑力,故有“十坡九水”之說) 、地形地貌、地震等。人為因素包括開挖坡腳、堆填加載、施工爆破、亂砍濫伐等。路基邊坡的穩定性與設計及施工都有著直接的關系,只有在設計時遵循規范要求,保證排水通暢,在施工的關鍵部位上嚴格把控施工工藝,才能取得更佳的防護效果。
一 邊坡穩定分析的歷史及現狀
近年來各種現代科學理論如系統工程論、數量理論、信息理論、現代概率統計論、耗散論、突變理論等用于邊坡研究,為邊坡穩定研究提供了新方法,邊坡穩定性研究呈現出各種傳統方法不斷完善和新方法不斷提出的局面。目前邊坡穩定分析方法可分為三大類。
1.1 定性分析法
定性分析主要是通過工程地質勘察和其他調查方法,對邊坡穩定主要影響因素、可能的變形破壞方式進行分析,對已變形地質體的成因及其演化史進行分析,從而給出被評價邊坡穩定狀況及可能發展趨勢的定性說明。定性分析的優點是能綜合考慮多種影響因素,快速對邊坡的穩定狀況及發展趨勢作出評價,具體有以下幾種。
( 1) 成因歷史分析法
該法通過對邊坡的地質環境、水文地質條件、發育歷史中的各種變形破壞跡象及其基本規律和穩定性影響因素進行綜合分析,追溯邊坡演變的全過程,對邊坡穩定性的總體狀況、趨勢和區域特征作出定性評價和預測,主要用于天然斜坡的穩定性評價,是其它分析方法的基礎。
( 2) 工程類比法
該法是將所要研究的邊坡與已經研究過的天然斜坡或人工邊坡進行類比,以評價其穩定性及可能的變形破壞方式,確定其坡角和坡高。工程類比法具有經驗性和地區性的特點,是目前常用的一種方法。
( 3) 專家系統法
即邊坡工程穩定性分析與設計的智能化計算機程序,它把多位邊坡工程專家的知識、工程經驗、理論分析、數值分析、物理模擬、現場監測等有機地組織起來,建成一個邊坡工程知識庫,并進行推理和決策,對所研究的邊坡進行分析評價,專家系統法可以節省時間,降低工程費用。
1.2 定量分析法
( 1) 極限平衡分析法
建立在摩爾-庫侖強度準則、安全系數定義和靜力平衡條件基礎上,把滑體作為剛體只考慮滑面的極限平衡狀態,不考慮滑體巖土體的變形和破壞。主要優點是歷史長、計算簡便、計算結果較穩定,缺點是把滑體作為剛體處理,不能真實反映內部的應力-應變關系,但總體來說是一種較成熟的方法。
( 2) 數值分析法
該方法通過應力、應變分析求解邊坡的極限荷載,既可用于連續介質,也可以應用于不連續介質。目前常用的數值方法有邊界元法、有限元法、離散元法、無界元法及快速拉格朗日法。
1.3 非確定性分析方法
因為影響邊坡穩定的因素很多,實際中難以準確提供確定性方法所需要的參數,且這些參數具有隨機性和不確定性。所以建立邊坡穩定性分析的非確定性模型,考慮參數的隨機性、模糊性是發展趨勢。目前非確定性分析方法有可靠性分析法、模糊綜合分析法、灰色系統理論法、突變理論法、神經網絡法等。
二 邊坡治理技術發展及現狀
邊坡治理措施的基本思路一是減小下滑力,二是增加抗滑力。我國公路邊坡以前常采用改變坡體幾何形態、排水、擋土墻、護坡、噴漿、土質改良、抗滑樁、植被防護等治理方法,具有安全經濟、施工簡便等優點,但在一定程度上存在持水性差、維護困難、穩定效果欠佳、景觀效果差等缺點,不能滿足高速公路的發展要求。目前路基邊坡防護措施有很多,其中比較常用的有:錨桿加固、預應力錨索加固、抗滑擋土墻、格構加固、重力罩面等。
2.1 錨桿加固
錨桿加固技術因其經濟、便捷、受外界影響小等特點,是阿爾及利亞東西高速公路中普遍采用的一種邊坡治理措施。主要采用的原材料是鋼筋錨桿、水泥漿等。利用鋼筋錨桿注漿后與土體間的摩擦力,有效抵制邊坡失穩的方法。比較適合含水量低的土質邊坡。
2.2 預應力錨索加固
預應力錨索加固技術是利用水泥漿、錨索和深層穩定巖體之間的膠合力,通過錨索實現張力的傳遞,制約表面的滑移體,使其和穩定的地層相連接,形成一個堅固的整體,從而實現對邊坡的加固。預應力錨索加固技術的特點是深層加固、主動加固、具有一定的柔性、經濟性好、施工快捷靈活,近年來被廣泛的應用于公路路基邊坡的加固中。
2.3 抗滑擋土墻
抗滑擋土墻是用來實現穩定滑坡,也就是通過擋土墻支撐土體,抵抗滑坡的剩余下滑力,其優點是對邊坡的破壞小,穩定的速度也快,常用的擋土墻有重力式擋土墻。在抗滑擋土墻施工時,要盡量避免開挖邊坡的前部。
2.4 格構加固
格構加固技術是利用現澆鋼筋混凝土、預制混凝土和漿砌塊石實現對坡面的防護,同時利用錨桿對邊坡進行加固,其優點是不僅能對邊坡進行加固,保證道路的安全,而且還可以通過在框格內種植花草來美化邊坡的環境。格構加固技術的基本原理是通過把巖石壓力、土壓力和滑移力均勻的分配到每個格構結點處的錨索,再由錨索傳遞給地層,其中,格構只是用于傳力,錨索則主要起加固作用。次方法較適用于巖土較堅硬、均勻、坡度較大的邊坡。
2.5 重力罩面加固
重力罩面加固技術是歐洲高等級公路經常被采用的一種路基邊坡防護形式,施工簡單,操作方便,在阿爾及利亞東西高速公路的施工中也被廣泛使用。此種方法主要是將因褒水而變形的路基邊坡,開挖成階梯狀,鋪上土工布,回填0-200mm或200-400mm的片石至原坡面高度,靠片石的自身重力來抵制坡體的變形,故稱重力罩面。此方法主要適用于富水地段的邊坡。
三錨桿加固工藝在邊坡治理中的應用
在上述5種邊坡治理措施中,錨桿加固是阿爾及利亞東西高速公路項目最為普遍采用的形式,也是被目前國內高等級公路廣泛接受和認可的治理措施。以下就該工藝的施工流程及方法做以簡單介紹。
3.1 定位
依照設計圖紙對邊坡鉆孔的位置準確放樣,可以有±15mm的偏差;錨桿的孔距所允許的偏差不得超過150mm。
3.2 鉆孔
安放錨桿的孔洞可以采用風槍打眼的方法進行打鉆,錨桿軸線與巖體主體結構面或滑移面成大角度相交,鉆孔時要按照以下規范進行:所鉆的孔要圓且直,鉆孔時鉆孔的方向要與所處巖層的主要結構面保持垂直;所鉆的錨桿孔直徑一定要大于錨桿的直徑15mm。除此之外,對錨桿孔的深度也有嚴格的要求,主要是孔的深度只允許50mm的偏差。鉆孔的質量與錨桿桿體材料的質量一樣,都是高速公路路塹的邊坡防護施工質量的基礎環節,它是保證錨桿發揮其保護支撐作用的重要因素。
3.3 清孔
鉆孔后要用高壓風管將孔內遺留的粉塵和雜物吹出,確保孔內干凈。
3.4 錨桿準備
錨桿要采用18-32mm鋼筋,且在截取錨桿時要按照設計要求進行,對所截取的錨桿還要進行整直、祛銹以及除油等處理。客土噴播護坡錨桿長度和不含草籽的綠化基材混合物厚度按地質條件不同分 2 種形式:穩定性良好的軟質巖邊坡,長錨桿采用 3m,短錨桿采用 1m,綠化基材混合物厚 10cm;穩定性較好的土石混合邊坡,長錨桿采用4m,短錨桿采用 2m,綠化基材混合料厚 8cm。當邊坡可能出現局部不穩定病害時,長錨桿長度應經分析計算后確定。
3.5 安放錨桿
清孔結束后迅速將鋼筋錨桿體插入,錨桿桿體插入孔內的長度不得短于設計長度的 95%。在安放錨桿的過程中,必須保證孔內不能出現塌孔,否則必須將錨桿體拔出,清孔后重新安放。
3.6 砂漿制備
砂漿要采用不低于 42.5 級的且具有抵抗水侵蝕的化學穩定性較好的普通硅酸鹽水泥,按施工時所要求的配合比在拌合站進行統一的拌合。
3.7 注漿
在對安放錨桿后的孔徑、孔深以及孔內雜物清理等驗收合格后才能進行灌注水泥砂漿。以普通水泥砂漿灌注為例介紹其注漿施工的要求:砂漿要用現場拌合的砂漿,拌合的砂漿要在一定的時間內用完,避免使用以前剩余的砂漿。砂漿的質量能有效的確保錨固,所以必須給予充分的重視,必須在砂漿初凝以前用完,同時要遵循砂漿使用的規定。
(1)進行注漿后,如果中途停止超過30分鐘,就要用水對管路進行濕潤;
(2)注漿口的壓力要控制在一定的范圍內,一般控制為0.4~0.6Mpa 之間;
(3)在注漿的過程中,注漿的管要伸入孔的下部,隨著砂漿的不斷注入,不斷的提升管子,直至把砂漿注滿為止。
四 結語
我國高速公路建設由于起步較晚,一些普通低等級公路設計施工習慣影響到高速公路建設,使目前高速公路邊坡治理存在安全重視度不夠、防護措施落后等問題。同時盡管高速公路建設已開始實行“一大四小”工程,對于綠化施工的要求越來越高,采用客土噴播與噴混植生工藝,采用"草、灌、喬”相結合的方式進行綠化,有效保護了生態壞境。但受各種因素制約,從全國來看高速公路建設還是缺乏整體生態考慮,為使我國的高速公路真正成為“生態高速公路”,給人們帶來永久的福利,要在今后的高速公路邊坡治理中引起充分的重視。
參考文獻:
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關鍵詞: 邊坡治理 造價控制
中圖分類號: U213.1+3 文獻標識碼:A文章編號:
Abstract: along with the infrastructure construction of developing, in the highway, railway, mine, water conservancy and other departments were related to a large number of slope problems, for the slope engineering investment is relatively small, and easily confused with emergency rescue project, it is difficult to get high attention, but also because of design and construction are very different, and in the implementation of the project construction cost is hard to control, and will often appear "SanChao" phenomenon.
Key words: a successful treatment cost control
邊坡是自然或人工形成的斜坡,是人類工程活動最基本的地質環境之一,也是工程建設中最常見的工程形式。隨著我國基礎設施建設的大力發展,在公路、鐵路、礦山、水利等部門都涉及到大量的邊坡問題,因邊坡工程的投資額相對較小,且容易與應急搶險工程混淆,很難得到高度重視,也因設計與實際施工有很大不同,從而使工程實施過程中的造價難以控制,常常會出現“三超”的現象。因此在對邊坡的正確認識,適當整治的前提下,如何將工程造價有效控制在合理范圍,達到經濟與適用相結合,顯得尤為重要。
一、邊坡治理工程
邊坡治理是一項技術復雜、施工困難的災害防治工程。近年來隨著高速公路、鐵路等建設事業的迅速發展,以及大型重點工程項目的日益增多,建設施工中經常要大量挖方、填方,由此形成邊坡、土體擾動等等,從而帶來如滑坡、水土流失等一系列問題,因此邊坡治理工程越來越多、越來越突出。為防止邊坡失穩、水土流失,目前采用邊坡加固措施很多,有削坡減載技術、排水與截水措施、錨固措施、混凝土抗剪結構措施、支擋措施、柔性防護網壓坡措施以及植被框格護坡護面等,在邊坡治理工程中逐步強調多措施綜合治理的原則,以加強邊坡的美觀、穩定性。然而隨著工程建設規模不斷增大,邊坡增高,復雜性增大,對邊坡的處置技術要求也越來越高,同時不可否認的帶來工程造價的不斷提高,控制難度的加大。如何合理確定有效控制工程造價,防止出現“三超”現象,是擺在工程管理人員面前的一個難題。
二、邊坡治理工程造價"三超"原因分析
作為一個建筑工程來講,單從造價控制大的方面來講就有項目決策階段造價的控制、項目設計階段造價的控制、項目招投標階段造價的控制、項目施工階段造價的控制、項目竣工決算和竣工后造價的控制等等,許多個環節和內容。各環節有相互聯系、環環相扣,同時又相互影響相互作用。
針對邊坡治理工程來說,造價控制也是多方面、多層次的,造成三超現象的原因很多,我認為主要的有四個方面:
(1)設計深度不足、不合理。邊坡治理工程涉及巖土性質、巖層構造、水文地質、氣候作用等技術含量非常高,往往出現設計結構形式、工程量等與現場情況不符,造成工程造價增支超支。
(2)工程量清單編制存在誤差、缺漏項多。目前大多數工程項目采用工程量清單形式進行招標,因此工程量清單編制的質量,直接影響工程造價。
(3)通過變更、簽證增加工程量,并對原有報價進行重新調高價;
(4)工程以外的其它干擾因素。
工程實踐中,往往對于邊坡治理這樣投資金額相對較小的項目還是不能得到重視,從勘察設計環節開始并未認真對待,工程量清單的編制又出現較大的誤差,有些工作未被編制進去的事情也時有發生。有時還會出現未能完全掌握現場地質和邊坡特殊性的情況,因而導致設計隨之變更,工程索賠等一些問題,造價也會隨著變化,而承包商則趁機調整投標報價,為使利益最大化,必然會有預算增加的結果。另外,工程施工的過程也會出現諸如國家政策調整、物價上升、其他承包商干擾的情況。各方原因或單獨存在或相互作用,造成工程造價難于控制。
三、邊坡治理工程造價控制措施
(1)重視設計階段的造價控制。工程造價控制貫穿項目建設全工程,而設計階段工程造價控制是整個工程造價控制的龍頭。單施工圖設計階段其對工程造價的影響就約為25%。因此加強工程設計人員實地踏勘力度、掌握好邊坡整治一手資料,查明邊坡工程的地形地貌特征、地層結構特征、地質構造、地下水、邊坡巖土物理力學參數、邊坡的穩定性現狀、邊坡滑動面情況及邊坡鄰近建筑情況等,合理確定邊坡整治工程的類型和設計深度。同時加強設計方案論證比選,推行限額設計,根據現場地質、地形等拿出足量的、切實可行的設計方案,降低投資,減少設計變更,從源頭上對工程造價進行控制。
(2)重視施工招標中工程量清單準確性,對工程造價的影響。工程量清單的準確性對工程投資控制,提高企業經濟效益乃至完善招投標市場起著重要作用。工程量清單編制存在誤差、缺漏項,往往將變成以后工程造價控制的難點之一。甚至個別承包商拿工程量誤差、缺漏項做文章,調整單價、改變工程量,提高工程造價,造成預算超支。因此要加強招標機構責任意識,提高清單編制質量。同時作為招標機構,更應遵守法律法規、深入理解設計意圖,嚴格按照《計價規范》規定設置清單名稱、編碼、計量單位和工程數量,對清單項目進行必要描述,與合同條款、技術規范、現場施工實際情況相互照應,并按規定格式出具高質量的清單文本,另外招標機構應加強編制清單的審查制度,確保清單編制全面、準確、合理。
(3)嚴格把關工程簽證及變更。變更、簽證在實際施工中內容廣泛、構成原因復雜、規律性差、發生時間長,由于設計變更和工程簽證而調整的工程造價占整個單位工程竣工結算的比例少則在6%左右,多則接近20%,有時甚至達到了40%。因此應正確理解和認識,明確變更、簽證簽發原則,同時加強現場管理,提高人員技術素質,減少現場簽證及不必要的變更發生。要明確責任,確定變更內容,核準變更簽證費用等等,需要有一支高素質、懂業務的建設(監理)團隊來完成。因此加強設計變更和簽證工作是建設(監理)單位控制造價的一項重要工作,也是現場施工人員管理水平的綜合體現。
邊坡治理工程相對來講周期較短,但是變化因素多,使得工程建設項目的造價復雜多變。合理地控制工程造價,推行以設計階段為重點的造價控制,重視施工招投標、嚴格工程變更簽證管理,逐步推行建設全過程造價控制,使得有限的資金更合理地應用到工程中去。
關鍵詞:公路邊坡;穩定性;病害治理
在公路工程中,邊坡施工是一項必不可少的環節,在公路安全高效運行中具有十分重要的作用。因而在邊坡工程中,作為施工企業必須對公路邊坡的病害類型有一個基本的認識,加強對邊坡穩定性的分析,并采取有效的措施加強對邊坡病害的治理,才能最大化地確保邊坡安全高效地運行,進而在提高公路使用壽命的同時為人們的出行安全保駕護航?;诖耍P者結合自身工作實踐,就此展開以下幾點探究性的分析。
1.公路邊坡中常見病害類型的概述
在公路邊坡中,常見的病害主要分為滑坡、崩塌和剝落等。這些病害一旦得不到有效的治理,不僅難以確保公路安全高效的運行,而且直接關系著人們行車的安全。從滑坡來看,主要由于公路路基山坡的巖土體長期在水活動的影響下,導致其結構的支撐性能降低,而由于自重作用,就會導致其順著軟弱面往下滑動,且具有牽引式與推移式的滑坡,而崩塌則是因為巖土體與母體脫離,并從陡峭的斜坡從上崩落而下,在斜坡上出現翻轉和跳躍而形成崩塌,而剝落則是由于表層長期在風化作用下順著斜坡滾落。從這三種病害來看,其給公路的安全運行都帶來了極大的挑戰,因而必須引起我們高度重視。
2.公路邊坡穩定性的分析方法
在公路邊坡病害治理之前,應加強對其穩定性的分析,通過分析能有效的分析邊坡目前所處的穩定現狀及其未來的發展趨勢,從而為邊坡穩定性的提升采取合理化的措施。在邊坡工程中,對其穩定的分析主要采取工程地質分析法,一般從公路邊坡所在地的自然條件以及各種作用因素,從而對滑動和穩定之間的關系進行對比,最終對其穩定性的大小進行判斷[1]。
3.公路邊坡病害治理分析
3.1病害治理的準備工作
為了更好地加強邊坡危害的治理,在做好邊坡穩定性分析的基礎上,還應做好相關準備工作,才能更好地確保治理的成效。具體來說,主要包含以下幾個方面:
一是做好基礎性的調研工作,即在確定病害治理方案之前,必須加強對地質地形、水文條件的調研,對病害的類型和程度以及導致滑坡的成因及各成因之間的關聯進行分析,并綜合多方面的因素進行分析;二是針對性地確定病害的治理方案;二是在做好基礎調研工作的基礎上,還應對病害的治理進行深入分析,從而最終確定針對性地治理方案。
3.2公路邊坡病害治理措施
在公路邊坡病害中,由于滑坡是最為常見的病害之一,因而加強公路邊坡病害的治理就必須從治理滑坡入手,從而更好地治理崩塌和剝落等病害。基于此,筆者結合自身工作實踐,就如何加強公路邊坡滑坡病害的治理提出以下幾點分析[2]。
3.2.1加強防排水施工
由于公路邊坡滑坡最大的病原源于公路的地表水和地下水的侵蝕而導致。因而為了更好地治理滑坡,就必須做好防排水施工。在防排水施工過程中,應做好地表排水工作和地下排水工作。在地表排水工作中,若地表水在滑坡體之外,則應采取攔截的方式將其引離,而如果水處于滑坡體的地表,則應加強防滲處理,并將其及時匯集并引出。以最大化地降低由于地表水的滲漏而導致邊坡出現滑坡。而在地下排水工作中,主要采取滲溝、平孔和盲洞等方式進行處理,在利用滲溝進行排水時,根據其作用來看,滲溝主要分為邊坡滲溝、支撐性滲溝和截水溝,而盲洞主要的對在滑面附近埋藏較深且較為集中的地下水的截排和引排工作,而在地面的含水層,則應在滲水隧洞頂部滲井、滲管等把水引到洞中,并在隧洞底部設置滲水孔將滲水隧洞下的含水層中的水排出。而平孔則主要在滑坡地下水排除過程中應用,由于其具有較強的經濟性和便捷性,因而在滑坡地下水排除過程中得到了廣泛地應用[3]。
3.2.2盡可能地減少滑體的自重
當公路邊坡出現滑坡之后,應將滑體的重量減少而使其穩定起來,主要減重的方法就是通過挖掘滑坡體而完成。因而在錯落轉化式的滑坡和推動式的滑坡治理中得到了廣泛的應用。由于滑床上陡下緩,因而在滑坡之后其后部和兩側的地層較為穩定,一般不會由于塌方而導致滑坡向兩側或向后發展,因而在將滑坡體的自重減少之后能有效將其下滑力減少,降低滑坡下滑的速度。
3.2.3邊坡加固和支擋技術
由于采取減重的措施只能降低下滑的速度,但難以確保其不再下滑,所以在減重的同時還應采取相應的措施予以配合。具體來說,主要有以下幾點加固和支擋技術。
(1)重力式的抗滑擋土墻在公路邊坡滑坡治理中的應用
在公路邊坡滑坡治理中應用重力式的抗滑擋土墻,主要是利用擋土墻墻身的自重維持其在土力作用下的穩定,因而在公路邊坡滑坡治理過程中得到了廣泛的應用,但在應用過程中應精心確定墻背的坡度,并設置相應的卸荷平臺,并將其墻基做成臺階形或倒坡形,墻體的高度以及基礎埋設的深度,應結合地基性質、承載性能的需要以及水文地質和地形條件等進行驗算并確定,尤其應盡可能地避免由于出現不均勻的沉降而導致其出現開裂,并結合地質條件的邊和以及墻身和墻高的變化針對性地進行伸縮縫和沉降縫的設置。以最大化的確保其安全穩定地確保公路邊坡的穩定性,從而達到治理滑坡的目的。
(2)抗滑樁在公路邊坡滑坡治理中的應用
在公路邊坡滑坡治理中,除了應用重力式的抗滑擋土墻外,還可以應用抗滑樁。所謂抗滑樁,就是在將樁柱穿過滑體插入滑床的穩定部分,以達到固定滑體的目的,通常情況下,抗滑樁以群體的方式出現,在多根抗滑樁形成的樁群下實現對滑體的支撐,達到預防滑體滑動的目的。與抗滑墻相比較,雖然其施工較為復雜,但是其具有抗滑性能好的優點,因而在公路滑坡治理中得到了有效的應用,而另一個缺點就是造價達,所以在使用之前應對其設計進行優化,采取優化論數學模型對其優化,并結合工程實際進行深入調研,確定抗滑樁的結構形式和數量,以最大化的確保抗滑性能的同時降低工程的造價。
(3)預應力錨固在公路邊坡滑坡治理中的應用
預應力錨固是近些年發展起來的邊坡加固的一種新型防護工程措施,在公路滑坡防治中也有許多成功的工程實例。它對巖質陡坡和危巖的加固,滑移面埋深淺的巖質滑坡加固效果很好,也可以用于強風化巖質陡邊坡加固噴錨護壁。預應力錨固巖體邊坡的優越性在于能為節理巖體邊坡、斷層、軟弱帶等提供一種強有力的主動支護手段。預應力錨固常常與抗滑樁以及抗滑擋墻結合使用,形成預應力的錨索(桿)抗滑樁。由于在樁上增加了預應力錨索,使樁的埋深變淺,斷面變小,可以節省材料和投資,經濟效益顯著[4]。
4.結語
綜上所述,對公路邊坡的穩定性及邊坡病害的治理措施進行分析具有十分重要的意義。作為新時期背景下的路橋施工企業,必須在公路工程建設過程中加強邊坡穩定性的分析,采取有效的措施防止邊坡病害的出現,最大程度確保公路邊坡的穩定性,進而為整個公路工程質量提升的同時確保行車的安全性,并為我國交通事業的發展而不懈努力。
參考文獻:
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[2]馮文凱.庫岸公路邊坡穩定性風險分析[D].成都理工大學,2005.
【關鍵詞】:高速公路 邊坡治理科學使用可持續利用
【 abstract 】 both in construction stage, or in operation stage highway will inevitably around to the natural ecological produce direct or indirect influence, and brought a series of environmental pollution. As more outstanding is highway slope management and protection problem, which involves the highway safety, use fixed number of year, and the ecological environment, and many other factors, so, to slope of the management, we should be more attention, only in this way can we in the environmental protection safe condition sustainable development highway.
【 key words 】 : highway slope harness the scientific use of sustainable utilization
中圖分類號:U412.36+6 文獻標識碼:A文章編號:
1.我國高速公路的發展概況
我國高速公路發展的時間雖然不長,但是發展速度卻很快,在目前乃至今后相當長的一個時期內,發展高速公路,增強交通基礎設施服務能力,加大基礎設施投入,是提高國家綜合競爭力的一個重要手段。在這一戰略思想下,今后我國高速公路還是會快速發展。
2.我國高速公路面臨的邊坡治理問題
我國高速公路的確發展迅速,但同時也面臨一系列的環境問題,如水土流失,噪音污染,植被破壞、廢棄物污染等,給我國高速公路的發展帶來了許多消極影響。其中比較突出的問題是公路邊坡的治理與防護,由于高速公路具有封閉性,所以對于邊坡的要求就相對一般的公路較高,而邊坡施工質量的好壞直接關系到高速公路的使用質量與使用壽命,而我國復員遼闊,地形復雜,不同地區的地質環境不同,這就要求更高的施工質量,然而事實是我國高速公路邊坡經常出現問題,如出現裂縫導致水土流失、滑坡等問題,對于行車安全造成了不利影響,邊坡治理問題已成為影響發展高速公路的一個較大的阻礙。
3.以云貴高原高速公路邊坡治理實例探討高速公路邊坡治理
云貴高原位于中國西南部,包括云南全部與貴州大部,以及廣西西北部等,云貴高原分布著廣泛的巖溶地貌,是喀斯特地貌。它是石灰巖在高溫多雨的復雜化學反應條件下,經過漫長的歲月,被水溶解和侵蝕而逐漸形成的。地下和地表分布著許多溶洞、暗河、石芽、石筍、峰林等稀奇古怪的地貌。云貴高原是世界上巖溶地貌發育最完美、最典型的地區之一。要想在這一地區建設高速公路,其難度可想而知,所以在這一地區的交通發展遲緩于中國大部分地區,云貴高原的高速公路經常發生和危害最大的就是滑坡災害,對行車人員的生命財產安全產生了許多消極影響,而滑坡問題最終還是歸結于邊坡治理的問題,所以邊坡治理就顯得至關重要。
邊坡就是穩定路基,在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面。而在山區高速公路建設過程中,根據高速公路“以直為準”的原則,就要在多山地區大規模挖山填坑和修筑公路路基,形成許多人造邊坡,在云貴地區,由于喀斯特地貌的特殊緣故,土質特別疏松,在人工邊坡構筑的過程中,巖土塊原有的平衡狀態被打破,使得巖體硬度下降,在云貴地區的特殊環境下,風化侵蝕等物理和化學作用比較明顯,有的邊坡在外部環境和內部共同的作用下趨于穩定,逐漸變成較為穩定的公路邊坡,而有的則經過調整,不能達到平衡,而發生崩塌、滑坡等現象,形成不穩定的邊坡。對不穩定的公路邊坡,我們要經過一定的生物和工程措施,將其改造成為穩定的邊坡。
在云貴地區邊坡可能發生的病害主要可分為以下3類:(1)滑坡危害。山體上的部分巖土體向下脫落,使得大量土石滑落堆積于路面,影響交通安全和秩序。(2)崩塌危害。整個巖土塊忽然脫離其所在山體從較陡的山坡上崩落下來,并順山坡劇烈翻滾,最后堆落在公路邊或山腳下。由于具有突隱蔽性和不確定性,造成的危害較大;(3)剝落危害。表層土石受風化侵蝕等作用,在雨水沖刷和地球引力作用下,不斷沿山坡向下滾落。這些危害對公路的正常使用造成了不利影響,而且對公路交通安全也產生了較大的隱患,尤其是突發的滑坡危害更大。
在云貴地區,地震頻發,巖體破碎,高速公路邊坡不容易穩定,所以就要采取一些比較科學的治理措施,最常見的就是用防滑栓,防滑樁用于不明顯的山體和土塊滑動情況下,是比較好的加固方法。而對于比較龐大的山體或是巖土塊,就要從上往下逐層加固,但其工作量是龐大的,而且其技術難度也可想而知。
在邊坡治理的具體實施過程中,一般要根據現場邊坡土層、、地質、生態環境等條件,結合以前該地治理經驗,并根據公路對治理邊坡“一次解決,操作方便”的規定進行治理。對邊坡的治理要注意一下幾點:(1)治理足夠科學堅實但不破壞巖土塊總體穩定平衡,有的巖體內部可能比較破碎,在治理過程中就要格外注意,既要治理好出現的問題,又不能破壞巖體本身的穩定,帶來新的不穩定因素。(2)對周圍環境不產生較大的負面影響。要充分考慮保護邊坡周圍生態環境問題。在工作前就要注意到這一問題,并一直貫穿于整個治理邊坡過程中。(3)施工方便,費耗較低。
而在邊坡施工前的考察也是不可缺少的,開挖前應提前規劃、提前處理、一步到位。目前高速公路建設中開挖后而引起邊坡不穩定再治理的現象十分普遍。滑坡發生后再進行治理,不僅工程量繁雜龐大,耗資甚巨,治理也較為困難。若能開工前提前設計、提前治理解決問題,則會事半功倍。再有就是進行滑坡的動態和靜態監測。應運用各種先進技術,如GPS、RS等技術,對滑坡進行監測,對地面和地下移動進行觀察,作好滑坡的預測工作,對滑坡頻發地帶變化和滑坡原理進行研究,進而制定科學合理的滑坡治理方案,這樣才能產生良好的經濟社會效益。
5.總結
高速公路邊坡治理與防護問題始終是公路治理中的重點,經過對云貴高原高速公路治理實例的探討,分析了一些邊坡治理的基本方法,高速公路邊坡治理要做到“因地而異”,靈活運用各種生物以及工程措施,做到“一次施工,終身使用”的施工質量,在未來我國高速公路快速發展的背景下,肯定會出現更多的科學治理邊坡的方法,另外,在具體的施工過程中,要在其中找出可以互相搭配的方法。這也是邊坡穩定處理工作中必須注意的問題。并非每一種邊坡都適合生物護坡或工程護坡,要靈活運用各種方法,做到科學治理邊坡,科學使用公路,可持續發展公路。
參考文獻:
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作者簡介:
關鍵詞:巖土工程;邊坡治理;生物技術
前言:要想做好巖土工程工作,邊坡穩定治理是關鍵。當然,提升邊坡防護效果,利用坡面防護、錨桿加固防護、支擋防護等物理技術,可以強化整體性的邊坡防護效果。另外,使用植物防護技術,利用各種坡面的種植方法,防止病害、穩固坡面,才能使邊坡的穩定程度得到更好的提升。
一、巖土工程中邊坡物理防護技術
邊坡的物理防護技術是采用加固技術與工程防護措施,從諸多方面對邊坡進行有效防護治理,獲得重要效果。
(一)坡面防護技術
陡峻或極陡斜坡上,某些大塊或巨塊巖土體在重力的作用下,突然發生崩落或滑落,并順山坡猛烈地翻滾跳躍,撞擊破碎,最后堆積于坡下的現象。山崩:大規模崩塌。巖崩:堅硬巖體中發生的崩塌。坡面的主要防護技術有以下幾種:1.噴砂漿和噴混凝土。主要用于易風化、容易出現裂縫的坡面,目的就是對巖石進行深入風化,維持邊坡的穩定性,保護邊坡不出現落實崩塌的現象。當然,單獨噴混凝土會對公路周邊環境造成嚴重的不良影響,且耗費原料較多,施工中應該注意此點;2.勾縫與灌漿。主要用于較為堅硬、不容易被風化的巖石路塹邊坡,勾縫技術用在節理裂縫多的坡面,灌漿技術用在節理裂縫大且深的坡面;3.做護面墻。用于嚴重風化的軟質巖坡面。護面墻應該在平穩的邊坡地段建設,用來防護坡面出現侵蝕的現象;4.干砌片石防護。主要用于容易出現風化、軟巖和土質邊坡之上。
(二)錨桿加固防護技術
為了使巖土工程邊坡更加穩定,使用邊坡加固技術是有必要的。其中,錨桿加固防護技術可以確保碎裂結構的硬巖、層狀結構不連續底層等處于穩定的狀態。運用錨桿加固技術,將錨桿的力度用來克服斷裂巖層向外的力,給邊坡帶來更加穩固、緊湊的效果。
(三)支擋防護技術
滑坡是斜坡上的巖體或土體,在重力的作用下,沿一定的滑動面整體下滑的現象。 滑坡會破壞或淹沒坡上和坡下的農田、建筑物和道路,造成人員傷亡。用支擋防護技術可以防止滑坡現象的出現:1.抗滑擋土墻。在滑坡前緣進行設置,而且須要深埋在滑動面下面的穩定地層當中,避免其被滑體推走。這項技術利用重力式,將墻身的重量用來與滑體的向外的力抵消,保持坡面穩定;2.抗滑樁。將抗滑樁深埋在穩定的滑體之中,利用樁和周巖體的鉗制作用將滑坡的推力傳遞到穩定的底層當中,再利用穩定底層的錨固作用于被動康利,保持坡面處于穩定狀態之中。施工程防治措施對地質災害的防止起著重要的影響,在小型土質滑坡,選用滑坡后緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應;對于中型以上滑坡,應根據工程地質勘察資料選擇工程防治措施。
二、邊坡治理中的生物防護技術
利用生物技術、生物工程技術,將邊坡的巖土結構進行有效改良,便保持水土的穩定環境的構成,這樣就可以從生態層面上確保邊坡不受到破壞,能更好地治理邊坡環境,給整個巖土工程的開展提供了極大的方便。
(一)種草防護
主要在邊坡比較穩定的環境中進行種草防護,要求邊坡的高度不要超過六米,并要求土質較為良好。主要方法:1.撒播。適用于疏松的土質坡面;2.溝播。適用于巖土結構堅硬的坡面;3.噴播。適用于作業環境不良的坡面;4.植生帶。適用于容易被暴風雨侵襲的坡面,將草坪植生帶鋪設到坡面之上,可以更好地防止雨水對坡面的沖擊。
種草防護技術簡單可行,且經濟實用,不但能夠確保邊坡處于一種穩定的狀態之中,還能保持良好的環境,可以大力使用。
(二)鋪草皮防護
用平鋪、垂直疊鋪、斜交疊鋪的方式,將天然的草皮鋪設到陡峭、水流快的邊坡之上,可以使坡面避免出現大面積風化的現象,并可以保持水土,使坡面環境更佳。當然,平鋪的草皮容易被強力的水流沖走,所以要將草皮穩固地鋪設在坡面上,必須根據實際情況,用相應的加固辦法將其固定住,才能達到邊坡防護的最佳效果。
(三)種樹防護
在緩坡上種樹,可有使邊坡更加穩固、防止邊坡被水流嚴重侵襲。當然,種植的樹木也必須是根系發達、枝葉繁茂的低矮灌木,保證其能夠在邊坡上能夠穩定生長。
(四)土工網植樹防護
利用土工網植樹防護這種復合型的邊坡防護技術,可以防止坡面被嚴重沖刷,保持水土環境的良好建立。該項技術利用防護新材料制成的三維立體網,加固邊坡,并使土壤環境更利于網內的草籽的快速生長。植物與網面互相維持,然后給邊坡的長期綠化環境的建設打好基礎。
(五)蜂巢網格植草防護
在修建好的坡面上鋪設正六邊形的混凝土蜂巢網格,然后在網格內部的優質土層里種草。利用這種技術,可以將邊坡建設得更加美觀,綠化效果更好。
(六)客土噴播植物防護
客土就是適宜植物生長的土壤或者其他基質,利用掛網機械將一定厚度的客土噴填在邊坡坡面上,在客土里噴播植物種子,利用掛網的方式將其覆蓋在坡面之上,這樣可以使植物更加穩定地附著在坡面上,等到植物生長之后,可以更穩固得防護坡面受到外力影響,并且確保綠化環境能夠持續下去。其施工程序就是:1.坡面清理;2.將錨桿打入鉆孔;3.掛網;4.將客土噴射在坡面上。
(七)噴混植生植物防護
利用專門的噴射機,將均勻拌合的種植基材噴射到坡面上的鐵絲網內,基材促使植物不斷生長發育,形成一定的防護網面環境,這種環境下的邊坡具有穩固的內部護坡效果。這種技術適用于公路、水利等各類巖石邊坡的綠化防護工程之中。
(八)植生基質噴射防護
此項技術適用于軟巖、強酸性的土質邊坡之上。植生基質噴射防護技術就是植生基質,融合進土工合成網的工程材料之中,建立起一個自我生長的功能系統。把植物生長活動與其他的輔助工程措施作出坡面的加固工作,主要有3個工序:1.將錨桿打入坡面;2.掛設土工合成網;3.噴植生基質。使用這種技術的成本不高,而且簡便易行,鋪設之后維護比較方便。植生基質噴射防護技術適合種植混合種子,多樣性的植物種子在網格內生長,形成全方面的防護系統,也為坡面的良好生態環境演變變得更好,起到最佳的護坡效果。
總結:
本文將巖土工程的邊坡治理的兩種類型的方法與思路進行了詳細研究,從物理防護到生物防護都應該被重視,更應該從科學發展觀的角度設計更為完善的防護系統,發展當下的防護治理技術,才能獲得更大進步。當然,隨著時間的推移,相信有更為科學的邊坡治理防護技術會不斷出現,巖土工程的實施也將變得更為簡單,希望本文能夠在技術層面上給讀者帶來了諸多啟示和幫助。
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[關鍵詞]灌漿;高路堤邊坡;應用
中圖分類號:U445.55+2 文獻標識碼:A
一、灌漿法原理
水泥漿液在不同地質和不同灌漿壓力條件下,在地下流動的形式是不同的。當灌漿壓力較低、路基填料滲透性較好時,水泥漿在中等濃度的情況下以滲流的方式滲入路基土的孔隙,這時認為路基原結構未受擾動和破壞,稱為滲流注漿,壓力控制在0.5~1.5MPa,適用于碎石土、砂礫土填料的路基;而對于粘性土填筑的路基,由于其滲透性很小,通過滲入灌漿難以改善填筑體質量,此時若將灌漿壓力提高到一定程度,會發現單位時間內注漿量明顯上升,粘性土路基在注漿周圍發生縱向劈裂,漿液沿裂隙流入土體,將土體切割成不規則的塊體,在塊體之間形成互相穿插的膠狀水泥結石,粘性土同時還受到充填漿液時的壓縮,形成一種復合型巖土,從而提高了路基的強度和剛度,這種方式稱為劈開式或脹裂式灌漿。
灌漿法利用液壓、氣壓或電化學原理,對路基下沉部分鉆孔,孔深應穿透薄弱層,然后通過注漿管將漿液均勻地注入地層中,漿液以充填、滲透、擠壓等方式灌入填料的空隙,經人工控制一定時間后,漿液將原來松散的土?;蛄严赌z結成一個整體,形成一個結構新、強度大、防水性能高、化學性能穩定的“結石體”,可以達到防止或減弱路基的下沉的目的,如果路基下沉面積大、深度深,采用灌漿法處理效果是很好的。
漿液的擴散能力與灌漿壓力的大小密切相關,對于不同填料、形態的路基,初始壓力、鉆孔深度、灌漿位置及操作規程等都很難準確預知,因此必須通過現場試驗來確定。
二、固結灌漿在高路堤邊坡治理中的應用
(一)工程概述
某路堤邊坡位于南方某高速公路,該邊坡原設計采用坡面拱型骨架護坡進行治理。在施工過程中由于連續多雨,大量雨水通過強風化的泥質粉砂巖裂隙浸入坡體內,導致路堤邊坡發生了較大范圍的突然滑坡,坡頂環型裂隙下錯達1m多,滑坡體長約100m,寬約4.1m,體積約為7554m3,嚴重影響了高速公路的正常施工。為了搶救該邊坡,確保高速公路的正常施工和如期竣工,必須對該滑坡進行加固治理。
(二)方案比選
1、注漿鋼花管支擋結構+仰斜式排水管+急流槽
在路基邊緣外側設鋼花管注漿微型樁,坡面設置急流槽排出路面匯水,坡體內設置仰斜排水管排出地下水,用透水性較好的土恢復邊坡。
2、籠石+漿砌擋墻+仰斜式排水管+急流槽+錨桿
在下邊坡拋置籠石,以籠石為基礎砌筑漿砌片石擋土墻,設置路緣石和急流槽排出路面匯水,設置仰斜式排水管排出地下水,采用錨桿對邊坡進行加固。
3、注漿鋼花管樁+仰斜式排水管+急流槽+漿砌片石護坡+籠石
在路基邊緣外側設鋼花管注漿微型樁,在下邊坡拋置籠石,以籠石為基礎,采用漿砌片石護坡對邊坡進行防護,設置坡面急流槽排出路面匯水,坡體內設置仰斜排水管排出地下水。
綜合分析以上3種方案,由于工程地處多雨地區,地下水豐富,因此設置仰斜排水管排出地下水,設置坡面急流槽排出路面匯水;采用籠石對坡腳加固,防止水庫水對路基邊坡的沖刷;采用漿砌片石護坡、漿砌擋墻對邊坡進行防護;采用注漿鋼花管樁對路基填料進行加固。最終選取第3種方案對公路邊坡進行恢復。
(三)灌漿工藝
壓力灌漿施工按設計圖紙定孔放樣,然后開動鉆機進行成孔鉆進,經檢驗合格后開始漿液灌注,直至達到設計要求終止灌注。
灌漿施工程序為:布設灌漿鉆孔鉆機就位成孔鉆進終孔移機檢驗孔深安裝灌漿器配制漿液壓力灌漿漿液變換壓力灌漿止漿并取出灌漿器封孔。
1、注漿施工前的準備工作
從路基施工中的試驗記錄可知,該工點土的最大干密度為1.96g/cm3,最佳含水量為18.7%,液限為32.5%,塑限為22.5%,塑性指數為11%。在此基礎上,進行地質鉆探,用標準貫入試驗,確定路基土的松散程度和松散土層的分布位置及范圍,現場取樣做壓實度試驗,結果見表1。
表1 現場壓實度檢查結果
從表1可以看出:距表面深度為3.6~4.8m范圍內,壓實度遠遠低于規范規定的標準值(90%),顯然該處路基土比較松散,仍有沉陷的可能,需重點進行加固處理。
2、鋼花管制作和安裝
鋼花管采用Φ89×4.5mm無縫鋼管加工,在地面以下沿鋼管軸線每隔4cm、沿鋼管徑向每旋轉45°鉆Φ6mm的注漿孔,注漿孔沿鋼管四周呈螺旋狀布置,注漿孔用特制膠帶或凝膠密封;鋼花管接頭采用鋼套管連接,鋼套管規格為Φ102×6mm無縫鋼管,接頭鋼套管長12cm;鋼管底部用鋼板焊接密封,并焊接一個U型鋼筋托架。在鋼花管上每隔2.0m設一個對中架;在鋼花管頂端對稱焊接兩個Φ14mm螺母,作為劈裂注漿緊固螺桿。
3、鉆孔
鉆灌漿孔使用GX-1型液壓鉆機,配Φ50mm外絲鉆桿,Φ91mm(Φ75mm)粗徑鉆具帶硬質合金鉆頭鉆進成孔,W-2.8/5空壓機送風洗孔排渣。按要求由外往內分序分段施工。孔深
4、漿液配制
(1)制漿材料必須稱量,稱量誤差應小于5%。水泥等固相材料采用重量稱量法,各類漿液必須攪拌均勻并測量漿液密度。
(2)純水泥漿液的攪拌時間:使用普通攪拌機時,不少于3分鐘;使用高速攪拌機時,不少于30秒。漿液在使用前應過篩,自制備至用完的時間應少于3小時。
(3)拌制細水泥漿液和穩定漿液,應加入減水劑,采用高速攪拌機,攪拌時間通過試驗確定,細水泥漿液自制備至用完的時間應少于2小時。
(4)集中制漿站制備水灰比為0.6:1的純水泥漿液。輸送漿液流速為1.4~2.0m/s,各灌漿地點測定來漿密度,調制使用。
(5)漿液溫度保持在5~40。C,超過此標準應視為廢漿。
5、灌漿壓力及灌漿方法
注漿壓力暫定0.2~0.4Mpa,根據上覆土層厚度及路面高程監測情況再行調整。灌漿分二序孔,孔距由稀至密,順序進行,每孔自下而上分段進行灌漿,每段0.75米,每孔灌漿2~3遍。
6、下注漿外管、注漿、洗孔與補灌
將制作好的注漿外管(外管為1.2寸鋼管)平穩地置入孔內,其連接要牢固,各截止閥一定要可靠。采用帶有雙向密封裝置的專用注漿槍注漿,注漿從下而上逐環進行。為保證重復注漿的效果,在每次注漿完成后,要對注漿孔進行洗孔,用優質泥漿完成,確保下次注漿順利進行。在注漿量及壓力達到要求后,對注漿外管進行封口補灌,使管內填滿灰漿。
(四)其它工藝
1、仰斜式排水管:仰斜式排水管技術是通過在路基內部打入周身鉆有滲水孔、有高強尼龍網包裹并與水平面成3%仰角的PVC排水管,使路基中的水分滲入到排水管并流出。滲水孔沿管長在管身布設6排,直徑為12mm,孔間距為50mm,呈梅花狀排列。
2、急流槽:沿路線縱向每40m設置一座急流槽,急流槽采用M7.5水泥砂漿砌筑,片石強度不低于30MPa。
3、漿砌片石護坡:護坡采用M7.5漿砌片石砌筑,其下部直接砌筑在籠石表面。
4、籠石:籠石安置應做到位置正確,搭疊、銜接穩固、緊密,保證其整體作用,籠石頂面應高出水位20cm。
(五)灌漿質量的控制與檢驗
1、灌漿主要包括鉆灌漿孔和灌漿兩個工序,施工中應按程序要求對工程質量實施控制和檢驗,包括:
(1)檢查鉆孔孔位偏差、孔徑和灌段長度。
(2)按規定進行灌漿材料的抽樣送檢。
(3)堅持各個處治路段每天采取漿液試件樣,現場初測漿液結石率后,送樣測試結石率和抗壓強度。
(4)根據灌漿技術數據(注漿壓力、灌漿量、漿液配合比)綜合反映出的填方路段的孔隙情況,選擇確認適宜本段灌漿的配合比,對處治范圍進行合理灌注。
(5)采用復灌法檢驗灌漿填充效果:復灌孔由監理工程師隨機確定,檢測孔比例為高填路堤灌漿孔數的3%,橋臺為5%,復灌漿量小于鄰近孔平均灌漿量的30%即為合格,復灌壓力為0.5Mpa。
2、檢測結果:鉆孔成孔質量檢測合格率100%。其中取漿液試塊送檢468組,漿液結石率為90.31%,28d抗壓強度14.3Mpa;復灌檢驗415孔,合格404孔,復灌合格率97.3%;試塊檢測和復灌檢驗按分項工程分路段進行評定,也達合格要求。
三、結束語
高速公路高路堤邊坡加固治理的任務任重而道遠,需要做大量的工作對公路滑坡環境地質條件與治理措施進行系統地研究和評價,從中尋找地質環境與治理方法某種內在的關系,同時建立待治理滑坡與已治理滑坡之間的相似度關系模型,才會使其評價和處治理論體系更加完善和成熟,最終形成一套公路滑坡分析、防治的新理念。
參考文獻
[1]王中美,丁堅平,劉世喜.化學灌漿在貴州巖溶山區滑坡治理中的應用[J].中國地質災害與防治學報,2008年1期.