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1.1挡土墙材料使用浆砌块石,块石强度的等级一般应不低于MU30,而且块石表面应清洗干净,在施工中采用座浆法,严禁干砌,施工过程中要确保砂浆填塞饱满,并且砂浆等级不能小于M7.5。在设计及施工中要确保挡土墙地基承载力特征值不能小于200kPa。施工中要切实实行分层错缝砌筑技术,挡土墙的基底和墙趾台阶转折处不能有垂直通缝现象。
1.2墙后填土宜优先采用透水性好的碎石土,砌体强度达到设计强度的70%时,分层夯实。当采用粘性土作填料时,宜掺入适量的碎石夯实,密实度不小于85%。不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等软弱有害岩土体作为填料。墙背填料综合内摩擦角不小于35°,压实系数不应小于0.94。
1.3为排出墙后积水,应设置泄水孔。泄水孔采用φ80PVC管,水平间距2m,倾角不小于5%,进入填土侧管壁带孔,外包滤网。上下左右交错设置,最下一排泄水孔的出水口应高出地面≥200mm。
1.4墙顶用水泥砂浆抹成5%外斜护顶,厚度不小于30mm;挡土墙背侧应设置200mm~400mm的反滤层,泄水孔附近1m范围内应加厚至400mm~600mm。回填土为碎石土或砂性土时,应在最低排泄水孔下部,夯填至少300mm厚的粘土隔水层。1.5挡土墙沉降缝每15m~20m设置一道,缝宽20~30mm,缝中填沥青麻筋、沥青木板或其他有弹性的防水材料,沿内、外、顶三方填塞,深度不小于150mm。在挡土墙拐角处,应适当加强构造措施。基底力求粗糙,对粘性土地基和基底潮湿时,应夯填50mm厚砂石垫层。在施工前要做好地面排水工作,保持边坡坡面干燥。
2锚杆施工技术的应用
2.1边坡加固成孔采用干钻成孔,锚杆成孔直径为φ130mm。钻孔要求孔壁平直,终孔后要求清净孔内残渣。钻孔倾角偏差不超过±2°。钻进过程中应对每孔地层变化、进尺速度、地下水情况以及一些特殊情况做现场记录。若遇塌孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理,注浆36h后重新钻进。
2.2锚杆制作及安装锚杆杆体采用φ25钢筋。为确保钢筋在孔洞中定位准确,每隔2m设置一个定位支架,锚孔定位力求准确,偏差不超过±10mm。锚杆制作好后,应尽快使用,不宜长期存放。安装采用人工推入法进行,安装时,应尽量保持平顺,下到孔底时应适当上提,以避免压弯,对于边坡下部锚杆因靠近房屋难以入孔,可分段下放在孔口处焊接。
2.3注浆要求在施工中注浆材料应选用水泥标号PC32.5R的合格材料,施工中注浆压力一般应为0.5~1.5MPa,在配置时水泥砂浆水灰比为0.4~0.5,灰砂比为3:1,特别要注意的是浆体强度不能低于M30。而且在施工注浆时要把注浆管置入离孔底,且不大于300mm。
2.4格构梁施工一般采用现浇施工,在施工前应该先进行锚杆、锚索施工,施工操作时钢筋混凝土格构梁应整体嵌于边坡中,施工的护坡坡面应保护平整、夯实,无溜滑体、蠕滑体和松动岩块。
3边坡的截排水施工
3.1填土基础必须按规定尺寸分层夯实,每层20cm,压实系数大于0.90。开挖出的沟基,应进行地基处理加固,以确保地基承载力达到要求。按照设计及规范要求绑扎钢筋和安装、固定模版。
3.2排水沟底板和边墙砌筑要求砌筑层面大体平整,块石大面向下,石块间必须靠紧,石缝要以砂浆填满捣实。砌石时,基础铺设50~80mm砂浆垫层,第一层宜选用较大片石,分层砌筑,每层厚约250~300mm,每层由外向里,先砌面石,再灌浆塞实,铺灰座浆要牢实。
3.3沟渠开挖与边坡处理:排水沟采用人工开挖,开挖深度必须大于沟底厚度与侧边墙高度之和,开挖边坡比1:0.15~1.:02。浆砌后两侧超挖部分用粘土进行回填夯实,确保水渠稳定安全。
3.4截水沟应能保证迅速排出地面水流,沟底纵坡不应小于0.3%,以免水流停滞;截水沟弯曲段的弯曲半径,应保证圆滑顺畅,不应小于沟底宽度的5倍;陡坡和缓坡段沟底应设伸缩缝,沟间距为10~15m。消能池根据边坡地形条件设置在跌水槽落差较大区域或跌水槽汇入市政排水系统位置处,为防止泥沙堵塞截水沟,沉砂池应根据边坡地形条件设置在截水沟出水位置处。
3.5格构内喷混植草。喷混植草即采用混凝土喷射机把基材与植被种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到边坡表面,喷混植草的基本构造为:钢丝网(或者土工格栅网)和基材混合物两个部分。
4结语
关键词:稳定性分析;边坡工程;治理措施
中图分类号:U213.1+3 文献标识码:A 文章编号:
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边坡工程稳定性分析
1.1 边坡稳定性的影响因素
(1) 地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。
(2) 岩体结构。不同结构的岩体物理力学性质差别很大,边坡变形破坏的性质也不同。
(3) 风化作用。边坡岩体长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低。
(4) 地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻; 水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。
(5)边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。
(6) 其他作用。此外,人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2 边坡工程稳定性分析方法
(1) 边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理( 即静力平衡原理) 分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。
(2) 边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。
2边坡工程治理措施
(1) 抗滑桩技术。边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似,但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材,桩断面刚度大,抗弯能力高,施工方式多样,其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件;但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度慢,劳动强度高,遇不良地层( 如流沙) 时处理相当困难。另外,桩径较小时人工作业面困难。
(2) 注浆加固技术。注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙,以改变注浆对象的物理力学性质,从而满足各类土木建筑工程的需要; 注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关,如果忽略其中的任何一个环节,都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提,注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。
(3) 加筋边坡和加筋挡土墙技术。加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度,增强土体的稳定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术,形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比,加筋边坡和加筋挡土墙结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点,目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等; 甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。
(4) 锚固技术。岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重,节约了工程材料并确保工程的安全和稳定,具有显著的社会效益和经济效益,因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用。
(5) 预应力锚索加固技术。用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力,提高它们的刚度,使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压,滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大,加强它们的自承能力,可有效地限制岩体的部份变形和位移。
(6) 排水工程的设计。地表排水工程的设计要求填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝,往往是滑坡的先兆,也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层,使土的抗剪强度降低,造成坡体滑动。因此,对坑洼和裂缝应仔细查找,认真夯填。合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置应尽量顺直,并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时,应将凹地填平或与外侧挡土墙相连,内侧与水沟联结,避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底,导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点,充分利用自然沟谷,在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等,形成树杈状、网状排水系统,以迅速引走坡面雨水。
关键词:高速公路,岩质坡面,挖沟挂网,生物防护工程
一、传统的岩质坡面绿化方法
岩质坡面传统的绿化方法是在坡脚栽植攀缘植物、坡顶栽垂吊植物或在岩面上挖种植槽或鱼鳞坑栽植攀缘、垂吊植物及花灌木等实现绿化。免费论文,生物防护工程。这些方法简单易行,但施工速度慢,养护困难,成活率低,重要的是岩面达到完全覆盖往往需要很长的时间。
二、挖沟挂网喷播植草技术应用
挖沟挂网喷播植草技术是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟,在沟内回填适宜于草种生长的土壤、养料、土壤改良剂等种植基质材料,然后挂三维植被网,再覆盖基质材料喷播植草。
2.1适用范围
挖沟挂网喷播植草技术要充分了解该施工区域内岩质边坡的结构,结合当地的地质、气候条件,合理选择。其适应范围为:
(1)硬岩边坡。如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩,表面坚硬、不易风化、龟裂少且稳定性好时,除特殊要求外,一般不考虑采用挖沟植草护坡方法。
(2)软岩边坡。如岩浆、凝灰岩、页岩、第3纪泥岩、粉砂岩等,根据其是否易风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挖沟挂网喷播植草技术。
(3)易风化硬岩。如蛇纹岩、粘板岩等开挖后在短时间内风化为砂土或沿裂隙分解为细片的岩石,按软岩边坡处理。
2.2材料的选择
(1)基质材料
种植基质材料主要有土壤、有机质、化肥、保水剂、接合剂、pH缓冲剂、水及草种。
土壤:土壤可因地制宜,选择就近的沙壤、壤土或黄土。免费论文,生物防护工程。要保持干燥、过筛,去掉粗的颗粒物及杂物。
有机质:常采用的有机质有泥炭土,泥炭土有机物持水量很高,通气性良好,其独特的轻质、持水、透气和富含有机质特点,可蓄水、保水,防止板结,改善土壤物理结构,并保持肥效的持久力。
化学肥料:加入一定量的缓释全价肥有利于植物生长后期肥料的持续供应。
保水剂:岩体面基本上为不透水层面,易反射辐射热。因此,岩面上植物种子的发芽和生长对气候相当敏感,稍一干旱植物凋败枯萎。此时加入保水剂是岩面上植物得以正常生长发育的关键。保水剂可吸收自身数百倍至数千倍的水分。这些水分不易被一般物理方法挤排出来,而植物根系却能吸收贮存在保水剂中的水分。免费论文,生物防护工程。保水剂可将偶尔的降雨迅速而膨胀成凝胶将水分贮存起来,干旱时便慢慢地释放给根系。
接合剂与pH缓冲剂:为了避免雨、风、雪等因素对种植基质造成侵蚀、冲刷,必须在种植基质中加入适量的接合剂,以促使基质与岩面粘结和基质硬化。常用的接合剂是普通硅酸盐水泥,水泥呈碱性,一般来说对种子的生根、发芽是有害的,因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时,可加入一定量的碱性中和因子,如磷酸作为缓冲剂以调节基质pH值。
用水:就近利用,用水量根据实际情况而定。
植物种子选择及配比:岩体坡面上种植基质厚度薄,环境恶劣,植物除因地制宜,选择适应当地气候的种类外,还要特别注意选择抗旱性、抗逆性强的品种。实际应用中多以一种植物为主,多种草籽混播,以便增强适应性。常选用的草种主要有高羊茅、白三叶等。为了丰富景观,可加入一定比例的草花种子,如波斯菊、金鸡菊等。由于风化岩上常有灌木和乔木自然侵人岩体,还可在喷播时加入少量银合欢、丁香、胡枝子等灌木种子。
(2)辅助材料
三维植被网:采用约15mm的三维三层植被网,底网为两层,网包一层或约18mm的三维四层植被网,其底网为两层,网包两层,原材料为聚乙烯,质控抗拉强度分别为≥1.6±0.2KN/M,≥2.4±0.4KN/M,单位重量分别为300g/m2和350g/m2,幅度可选定。
U型J型钢钉:起固定作用,用直径6mm钢筋预制。
无纺布:无纺布作为植物养生网能防止种子和土壤受暴雨冲刷造成流失,也可适当遮阴,防止土壤干燥,使种子更容易发芽,无纺布可选16-20g/m2热合或热粘型无纺布。
2.3施工工艺
(1)坡面修整
高速公路路堑坡面因山势和征地等原因,一般都较陡急,修整前边坡因暴露风化,碎落,形式凹凸不平。在进行绿化前应按设计要求,对边坡不平整处进行人工修坡,清坡平整度宜控制好,并把坡顶和可视断面一并修整,保持坡体线条流畅。
(2)开挖楔形沟
在岩石坡面上人工开挖楔形沟,楔形沟竖向保持直立,横向设置5%的倒坡以保证填土的稳定,沟间距离为300-400mm。
(3)回填基质材料
沟内回填富含有机肥料的基质材料,土壤和基材必须事先混合均匀,并保持一定的湿度。适当洒水以确保坡面潮湿,再挂三维网并用U形J形钉固定,网上撒细粒土经多次喷水沉降以覆盖三维网网包。也可采用灌浆法对三维网灌浆,还可通过喷混机,将表土均匀喷到三维网上,直到全面覆盖三维网。免费论文,生物防护工程。
(4)喷种
采用液压喷播机,将种子、保水剂、肥料、纤维混合料均匀喷播在坡面上,喷播完成后,视情况可撒少许细土覆盖表面。
(5)覆盖
喷种后可在坡面覆盖无纺布以防止雨水冲刷,并可在干热季节适度遮阴,利于种子萌发。免费论文,生物防护工程。
(6)养护
喷播后应浇水使土壤保持湿润状态。免费论文,生物防护工程。在春天5-10天左右发芽,一个月成坪,成坪后进入正常养护。
三、存在的问题
土壤和水分是植物生长的必要条件之一。对于岩质坡面,其硬度大、土壤少甚至无,植物生根、发育非常困难,因开挖后的岩质边坡大多较陡,在坡面上回填的种植基质往往难以固定,即使一时附着,还会因降雨、流水及大风等遭到流失,使种植基质连同生长的植物一起滑落、崩塌。因此,岩质边坡绿化需具备两个基本条件:一是坡面上必须有植物能赖以持续生长的种植基质,二是种植基质能永久固定在岩面上。
四、结论
过去对护坡常采用浆砌条石或水泥喷浆等构造物进行护坡处理,随着人们环保及审美意识的提高,需对裸露的坡面进行绿化处理,以防止坡面的侵蚀和风化,恢复自然植被,在绿化的同时起到美化的作用,以求达到“人在车中坐,车在画中行”的意境。经在多条高速公路通过挖沟挂网喷播植草技术的应用,已取得了很好的效果,较传统的绿化效果更明鲜,建议广泛推广使用。
关键词:市政道路,施工,质量控制
市政道路工程是城市建设工作的一个重要组成部分,是为城市居民和企业、事业单位的生活和生产提供服务的基础工程,因此,道路工程施工质量,直接影响城市的各项经济建设。畅通的道路,快捷的交通,作为一座城市的窗口,直接反映了城市的管理水平。
1市政道路工程的特点
1.1准备期短,开工急。城市道路工程通常由政府出资建设,出于减少工程建设对城市日常生活的干扰这一目的,对施工周期的要求又十分严格,工程只能提前,不准推后,施工单位往往根据工期,倒排进度计划,难免缺乏周密性。
1.2施工场地狭窄,动迁量大。由于城市道路工程一般是在市内的大街小巷进行施工,旧房拆迁量大,场地狭窄,常常影响施工路段的环境和交通,给市民的生活和生产带来了不便,也增加了对道路工程进行进度控制、质量控制的难度。
1.3地下管线复杂城市道路工程建设实施当中,经常遇到与供热、给水、煤气、电力、电信等管线位置不明的情况,若盲目施工极有可能挖断管线,造成重大的经济损失和严重的社会影响。同时也对道路工程进度带来负面影响,增加额外的投资费用。论文参考,质量控制。
1.4原材料投资大城市道路工程材料使用量极大,在工程造价中,所占比例达到50%左右,如何合理选材,是工程监理工作质量控制的重要环节。施工现场的分布,运距的远近都是材料选择的重要依据。
1.5质量控制难度大在城市道路的施工过程中,往往会出现片面追求施工进度,不求质量,只讲施工方效益的情况,给施工监理工作带来了很大困难。
1.6地质条件影响大城市道路工程中雨水、污水排水工程,往往受施工现场地质条件的影响,如遇现场地下水位高,土质差,就需要采取井点或深井降水措施,待水位降至符合施工条件,才能组织沟槽的开挖,如管道埋设深,土质差,还需要沟槽边坡支护,方能保证正常施工。论文参考,质量控制。
2市政道路施工的质量控制要点
2.1测量质量控制由于市政道路工程的线型布置特点,平面控制点通常按复合导线布设,市政道路由于建筑物、构造物较密,地下管线复杂加之排水管道定位精度要求相对较高,因此应提高其测量精度,以免发生配套管线碰头和擦边现象;市政道路工程高程控制一般按线路布设成复合水准路线,水准点的布设应有永久性水准点和临时性水准点两种,在路线起、终点和需长期观测的重点工程附近宜设置永久性水准点,应标志明显、牢固、使用方便,高程测量的精度要求不低于三等,并按有关规范规定的观测计算方法进行复测并签证,测量控制要严格按照二级复核程序要求,即施工单位放样、复核无误后,报监理复核,误差值必须控制在允许误差值内,并及时完成测点任务后加以测量保护,监理检查、记录并复核签收。
2.2原材料质量控制目前,在市场经济的环境下,各种材料销售名目繁多,对采购人员极易产生误导,所以要严把材料关,采购人员要及时掌握市场信息,优选供货厂家,随时掌握材料的质量、价格、厂方的供货情况,选择有国家认证的生产许可企业,有一定的技术检验、资金雄厚、社会信誉度高的生产厂家,原材料、成品、半成品、构配件、设备必须有出厂质量合格证书、出厂检(试)验报告及复试报告,并注明使用工程项目名称、规格、数量、进场日期、经办签名及原件存放点,材料进入施工现场前必须按现行国家有关标准的规定抽取试样,交由具有相应资质的检测、试验机构进行复试,复试结果合格方可使用,递交材料。
2.3路基施工质量控制
2.3.1填方路基施工质量控制填方路基
开工前,必须进行填方试验路段,试验时应记录压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数、碾压速度、工序、每层填料的松铺厚度、材料的含水量等,根据试验得出的技术参数作为该种填料施工的依据。在填方路基前将原地面上的杂草、耕作物及地表层腐殖土清除干净,用平地机整平,再用压路机进行填前压实,如果清表后原地面、表层土含水量较大,就必须就地翻松、打碎、晾晒,在达到最佳含水量或允许偏差条件下,直接用重型振动压路机碾压,达到要求的压实度。如果路基下卧淤泥质土、欠固结土或砂土,属大孔隙比、高压缩性、低强度软土层应挖除全部软土,因地制宜,换填适宜填料,然后分层压实,提高路基的地基承载力,减少工后沉降。论文参考,质量控制。严格控制松铺厚度,路堤分层填筑的质量是保证整个路基质量的重点,故每层填实的松铺厚度都要经检查合格后方可压实,压路机对路基填土压实时,应遵循先轻后重、先静压后振动、先两边再中间、从低处往高处的碾压原则。
2.3.2挖方路基施工质量控制挖方路基应按设计的横断面及边坡坡度要求自上而下逐层开挖,不得乱挖、超挖和欠挖。边坡开挖后及时做好排水工作,防止雨水冲刷边坡,严禁因开挖方式不当而引起边坡失稳或坍塌,土方开挖严禁用爆破法施工或掏洞取土;石方路堑边坡坡面严禁过量爆破,非特殊情况不得采用大爆破施工。边坡修整与边坡的稳定也是施工的主要工序,开挖层靠边坡的两侧宜采用减弱松动爆破或光面爆破,以利于边坡稳定。
2.4混凝土路面施工质量控制施工时混凝土28d抗弯拉强度需达到4.0MPa-5.0MPa,抗压强度达到30Mpa-35MPa;为保证水泥混凝土有足够的强度、耐久性及抗腐蚀性,在混合料配合比设计中,单位水泥用量不应小于300kg(标号不低于425号)。在施工中对混凝土的坍落度及水灰比根据施工条件的不同进行适当调节,因各地施工方法不一,气温影响不同,采用坍落度大小也有差异,但一般为1cm-2.5cm,城市道路最大水灰比不应大于0.5;混凝土的单位用水量,应按骨料种类、最大粒径、级配和掺用外加剂等通过试验确定。
2.5人行道施工质量控制人行道采用5cm厚C30混凝土方砖铺砌,横坡为1%,应在稳定层施工完成并经验收合格后进行人行道的砌筑。人行道砌筑前先进行测量放线,利用侧石为基准,测出人行道的外边线,并每隔5m测放水平桩,以控制方向及高程,需对人行道的土路基进行机械压实,保证土基密实度达到96%以上,然后铺设10cm厚的水泥石粉稳定层,压实后再用3cm的砂垫层调平砌筑人行道预制砖。论文参考,质量控制。
3结语
市政道路施工质量的好坏直接影响到工程的成本、工期及使用寿命。论文参考,质量控制。市政道路施工技术难度不大,但由于施工场地狭小,交通流量影响大,且工艺比较复杂,在施工中会遇到各种各样不同的环境条件的制约。论文参考,质量控制。所以,要始终坚持技术标准,注意加强施工管理,强化质量意识,使市政道路施工质量不断提高。
参考文献
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[2]李生,浅谈提高市政道路沥青路面质量的措施[J],广西城镇建设,2008.7.
关键词:混凝土,岩石工程,大亚湾石化工业区
大亚湾石化工业区建设场地是陆域挖山,海域填海,从而形成的建设场地。在挖山填海过程中,受自然条件、海洋条件、地质条件和工程特点不同的影响,遇到各种岩土工程问题,采取了不同的处理措施和施工方案。
一、挖山、填海方法的选择
挖山、填海工程量大,受自然条件和地质条件,特别是波浪和海流条件的影响,施工难度大,施工质量难以控制。在施工之前,必须对施工方案进行充分的分析和论证,选择科学合理的施工方法,在保证质量的前提下,降低工程造价,加快施工进度,既要保证经济效益,又要创造时间效益。
由于地形地貌、水深、波浪、潮流、岩土性质、取排水方案以及厂区布置的不同,各地块的填海方案也不同,计划采用三种:干填法施工、吹填法施工和干湿结合法施工。
1.1干填法施工
干填法施工是采用开挖、运输等机械设备,并配以碾压、整平机械,开挖附件山体的岩土材料回填到海域,由陆地向海域推进回填的一种施工方法。科技论文。干填法施工可以事先修筑围堤,也可不修筑围堤,回填结束时在回填区的外缘修筑护岸。我们采用先修筑围堤的施工方法。
干填法施工要求具有一定的自然地理条件。回填海域临近为可供开挖山体,或附近存在可供开挖的土石料;回填区的海域海流和涌浪不能太大,保证回填物质不被海水冲走,不但会给回填造成损失,还会造成附近海域的污染和淤积。如果风浪较大则需要修筑围堤。
干填法施工有许多优点。开挖与回填同步进行,作业面宽,施工速度快;回填施工后的场地通过强夯或分层碾压处理,地基处理费用低。处理后的场地作为荷重较轻的建(构)筑物和厂内道路的地基。
1.2吹填法施工
吹填法施工是采用挖泥船、吹砂船和输泥管等设备将泥砂和水一起抽吹到回填区域,然后泥砂沉淀,泥水分离,形成陆地。吹填法施工与港池或航道的疏浚相结合,可以起到一举两得的作用。吹填法施工一般应在表面有一定厚度的堆填土,形成表层硬壳层,便于后期施工。
吹填法施工的优点是不需要在陆地开挖土石料,回填料是李勇附近海域的砂源或泥源。不需要大型的开挖、爆破、运输等设备,回填成本低。可以综合李勇航道或港池疏浚的泥砂,可以达到综合利用的目的,如果泥砂方量不足,可在附近海域寻找砂源。
吹填法的不足之处是吹填之前需要修筑围堤或护堤,防止泥砂流失。吹填后形成陆地不能直接作为建设场地,必须进行地基处理,地基处理费用一般较高。
1.3干湿结合法施工
干湿结合法施工是根据自然条件和工程需要,将干填法施工和吹填法施工结合起来,先进行吹填法回填,然后进行软弱地基处理,再进行干填法回填至涉及标高。
干湿结合法施工的优点是能够充分利用自然资源,从而达到降低工程造价的目的。疏浚港池和航道的泥砂可以用来回填厂区,开挖山体的弃土同样也可以回填厂区,通过资源的合理配置,达到回填方案的最优。软土地基的处理多采用排水固结,而堆载预压是最常用的固结方法,通过合理的工序安排,堆填物质可以首先用作地基处理的堆载材料,之后再作为回填材料试用,将上部堆填和下部的软基处理有机结合起来。
一般情况下,在原海底有较厚淤泥层存在的大型滨海工程多采用干湿结合法施工。由于海底存在厚层淤泥,即使不吹淤回填,下部淤泥也需要处理,而水下进行软土地基处理非常困难,费用很高。吹淤回填后,原来需要进行的软土基地处理的场地变成了陆地,降低了处理的难度,减少了处理的费用,其代价只是增加了处理层的厚度。
干湿结合法施工中,应采用系统工程学的理论和方法,将整个修筑围堤、港池航道疏浚、吹淤回填、软基处理、开挖山体、开挖料分选和分类使用、运输堆填等的各个环节、各个不符作为一个整体,统一筹划,统一安排,达到回填场地的同一目标。干填法回填和吹填法回填方量的比例要根据陆地开挖方量和海域泥砂可采方量进行计算论证确定。
二、围堤或护岸的修筑
在干填法施工中我们选择预先修筑围堤。修筑围堤是在水中修筑一道基本封闭或半封闭的堤坝,目的是把回填区和周围海域分开,保证回填物质不被海水带走。
围堤有临时性的,也有永久性的。永久性的围堤一般是回填后陆域的边界,也称为护岸。永久性护岸是将来岸墙的组成部分,修筑时就要考虑其长期稳定性。如果永久性岸墙位置有较厚的淤泥层存在,应采取一定的清淤措施。清淤的方法可以采用爆破挤淤、重力挤淤、挖除淤泥等方法。
临时性围堤修筑时,一方面要考虑施工期间的稳定性,另一方面要考虑围堤修筑材料对将来建筑物基础施工的影响。如果在临时围堤的位置可能采用桩基础,则应避免采用大的块石修筑。
修筑围堤的材料可根据材料来源、工程需要和海流即涌浪条件因地制宜选用,主要材料有块石、开山土石、粘土、袋状砂、袋状土等。围堤高度应根据回填标高、潮位确定,围堤断面应满足稳定要求。封闭式围堤应留泄水口。
三、 开挖堆填层的夯(压)实处理
开挖、堆填是开山填海工程中的主要工作。开挖和堆填同步进行,是一项系统工程,需要合理设计,精心策划,统筹安排。开挖和回填应在回填区的地基处理和基础设计方案统筹考虑,开山开出的大块石主要用于修筑防波堤、岸墙、护堤(岸)等,除去大块石后的碎石和土料主要用于场地回填。
回填区若采用桩基,则需要严格控制回填块石的块径,大于30cm的大块石应严禁回填,否则会给后期的桩基施工带来不必要的麻烦。特别是修筑围堰时,应充分考虑建筑物的基础和后期扩建建筑物基础施工可能会遇到的问题。
填土的处理一般采用分层碾压和强夯处理。分层碾压虽然方法简单经济,但施工质量难以控制,并且影响回填工期。因此在工程实践中,对于大面积的厚层填土,采用强夯处理是一种行之有效的方法。根据填土处理厚度和处理后承载力与变形要求的不同,可以采用不同的夯击能。对于厚度很大的填土层,也可以根据设计要求进行分层强夯。
四、 海底淤泥层的清除处理
4.1清淤工程
根据工程的需要,在某些情况下应把海底的淤泥清除后才能回填,这种清除淤泥的海上工程一般称之为清淤工程。
清淤施工设备一般采用抓斗式挖泥船或耙吸式抽泥船,挖除的淤泥用船运往航道部门指定的淤泥地点。这种清淤方法一般适用于需要全部清除淤泥,淤泥的厚度不太大的情况。
4.2重力挤淤
采用干填法施工时,对下部存在力学强度很低的淤泥层,利用回填土重力的作用,使淤泥层发生破坏和流动,随着回填施工的向前推进,淤泥逐渐被向前排挤,填土层下部的淤泥厚度变小或清除,从而达到清淤的效果。
重力挤淤一般适用于不要求全部清除淤泥的情况。排挤淤泥的厚度与下部淤泥的流动性和上部填土层的一次堆填厚度有关。回填层一次堆填厚度太大,排挤淤泥的深度越大,为了达到预订的挤淤效果,可根据淤泥层的剪切强度指标设计出堆填层前缘的堆填层高度。随着堆填和挤淤的向前推进,堆填区前缘的淤泥厚度会逐渐变大,从而影响挤淤效果。当挤出淤泥达到一定厚度时,可以采用陆地挖除淤泥的办法将淤泥挖走。
4.3爆破挤淤
在海上修筑岸墙或围堤,如果下部存在软弱泥层,则会影响岸墙和围堤的稳定性。为了保证岸墙和围堤的稳定性。为了保证岸墙和围堤的长期稳定,需要将抛填的块石抛至软弱淤泥层之下一定深度,一般可采用爆破挤淤的办法进行施工。爆破挤淤首先是在岸墙或围堤的设计位置抛填块石、碎石,然后在堤坝的一侧放置炸药,进行水下爆破,将淤泥挤出形成沟槽,堤坝的块石在重力的作用下,向沟槽滑移,顶部再堆填块石到预订高度则形成岸堤或围堤,最大深度可达到20m以上。
五、开挖边坡的评价和治理
开山填海工程的开挖去一般会形成开挖边坡,有些情况下会形成高度很大的高边坡。边坡的稳定性对场地建筑物的安全会产生影响。科技论文。永久性的高边坡必须进行边坡稳定性评价和边坡治理,临时性的开挖边坡也应保证在安全坡度之内。
边坡的稳定性评价必须在边坡勘察的基础上进行。岩质边坡应考虑岩石性质、风化程度、结构面发育强度、结构面产状以及地下水的影响等因素确定稳定的边坡坡度。土质边坡应根据土体的物理力学性质、厚度、地下水的影响等因素通过计算和评价确定稳定的边坡坡度。科技论文。
六、 结束语
石化工业区场地平整过程中经常遇到开山填海工程,开山填海量大,受外部影响因素多,施工难度大,不同的自然条件下会出现不同的岩土工程问题。常见的岩土工程问题有:填海造陆方法的选择、围堤和护岸的修筑、软基处理、填层的密实处理、开挖堆填层的夯(压)实处理、海底淤泥层的清除处理、开挖边坡的评价和处理等。要解决开山填海中出现的岩土工程问题,必须重视地质勘测工作,对各项检测数据进行科学的分析力求设计到位,减轻施工过程中的压力,尽量做到设计前情况明了,设计方案有明确的针对性,避免在施工中出现设计外的岩土问题,保障项目方对工程质量、安全、工期和效益目标的实现。
【关键词】边坡;稳定性;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
随着我国经济的蓬勃发展,大量高层建筑、水利水电设施、矿山、港口、高速公路、铁路等工程项目开工建设。在这些工程建设过程中或建成运营期间,不可避免地形成了各种边坡工程。边坡失稳产生的滑坡灾害已经与地震、火山并列成为全球三大地质灾害之一 [1],在我国每年各类滑坡造成的经济损失高达200亿元,死亡数百人。因此,深入开展边坡失稳机制及监测预警研究,对于减少滑坡地质灾害、推动边坡治理技术发展、保障国家财产和人民安全有十分重要的意义。论文重点对国内外近年来边坡稳定性分析方法及其进展做简要介绍。
2. 边坡稳定性分析方法研究现状
人们对边坡稳定性分析的研究已逾百年,它涉及包含工程数学、力学、工程地质学、工程结构、现代计算技术等多个学科。随着科学的发展,人们对边坡稳定性的研究经历了从经验方法到理论研究、从定性研究到定量研究、从单一评价到综合评价、从传统理论方法到新理论新方法的过程 [2]。
2.1 工程地质分析法。
工程地质分析法是一种以工程地质类比方法、地质成因演化理论和岩体结构控制理论为理论基础的定性分析方法。通过工程地质勘察,首先对工程地质条件进行综合调查,分析已有的边坡破坏现象的成因、影响因素、发展规律等,然后分析所研究边坡与已发生破坏边坡在地质条件上的相似性和差异性,对比得出该边坡的稳定性分析与其发展趋势。该方法综合考虑了各种影响边坡稳定的因素,可对边坡稳定性及发展趋势迅速地做出预测,在确定复杂地质条件下岩质边坡的失稳模式和破坏机制方面独具价值 [3]。但地质条件因地而异,使用此方法主观性较强,对研究者的实践经验要求较高。
2.2 极限平衡分析法。
极限平衡分析法又称条分法,是出现较早并已纳入行业规范的定量分析方法。该方法通过假设潜在的滑动面,将滑坡体人为划分为若干刚性条块,然后建立条块间的静力平衡方程,求解边坡的安全系数,锁定最危险滑动面。研究者们对极限平衡分析法的改进主要着重两方面:一是研究最危险滑动面位置的规律,减少滑动面假设次数,以期减少计算量;二是对极限平衡分析法中的假定进行改进或补充,使之更符合实际。随着研究的不断深入,人们对极限平衡方法的研究逐渐由二维转向三维,并取得了一些列成果。
2.3 数值分析法。
随着计算机技术的飞速发展,高精度、多因素耦合作用下的边坡稳定性数值模拟得以实现。常见的数值计算方法有:有限单元法、有限差分法、边界元法、离散元法、快速拉格朗日分析法等。适于边坡稳定性分析的数值分析方法很多,基于各种数值分析方法的程序也层出不穷,以下主要介绍了应用比较广泛的三种数值分析方法。
2.3.1 有限元法。
(1)有限元法是一种比较成熟的数值分析方法,它将无限自由度的结构体系转化为有限自由度的等价体系,可以给出岩土体中应力、应变的大小和分布,避免了极限平衡法中过于简化滑体的缺陷。还可以进一步研究边坡体的流变效应、渗流问题、塑性区的形成过程等复杂问题。
(2)有限元强度折减法是在边坡稳定性分析中常用的一种有限元方法。它的原理是在有限元计算中,将边坡岩土体强度参数逐渐降低直至达到其破坏状态为止,程序可以自动根据计算结果得到破坏滑动面,同时求得强度储备安全系数。唐春安 [4,5]将强度折减法引入到岩石破裂过程分析RFPA方法中,形成了针对岩土结构稳定性分析的RFPA-SRM强度折减法,该方法可充分考虑材料细观、宏观非均匀性、地下水渗流对边坡的稳定性影响,为边坡稳定分析提供了一种新方法,李连崇 [6]等人采用RFPA-SRM强度折减法对边坡安全系数、含节理岩坡稳定性进行了深入的研究和探讨。
2.3.2 离散元法。
离散单元法的基本原理是:将所研究的区域划分为一个个任意形状的块体单元,这些单元可以是刚性的也可以是非刚性的,单元之间通过接触关系,建立位移和力的相互作用规律。计算时按照时步迭代并遍历整个块体组合,直到每个块体达到平衡状态,不再出现不平衡力和不平衡力矩为止。这种方法适用于解决非连续介质大变形问题,尤其是在分析被结构面分割的岩质边坡的变形破坏过程时是非常实用的。近年来我国学者胥良 [7]、朱永生 [8]、曹琰波 [9]等人在离散单元法方法的实际应用方面做了大量的工作。在数值分析和理论研究方面都取得了显著的成果。
2.3.3 快速拉格朗日法。
(1)快速拉格朗日法考虑到材料的非线性和几何学的非线性,采用了离散模型方法、动态松弛方法和有限差分方法三种技术,将连续介质的动态演化过程转化为离散节点的运动过程,可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形。同时,该方法还可以考虑锚杆、挡土墙等支护结构与围岩的相互作用,被广泛地应用于边坡、土石坝、隧道围岩等的稳定性评价与支护设计中。基于快速拉格朗日法开发的FLAC [10]程序在国际上得到了广泛的应用。虽然快速拉格朗日法处理岩土工程问题具有极大的优越性,但也有不足之处。例如,对线性问题快速拉格朗日法要比相应的有限元法耗时更多,它只是在模拟非线性、大变形或动态问题时更具适用性。
(2)数值分析理论和相应的程序种类繁多且各具特色,因此在边坡稳定性研究中应针对实际情况合理选取相应的数值分析理论和程序。由于岩土体性质并非均质,地质构造错综复杂,加之各种外界因素(渗流、温度、地震力等)的影响,边坡实际破坏过程与数值模拟是存在一定差距的。
2.4 非确定性分析方法。
边坡稳定性分析过程中存在着大量不确定的因素,随着学科的发展,这些因素逐渐为人们所重视。在多学科交叉的学术背景下,边坡稳定性非确定分析方法逐渐发展起来并应用到实际工程中。
2.4.1 可靠性分析法。
边坡工程的可靠性分析方法借鉴了结构工程可靠性分析理论的方法,结合边坡工程自身特点,将边坡岩土体性质、外部荷载、地下水、计算模型等视作随机变量,采用概率分析方法和可靠度尺度描述边坡工程系统的质量。我国《岩土工程勘察规范》(GB50021-2009) [11]指出,大型边坡涉及除按边坡稳定系数值计算边坡稳定性外,尚宜进行边坡稳定的可靠性分析,并对影响边坡稳定性的因素进行敏感性分析。该方法计算所需的大量统计资料不易获取、各因素的概率模型及其数字特征的合理选取还存在问题,并且计算比通常的方法复杂,目前在边坡稳定性分析中还处于探索阶段,一般在实际工程中只作为一种辅助手段。
2.4.2 模糊数学分析法。
模糊数学分析法是把模糊理论应用到边坡稳定性分析中。应用该法时先分析影响边坡稳定的各种因素,赋予它们不同的权限,然后建立模糊关系矩阵并求出各个因素对稳定性的影响,最后用模糊评价方法的最大隶属原则进行选择,把边坡分为稳定、较稳定、较不稳定及不稳定等几个等级,为研究多因素、多变量对边坡稳定性的综合影响提供了行之有效的手段。李彰明 [12]对某一大型露天矿边坡工程地质条件进行调查并进行了物理力学性质测试,对模糊数学分析法在边坡稳定性分析中的应用做了研究。洪海春等 [13]将模糊数学应用于边坡问题,提出了确定模糊安全系数的方法。应用此法的困难之处在于相关因素及各因素边界值的确定,各种影响因素的权重多由经验确定,主观性稍强。
2.4.3 灰色系统预测法。
灰色系统理论认为,在决定事物的诸因素中,若既有已知的,又有未知的或不确定的,它们所在的系统则成为灰色系统。该法将边坡视为一个灰色系统,通过数据处理找出不完全信息的关联性,确定它们对边坡稳定性影响的主次关系,进而利用多因素叠加分析评估边坡的稳定性。此方法适合对含有不确定因素(如复杂的地质环境、节理裂隙发育情况不明)较多的边坡进行评价。
2.4.4 神经网络分析法。
神经网络法将神经网络理论引入到边坡稳定分析中来,把影响边坡稳定的因素视为变量,建立这些因素与边坡安全系数之间的非线性映射模型,利用神经网络的高度非线性映射能力预报边坡的稳定性。该法适于对知识背景不清楚、推理规则不明确、难以建模的边坡工程进行分析。赵胜利 [14]等采用SOM和BP复合神经网络模型,描述边坡稳定性程度及影响因素之间的复杂非线性映射,具有较高的分析准确率,有较强的工程应用价值。
3 结论
边坡稳定性分析与监测多年来取得了很多有价值的成果,传统方法不断得到完善,新理论新方法层出不穷,推进了我国滑坡灾害防治工作的发展。
(1)现行边坡稳定性分析方法种类繁多,极限平衡法因其方法简便可行,因而工程中比较常用。但其只考虑了条块间和滑面上下两部分之间的相互作用力,未考虑岩土体内部的应力作用,边界条件也过于简化,其结果往往误差较大。
(2)数值模拟在解决边坡工程问题时精度高,灵活性和适应性强,成为了边坡稳定性研究的有效手段,并将越来越多的运动到边坡工程问题中。但由于岩土工程问题的复杂性,边坡工程的数值分析还有很多工作要做。
(3)当前很多非确定性分析方法被引入到边坡稳定性分析中,极大地促进了边坡研究的发展。但是有些新理论处于研究的初期阶段,尚未普遍应用在边坡工程领域,还有待进一步研究、推广。
(4) 由于边坡工程的复杂性和影响因素的多样性,任何一种单一的理论和方法都不能较全面的解决具体工程问题,在实际应用中应根据边坡工程的具体特点,选用合理的理论分析方法,并与监测结果比对,得到更加客观、可靠、合理的评价结果。
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[基金项目]住房和城乡建设部科技项目(2012-K3-21)资助。
关键词:高速公路; 滑坡; 防治; 实例分析
中图分类号:U412文献标识码: A
0 引言
在山区高速公路建设过程中,必然不可避免地会造成山体临空面而呈现不稳定的状态,同时在外界环境如地震、降雨、工程震动、人类生产活动等因素下劣化岩体性质,从而引起山体边坡病害,影响路面行车安全。随着交通事业的不断发展,出现的边坡数量及规模给工程界提出了较大的挑战,因此系统研究边坡稳定性分析与治理技术便迫在眉睫。我国公路边坡病害治理技术可分为五大类:坡率法、排水、防护、支挡和加固,在工程实践中往往是几种处治方法同时采用,融合各优点,使处治效果达到最优。
1 滑坡的分类
对滑坡进行分类,可更好地了解滑坡的性质及发展情况,但由于地域差异性及形成滑坡作用因素复杂,因此根据不同的工程目的有区别地进行分类。按照不同角度进行滑坡分类,根据我国的滑坡类型可有如下的滑坡划分:
按滑坡体的体积可划分为小型滑坡(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)。
按滑坡的滑动速度划分可划分为蠕动型滑坡(需借助精密仪器才能发现的滑坡)、慢速滑坡(可用肉眼发现其滑动的变化,但每天的滑动距离较小,仅几厘米至十几厘米)、中速滑坡(每小时可滑动数十厘米至数米)及高速滑坡(每秒可滑动数米至数十米)。
按滑坡体的度物质组成和滑坡与地质构造关系划分为覆盖层滑坡(粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡)、基岩滑坡(又可分为均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡)、顺层滑坡(沿层面滑动或沿基岩面滑动的滑坡)及特殊滑坡(融冻滑坡、陷落滑坡等)。
按滑坡体的厚度划分浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡与超深层滑坡。
按形成的年代划分为新滑坡、古滑坡、老滑坡与发育滑坡。
按力学条件划分牵引式滑坡与推动式滑坡。按物质组成划分土质滑坡与岩质滑坡。
按滑动面与岩体结构面之间的关系划分同类土滑坡、顺层滑坡及层滑坡。
2 滑坡处治常用技术
2.1 坡率法
坡率法为边坡工程中最常见的治理方法,坡率法即是通过对坡体削方或在边坡坡脚堆积重物以将滑动力削弱两种方式,通过改变原边坡体的坡率(一般为减小)而增加边坡的稳定性,使其具有足够的安全储能。采用坡率法是一种原理简单、设计施工简便的加固治理方法,并且在边坡处治方案比选中造价相对较低,因而在边坡治理工程中常作为首选方案。但坡率法也有一定的局限性,如过多削坡致使土方量增加与破坏环境及人文景观,对施工空间受限的工地更加不宜采用。
2.2 排水法
水是边坡病害的重要原因之一,因此对水的处治是防治边坡病害的首要任务。常用水处理方法是通过设置截水沟、排水沟及跌槽等防止地表水入渗破坏边坡,应及时疏干导流坡体内的地下水以保证边坡的稳定性,具体一些排水技术有仰斜式排水孔、渗沟、支撑盲沟、截排水管道、排水沟及截水沟等。由于水与边坡病害的密切联系性,因此排水是边坡工程必不可少的工程之一,在实际边坡工程中当应地制宜,选取适当的排水技术。
2.3 防护法
进行坡面防护也是边坡工程常用处治方法,边坡防护主要为保护边坡表面使其尽量不受雨水冲刷而带来的破坏影响,以阻止或减缓环境对边坡体的风化、剥蚀。常用的防护技术有植被防护、抹面防护、圬工防护以及格栅防护,在工程实际中也常采用
2.4 支挡加固法
在潜在滑坡段通过设置挡土墙、钢筋网拦网及抗滑桩等措施对不稳定的公路边坡进行支挡,是常见的边坡加固处治的方法之一,这属于被动防护方法。在常用的抗滑支挡技术主要有抗滑挡土墙、抗滑桩等,目前也兴起了管棚、半隧道衬砌形式挡土结构等新支挡加固结构及新型加固材料。
2.5 注浆加固
注浆加固是通过压力注浆时浆液深入岩土体中,通过浆液良好的黏结作用时离散岩土体形成较好的整体性。压力注浆在隧道围岩加固、边坡岩体加固及混凝土损伤结构维修加固中应用广泛并形成了较好的理论应用体系。
3 滑坡治理工程实例分析
3.1工程简介
国道G319泸溪K1564+900-K1613+600段,沿线路基地质情况复杂,且多为沿河路段,目前局部路段出现不同程度的边坡崩塌,对路面的行车安全和道路的正常使用造成极大影响。在2012年7月17日,因特大暴雨侵袭导致K1564+900-K1565+000左侧山体大面积滑坡;2012年12月7日,K1587+815-K1587+900处发生山体崩塌;因此需对国道G319泸溪K1564+900-K1613+600段地质灾害多发段的进行稳定性分析处治设计。该段边坡岩性为强风化砾岩,坡高大约30m,坡长100m,走向为260°。坡顶种植土厚0 m ~0.3m,全风化层厚度2 m ~4m,下为强风化薄~中厚层状砂质板岩,岩层产状为355°~360°∠36°~60°,岩层产状,尤其是岩层倾角,变化较大,岩体较破碎。因遭受特大暴雨的侵袭而导致该路段山体发生大面积的滑坡,滑坡体顶端裂缝长度100m,滑动体坡长85m,边坡长度为125m,坡面面积为7850 m2,最大坡高为34 m。滑体前缘产生推移,后缘土体沉陷开裂,中部产生多处裂缝,原路堑挡土墙被推跨,滑坡范围内两栋房屋背面靠山面被滑移土体填至二层。
3.2 滑坡形成原因分析
本路段处于人工边坡相对较陡地段,斜坡上的岩土体结构松散,具有高压缩性及强透水性,而大气降水入渗使地下水位升高,增大了地下水静水压水。岩土体含水量也同时增加,增大了重度及稠度,在入渗水的作用下,降低了松散填土层与基岩接触面的凝聚力和摩擦力,斜坡应力平衡受到了破坏,从而决定了该地段斜坡为不稳定斜坡,容易产生滑坡。
3.3 处理措施
2012年7月17日发生边坡滑坡后,已采取了应急处理措施,清除堆积路面的土石方,修筑警示墩。根据《G319泸溪段K1564+900-K1565+000段左侧滑坡工程地质报告》(湖南省湘西工程勘察院)中结论,该段为一浅层牵引式小型岩土质滑坡,滑床为中风化炭质页岩,滑体成为主要为红黏土与强风化炭质页岩,滑动面(带)埋深一般3.0~7.0m。滑坡体滑坡规模33943m3,滑动方向为295°。为防止滑坡继续产生而造成破坏,本次设计采用在不扰动山坡主体的情况下,在离坡脚约3m处清理出工作面,设置净间距为1.5m的Φ100cm抗滑桩一排,并在坡脚设置路堑挡土墙。
结论
通过对沿线边坡进行分析,可掌握其稳定性情况及可能潜在的滑动状态,从而通过采取一定的措施进行处治。在滑坡处治前,应实地调查,分析其滑坡生成的条件、滑坡类型,在此基础上针对性地提出相应治理方案。
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附录:
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关键词:三维排水柔性生态护坡技术;膨胀土;铁路路基边坡
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.106
目前,膨胀土地区路基边坡防护主要采用浆砌片石护坡、浆砌片石护面墙、窗孔式护坡刚性护坡方式,这些边坡防护措施不仅容易失效,而且对沿线生态环境影响较大。因此,展开对膨胀土边坡柔性生态防护技术研究具有重要的现实意义。
1 传统膨胀土地区边坡防护措施类型及不足
1.1 植被防护
植被防护是指在路基边坡上铺草皮、植草、种紫穗槐等方式,以保持边坡的稳定性。由于膨胀土具有遇水即软化、崩解的特性,膨胀土地区边坡常常会因崩解而不断剥落,无法给植物提供一个稳定的基础,导致植物很难扎根,进而影响防护效果。
1.2 封闭防护
封闭防护是指采用浆砌片石等材料将坡面封闭,以防止雨水、地表水下渗引起土体膨胀。在温度、湿度循环变化作用下,封闭层易产生裂缝,裂缝一旦产生,地表水便会沿裂缝下渗,使局部土体产生膨胀变形,进一步增大封闭层的开裂程度。数次循环之后,必然会导致封闭层碎裂、失效。
1.3 圬工防护
刚性圬工防护结构变形协调能力差,在边坡土体胀缩变形作用下,易产生开裂,甚至坍塌。此外,圬工防护还隔绝了河道和边坡背部地域的生态互动,破坏了生态环境的稳定。
2 三维排水柔性生态护坡系统的构成部件
三维排水柔性生态护坡系统一般由生态袋、三维排水联接扣及扎口带构成,当填筑陡坡路堤时,还可选配加筋格栅。
2.1 生态袋
生态袋是三维排水柔性生态护坡系统的基本组成单元,以聚丙烯为主要原材料制成,具有抗老化、抗紫外线、抗微生物侵蚀等特点。此外,生态袋还具有良好的过滤功能(透水不透土),不仅能有效防止生态袋内土壤和营养成分的流失,而且能保证水分的自由流动,为绿色植被生长提供了良好的条件。同时,生态袋等效孔径的选择又能保证植物根系穿过袋体自由生长,根系扎入边坡土体后,犹如无数根锚杆将生态袋与边坡主体紧密连接起来。
2.2 三维排水联接扣
三维排水联接扣是用以联接生态袋的构件,其将各生态袋单体联接成一个整体,形成稳定的三角内摩擦紧锁结构。三维排水联接扣采用的倒钩棘爪结构,能最大限度的将生态袋紧密联接,棘爪数量和布置位置经严格优化确定,能合理分散分散集中应力。双向凹槽和垂直孔洞构成相互交错的非线形凸肋结构,与倒钩棘爪形成内摩擦紧锁结构,加大了三维排水连接扣与袋体之间的摩擦力,增强了结构的安全稳定性。
2.3 扎口带
扎口带用以扎紧生态袋袋口,扎带小巧,使用便捷。此外,它具有很强的抗紫外线和抗拉性,使用过程中几乎不可能被拉断,从而保证了每个生态袋的完整性和有效性。
2.4 加筋格栅(选配)
在填筑陡坡路堤时,用排水联接扣将加筋格栅和生态袋连接起来,以增强护坡系统的整体性,M而增强护坡工程的坚固性和稳定性。
3 三维排水柔性生态护坡技术应用于铁路膨胀土路基地段的优势
采用生态防护边坡保护铁路路基,主要有以下优势:
3.1 有利于边坡的生态恢复
三维排水柔性生态护坡系统施工过程中不会产生施工噪音和建筑垃圾,并且可以根据需要选择合适的植被,有利于边坡的生态恢复。当铁路工程穿越城市、城镇等人口密集区时,不仅不会因施工对周围居民的生活造成干扰,而且能快速恢复边坡的生态。
3.2 施工简单,养护维修工作量少
三维排水柔性生态边坡施工简单,无边坡建设技术经验的工人也可参加施工。此外,该护坡系统能很好的适应膨胀土地区边坡的胀缩变形,将局部的集中膨胀力转换为均布应力,起到了“以柔克刚”的作用,从而保证了结构的稳定性,减少了建成后的养护维修工作量。
3.3 边坡稳定性好
三维排水柔性生态护坡系统的结构面通过发达的植被根系与自然坡体联接成一个整体,使二者之间不会产生分离,并且随着时间的推移,日趋强壮的植物根系使边坡结构的稳定性越来越好,甚至可以达到永久稳定的程度。
3.4 提高路基坡比,节省土地
由于生态袋能够有效防止袋内土体液化和流失,减缓雨水对路基边坡冲刷的作用,因此可提高路基坡比。如此一来,可以直接在原单线铁路路基上修建复线铁路,而不需要再次征用土地,可节省大量土地。
4 结语
由于传统的膨胀土地区边坡防护措施存在造价高、易失效、不环保等诸多不足,考虑引入三维排水生态护坡技术,这样既能达到工程防护的目的,又能起到环保美观的作用。但该技术在铁路建设中还是一种新技术,应用较少。在今后的工程实践中,我们应精心设计、不断创新,使该项新技术能更好的适应铁路建设和发展,使铁路建设向着更安全、更舒适、更环保的目标迈进。
参考文献:
[1]孙爽.三维排水柔性生态边坡在铁路边坡防护中应用[J].山西建筑,2009,(29).
[2]李忠泉,崔菲.小河至安康高速公路膨胀土边坡生态防护技术研究[J].公路交通科技,2009,(09).
[3]严超群.三维排水柔性生态边坡防护技术研究[D].西北农林科技大学硕士论文,2009.
关键词:堤坝,侵蚀,生物防护
河道的堤防工程,在水流、风吹等自然力和人类活动诸多因素作用下,常被侵蚀,造成水沟浪窝水土流失,影响了工程的完整,更降低了工程的强度,对防洪极为不利。因此,对河道堤坝侵蚀因素进行探讨和研究,采取有效的防护措施,维护工程完整,是工程管理工作一项重要工作。
1、河道堤坝的侵蚀因素
河道:大堤的设计边坡大都为1:2.5或1:3。土的侵蚀大都发生在堤顶和坡上,据分析研究,工程表层土质不好和裸露面积大,是土壤遭受侵蚀的重要因素,雨滴冲击和地表径流以及风吹、冻融等是工程表土不稳固的诱发因素。引起工程坡面侵蚀和土壤流失,这常是多种因素互相作用的结果。
1.1坡度:河坝的边坡稳定与否,在于土体内部所受的剪切力是否超过了它的抗剪强度,如大于抗剪强度,则引起土体滑落。其原因:一是剪切力的增加,二是土体本身抗剪切强度的降低。在内部因素不变的条件下,如果坡面越陡,雨水的径流速度越大,坡面越长,聚积的径流就越大,土壤越易被侵蚀。
1.2土壤:湖西河道大堤多为沙壤土,表面没有用粘结力较大的粘土包边盖顶,因而容易遭受侵蚀;草皮生长较差、表土裸露大,另外,随着时间的推移,风化及植物生长腐植质增多的情况下,土的性质也会发生变化,团粒间的粘聚力就衰减,耐蚀性能就越发降低。
1.3气候:湖西地区地处北温带,属季风气候,冬天寒冷,土壤在冬季冻胀,春季融化,周期冻融条件下,极易引起重力侵蚀和土壤流失。大堤坡向不同,土壤侵蚀量也有差异,朝阳面冬季土壤结冰层薄、化冻早、草皮返青快,生长季节光照充足,长势旺盛,覆盖坡面密集,土壤侵蚀量少。相反,背阳坡面冬季土壤结冰厚、春季化冻晚、草皮返青慢,生长季节光照不够充足,长势不如朝阳面,覆盖率低,春季风蚀、夏季降雨侵蚀均较严重。
1.4降雨与植被:当雨水直接降到表层土时,雨滴的力量起着打压、填充及飞溅的作用,而打压是把表层土搅乱,径流则把土壤带走,成为表土流失的主要方式。草皮具有覆盖、缓冲水滴冲击,根据酸质土壤团粒的功能,草皮覆盖率较高的坡面,具有较大的保水能力,起着涵养水源、阻滞地表径流、防止水土流失的主要作用。有关实验证实,在雨水打压受到阻碍的区域,其泥土流失量只有裸露地的1/100-1/200 。
1.5风:河道大堤高于周围地面,表土遭风蚀严重。风是仅次于降雨导致土壤流失的诱发因素,特别是冬春季节,土壤干旱,含水量较低,加上草类枯萎,据观测,在3m/s的风速,散离的表土会全部被吹离。表土的运动方式:一是沿表面滑动,二是跳跃运动,三是浮游运动。若堤肩两侧各有0.5-1.0m的宽带草皮,每年可滞留约5-10Lm厚的或更多的表土,可见生物防护对稳定土壤不被侵蚀起着良好的作用。
1.6防蚀措施:保护表土的办法,概括起来可分为工程处理法和生物保护法。生物保护法中植草防护工程是最广泛的一种,草皮在工程表面覆盖率高的,土壤遭受侵蚀的可能性就大大减少。
2、河道堤防工程的生物防护
河道堤防应用生物防护,有着悠久的历史,从宋朝开始就有在堤外植树,防浪固堤的记载,到了明代刘天和总结堤岸植柳经验,制订了植柳方法,即:卧柳、低柳、偏柳、浮柳、慢柳、高柳。根据临河防浪“背河取材”的原则,植树植草、绿化堤防,取得了很大的成绩。特别是黄河大堤在这方面,更是提供了成功的经验。科技论文。
多年来,就黄河的情况看堤防以种植葛巴草为主、铁板芽等其它草类配合,固土防冲作用显著。但是,由于不能适时复新,原有草皮自然老化、退化,牛、羊破坏等致使草皮覆盖率大大降低。有些地段,高杆杂草丛生,生物防护作用减小,加之排水设施不够完善,每年的雨季出现水沟浪窝较多,工程遭受破坏严重,严重影响工程的完整和抗洪能力,增加了工程维修费用。有无草皮防护工程,其土方流失量差异很大。从实际情况来看,凡草皮覆盖率较高、生长旺盛的堤段,较少出现水土流失。而一些无草皮覆盖或覆盖率低、草皮生长差的地段,集中降雨时往往会有大量水土流失,形成较大的水沟浪窝。科技论文。
生物防护不仅有较好的经济效益、生态效益和社会效益,而且大大改变了工程面积,绿化、美化了工程,改善了环境,改善了小气候,为当地城乡居民提供了游览休息的良好的活动场所。科技论文。如东明的黄河公园就是这样。
在湖西地区,河道堤防的防护,也多是采取生物防护的方法,一般都是乔灌结合,灌木丛中再种草。这里所指的灌木,主要是簸箕柳、紫穗槐等条编所需的原料,因此,经济效益相当好,当然对工程的防护效果也是不错的。在太长的堤防上,都采取工程措施,是不经济的(险工段除外),在管理组织健全的情况下,切实搞好生物防护,对保障堤防完整,提高抗洪能力,是完全必要和可行的。