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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.
关键词:边坡;防治方法;综合治理;工程护坡;生态护坡
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,制定出合理有效的防治措施。在防护的同时,还应注意保护环境和创造环境,采用适当的绿化防护方法来进行。
二、边坡防护中需要注意的问题
1、边坡的破坏:边坡的破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,直接影响了行车的安全。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。
2、路基边坡的破坏和防护需注意的问题。(1)边坡稳定。保护路基边坡表面免受雨水冲刷,减缓温差与温度变化的影响,防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程,从而保护路基的整体稳定性。(2)环境保护。使工程对环境的扰乱程度减少到最小,并谋求人工构造物与自然环境相协调。(3)综合效应。综合防光,防眩,防烟,诱导司机视线,改善景观等目的进行边坡绿化防护,充分发挥防护工程的综合效益。
三、边坡防治方法
边坡的治理技术发展很快,形式也越来越丰富,目前的防治方法主要有以下几种:
1.工程护坡
(1).排水工程
水的作用包括降雨、地表水和地下水三个方面的作用。边坡失稳的发生大多与水的作用密切相关,这是因为水一方面增大了斜坡土石体的容重和降低了土石体的内聚力,另一方面还产生了动水压力和静水压力,同时水还能溶解土石体中易溶物质,使组成斜坡的土石体成份和结构发生变化,从而导致边坡失稳。因此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陶坡脚。
(2).改变边坡形态
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。
(3).支挡与锚固工程
该防护措施主要包括挡土墙、抗滑桩、锚杆等防护系统。挡土墙是边坡治理工程中最常见的一种技术手段,它位于失稳边坡的前缘,借助于自身重量从而抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。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。抗滑桩一般成群布置,多用于滑体厚度不大,刚度较大的情况,常沿垂直与滑体运动方向排列。在间歇型滑坡的静止期进行抗滑桩施工,效果最理想。在布置时应合理排布,使两桩间的滑体不至由于拱起作用从其间滑出,同时还应保证沿坡体不越过桩顶,以免产生次生失稳状况。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。工程实践表明,抗滑桩桩位灵活,施工方便,能迅速安全地解决一些比较困难的工程,但对于正在滑动的边坡,应尽量避免采用抗滑桩。锚杆是常用的锚固工程,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。
工程护坡不足之处 :工程护坡有坡面防护和支挡结构防护两类。坡面防护常用的措施有灰浆或三合土等抹面、喷浆、喷混凝土、浆砌片石护墙、锚喷护坡、锚喷网护坡等。此类措施主要用以防护开挖边坡坡面的岩石风化剥落、碎落以及少量落石掉块等现象。所防护的边坡,应有足够的稳定性,对于不稳定的边坡则先支挡再防护。支挡结构的类型较多,如挡土墙、锚杆挡墙、抗滑桩等。这些支挡结构既有防护作用,又有加固坡体的作用。采用工程措施护坡,往往过分追求强度功效,破坏了生态自然,景观效果差,而且随着时间的推移,混凝土面、浆砌片石面会风化、老化,甚至造成破坏,后期整治费用高。
2.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,它使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点。目前植被护坡的发展趋势可以分为两个方面:①植被护坡与工程防护的有机结合;②在兼顾经济效益的同时考虑景观效果。工程护坡虽然缺乏生态效果,但能为不稳定的边坡提供支挡加固措施,使其达到深层稳定和浅层稳定。坡面种植植被后,植物的根系增强了坡面表层稳定,对边坡稳定起到重要作用。因此,在考虑植被护坡时,不仅要做到坡面绿化,还要将工程防护措施和植被防护有机结合起来,形成稳固而又有生态景观效应的防护结构体系。而工程措施的设计也应该是设计出更合理的工程结构,使工程防护和植被防护更好地有机结合,使其既能有效地支挡加固坡体,又在坡面上看不见工程结构,全部显现植被和优美的景观。
四、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,应用若干工程手段,将其有机结合,采用综合治理方法对边坡进行治理。所谓综合治理,是指以工程地质条件为依据,对边坡治理采用多种技术相结合的方式,使边坡在治理后既安全稳定,又经济合理,在此基础上边坡的治理还应尽可能体现边坡所在地方的地域特色,将这些因素糅合到边坡的设计之中,重视人文因素。
五、结论和建议
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] 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.
[2] 郭长庆,梁勇旗,魏进.公路边坡处治技术[M] .北京:中国建筑工业出版社.2007.
【关键词】:山区边坡、锚杆框架、土地资源。
中图分类号:U213.1+3 文献标识码: A
1、工程概况
黄山区汤口镇地处亚热带 属亚热带湿润季风气候,四季分明,气候多变,特别是夏季,受暖空气控制,气温高、湿度大、降水多,常有强降雨等灾害性天气发生。区内年平均气温15.1℃,极端高温39.0℃,极端低温-16.0℃;年平均降水量2340mm,年平均蒸发量约1300mm。该地区降水集中,最强降雨量看可达65mm/h左右,最易引发滑坡等地质灾害。本次整治场地及周边黄海高程约400~600m之间,山体切割强烈。山体呈尖棱状~钝棱状,原始地形坡度20°~40°,局部达50°以上。该场地边坡坡脚海拔420.5m,坡顶海拔454.4m,最大高差为33.9m,坡度一般32~43°,坡向108°。由于边坡已开挖,后缘开挖面最高达15.5m,坡度50~67°。
2、边坡岩土特征稳定性状态分析
边坡岩土体类型共有以下3类:粉土混角砾:分部于边坡后缘以上的坡体表层。灰黄色,稍密,湿,顶部0.50m夹植物根须。角砾含量约占15%~20%,粒径在1~5cm之间,棱角状,物质成分为粉砂岩、石英等;粉土可塑状态,塑性中等,干强度及韧性中等。该层透水性中等。强风化断层角砾岩:为硅化破碎带,灰黄色,成分为粉砂岩夹砾,砾为硅质,风化强烈呈土状,岩性软。中风化断层角砾岩:可以分为硅化破碎带和断层泥,硅化破碎带为灰色,成份为砂岩夹砾,砾为硅质,岩性软;断层泥为灰色,呈土状。
边坡在未破坏前具有不同的破坏模式,若从滑动面的形状来分,可大致分为单一平面形破坏、折线形破坏和圆弧形破坏,对于岩体边坡来说还可能存在受两组组合结构面控制的楔形破坏。不同的破坏模式计算方法是不同的,边坡产生破坏的破坏模式要结合场地工程地质条件确定和分析。
组成本边坡的岩土主要是强、中风化断层角砾岩,上部覆盖0.5~0.1m厚的粉土混角砾,强风化断层角砾岩体由于风化较强,强度较低,更重要的是其风化及构造裂隙发育,呈碎裂结构,为IV类岩体,它们位于边坡的坡肩部分,也是重力势最大的部位,在重力、风化、地下水的作用下,变形破坏的可能性较大;在其下部是一层未揭穿的中风化断层角砾岩,裂隙发育,呈碎裂状镶嵌结构或块石状镶嵌结构。边坡易产生圆弧形滑动。根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),圆弧形滑移破坏的稳定形评价。采用园弧滑动法,边坡稳定性系数
Ks=ΣRi/ΣTi
Ni=(Gi+Gbi)cosθi+Pwisin(αi-θi)
Ti=(Gi+Gbi)simθi+Pwicos(αi-θi)
Ri=Nitgφi+cili
根据对A、B两个断面的滑动模式进行滑动面稳定性计算,结果为A断面稳定性数Ks=1.00,B断面的稳定性系数Ks=1.20。说明当前该边坡处于临界或暂时稳定状态,依据《建筑边边工程技术规范》(GB50330-2002)确定该边坡安全等级为二级,边坡稳定性系数Ks=1.25,因此需要采取措施对该边坡进行治理,才能满足规范要求,才能利用该场地。
3、边坡治理措施
根据边坡工程地质条件和稳定性分析,结合现场实际情况和工程实施的实际可行性,经与业主、监理和勘察部门共同研究确定本边坡治理以“支挡、坡面防护为主,排水和植被恢复为辅”的原则,并在该原则指导下采取经济有效的方法——锚杆框架支护体系。
在坡脚处设置一道C25毛石混凝土挡墙支护,外表按块石勾凸缝处理,挡墙高度为4.5m,挡墙顶部以上采用锚杆框架加固,坡高9.5m,坡率为1:0.75,框架由间隔3.0m竖肋和底梁与顶梁间设3道中间横梁组成,在框架节点处设置锚杆,锚杆与倾角15°,锚杆按AS≥γ0Na/ξ2fy计算确定由直径28钢筋制成,锚杆锚固体与地层的锚杆长度按《建筑边边工程技术规范》(GB50330-2002)第7.2.3条确,锚杆钢筋于锚固砂浆间的锚固长度按《建筑边边工程技术规范》(GB50330-2002)第7.2.4条确定,最终确定锚杆长度分别为9.5m、12.0m不等;框架竖肋截面尺寸为0.4×0.3m,框架横梁截面尺寸为0.4×0.3m,框架采用C30砼现浇,配筋按计算确定。经锚杆框架加固后边坡稳定性系数Ks>1.25满足规范要求。
框架施工尽量一次性浇筑而成不留施工缝。框架内挂网喷播植草,护坡顶上方采用喷植草防护宽约2.5m。在坡脚毛石混凝土挡墙墙脚设置排水沟,排除地面水;在护坡顶设置截水沟,排除隙边坡上方地表水。
4、施工要求
为保证护坡的稳定及施工安全,应避免在雨季施工,施工时应做好坡体上部截水沟及坡面雨水引排工作,防止坡面积水。严禁开挖后长时间暴露、日晒雨淋,使岩体风化松弛,工程地质性质恶化。施工中应加强施工监测和工地巡视,备有应急措施,确保施工人员安全。
挡墙每隔15m设置一道伸缝缝,墙身设置泄水孔。锚杆框架施工工序为:测放孔位铅孔锚杆制安注浆挖槽支模绑扎钢筋浇筑框架养护框架格内植生袋喷播植草。锚杆采用全长锚固式水泥砂浆锚杆,锚杆钢筋直径Ф=28mm,锚杆孔径110mm,锚杆孔位偏差不得超过±30mm,考虑沉渣的影响,为确保锚杆长度,实际钻孔深度大于设计长度0.4m,成孔后用高压空气(0.4MPa)清孔。成孔时禁止带水钻进,以确保钻孔施工不致恶化边坡条件,钻进过程中,应对每孔地层变化(岩粉情况)、进尺速度(钻速、钻压等)及一些特殊情况做现场记录,苦遇塌孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理后重新钻进。锚杆孔内灌注M30水泥砂浆,水灰比0.35~0.45,灰砂比1:1,砂浆体强度不低于30Mpa,采用从孔底到孔口返浆式注浆,注浆压力不低于0.25Mpa。
5、结束语
山区边坡采取支挡加固和截排水措施,在保证技术可靠的前下,采用锚杆框架结构支护,可以做到加固的直接、高效、简单和经济,同时对周边的环境美化和治理也具有积极的意义。施工要和设计紧密结合,采取“动态信息化施工法”施工,设计要随地质和变化进一步细化,必要时对原设计进行调整和补充,做到因地制宜,因时制宜,及时跟进和改进。施工阶段的监测工作和工程结束后的变形监测也十分必要,应充分重视,发现问题及时处理,确保安全。
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
[2]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
[3]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
关键词:高速公路路基;边坡防护;稳定性;治理措施;
中图分类号:U213.1 文献标识码:A
阿尔及利亚东西高速公路是北非马格里布高速公路的重要组成部分,全长1216KM,横贯阿尔及利亚北部山谷地区,地势起伏,地质情况复杂。在项目实施过程中,根据不同地区不同路段的地质情况,对路基边坡的稳定性进行了认真地分析和设计,有效地控制了边坡失稳,降低了工程造价。促使路基边坡失稳的因素可归纳为自然和人为两大类,自然因素主要包括岩土性质、岩体结构及地质构造、水的作用( 降低坡体抗滑力、增加下滑力,故有“十坡九水”之说) 、地形地貌、地震等。人为因素包括开挖坡脚、堆填加载、施工爆破、乱砍滥伐等。路基边坡的稳定性与设计及施工都有着直接的关系,只有在设计时遵循规范要求,保证排水通畅,在施工的关键部位上严格把控施工工艺,才能取得更佳的防护效果。
一 边坡稳定分析的历史及现状
近年来各种现代科学理论如系统工程论、数量理论、信息理论、现代概率统计论、耗散论、突变理论等用于边坡研究,为边坡稳定研究提供了新方法,边坡稳定性研究呈现出各种传统方法不断完善和新方法不断提出的局面。目前边坡稳定分析方法可分为三大类。
1.1 定性分析法
定性分析主要是通过工程地质勘察和其他调查方法,对边坡稳定主要影响因素、可能的变形破坏方式进行分析,对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,从而给出被评价边坡稳定状况及可能发展趋势的定性说明。定性分析的优点是能综合考虑多种影响因素,快速对边坡的稳定状况及发展趋势作出评价,具体有以下几种。
( 1) 成因历史分析法
该法通过对边坡的地质环境、水文地质条件、发育历史中的各种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素进行综合分析,追溯边坡演变的全过程,对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域特征作出定性评价和预测,主要用于天然斜坡的稳定性评价,是其它分析方法的基础。
( 2) 工程类比法
该法是将所要研究的边坡与已经研究过的天然斜坡或人工边坡进行类比,以评价其稳定性及可能的变形破坏方式,确定其坡角和坡高。工程类比法具有经验性和地区性的特点,是目前常用的一种方法。
( 3) 专家系统法
即边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算机程序,它把多位边坡工程专家的知识、工程经验、理论分析、数值分析、物理模拟、现场监测等有机地组织起来,建成一个边坡工程知识库,并进行推理和决策,对所研究的边坡进行分析评价,专家系统法可以节省时间,降低工程费用。
1.2 定量分析法
( 1) 极限平衡分析法
建立在摩尔-库仑强度准则、安全系数定义和静力平衡条件基础上,把滑体作为刚体只考虑滑面的极限平衡状态,不考虑滑体岩土体的变形和破坏。主要优点是历史长、计算简便、计算结果较稳定,缺点是把滑体作为刚体处理,不能真实反映内部的应力-应变关系,但总体来说是一种较成熟的方法。
( 2) 数值分析法
该方法通过应力、应变分析求解边坡的极限荷载,既可用于连续介质,也可以应用于不连续介质。目前常用的数值方法有边界元法、有限元法、离散元法、无界元法及快速拉格朗日法。
1.3 非确定性分析方法
因为影响边坡稳定的因素很多,实际中难以准确提供确定性方法所需要的参数,且这些参数具有随机性和不确定性。所以建立边坡稳定性分析的非确定性模型,考虑参数的随机性、模糊性是发展趋势。目前非确定性分析方法有可靠性分析法、模糊综合分析法、灰色系统理论法、突变理论法、神经网络法等。
二 边坡治理技术发展及现状
边坡治理措施的基本思路一是减小下滑力,二是增加抗滑力。我国公路边坡以前常采用改变坡体几何形态、排水、挡土墙、护坡、喷浆、土质改良、抗滑桩、植被防护等治理方法,具有安全经济、施工简便等优点,但在一定程度上存在持水性差、维护困难、稳定效果欠佳、景观效果差等缺点,不能满足高速公路的发展要求。目前路基边坡防护措施有很多,其中比较常用的有:锚杆加固、预应力锚索加固、抗滑挡土墙、格构加固、重力罩面等。
2.1 锚杆加固
锚杆加固技术因其经济、便捷、受外界影响小等特点,是阿尔及利亚东西高速公路中普遍采用的一种边坡治理措施。主要采用的原材料是钢筋锚杆、水泥浆等。利用钢筋锚杆注浆后与土体间的摩擦力,有效抵制边坡失稳的方法。比较适合含水量低的土质边坡。
2.2 预应力锚索加固
预应力锚索加固技术是利用水泥浆、锚索和深层稳定岩体之间的胶合力,通过锚索实现张力的传递,制约表面的滑移体,使其和稳定的地层相连接,形成一个坚固的整体,从而实现对边坡的加固。预应力锚索加固技术的特点是深层加固、主动加固、具有一定的柔性、经济性好、施工快捷灵活,近年来被广泛的应用于公路路基边坡的加固中。
2.3 抗滑挡土墙
抗滑挡土墙是用来实现稳定滑坡,也就是通过挡土墙支撑土体,抵抗滑坡的剩余下滑力,其优点是对边坡的破坏小,稳定的速度也快,常用的挡土墙有重力式挡土墙。在抗滑挡土墙施工时,要尽量避免开挖边坡的前部。
2.4 格构加固
格构加固技术是利用现浇钢筋混凝土、预制混凝土和浆砌块石实现对坡面的防护,同时利用锚杆对边坡进行加固,其优点是不仅能对边坡进行加固,保证道路的安全,而且还可以通过在框格内种植花草来美化边坡的环境。格构加固技术的基本原理是通过把岩石压力、土压力和滑移力均匀的分配到每个格构结点处的锚索,再由锚索传递给地层,其中,格构只是用于传力,锚索则主要起加固作用。次方法较适用于岩土较坚硬、均匀、坡度较大的边坡。
2.5 重力罩面加固
重力罩面加固技术是欧洲高等级公路经常被采用的一种路基边坡防护形式,施工简单,操作方便,在阿尔及利亚东西高速公路的施工中也被广泛使用。此种方法主要是将因褒水而变形的路基边坡,开挖成阶梯状,铺上土工布,回填0-200mm或200-400mm的片石至原坡面高度,靠片石的自身重力来抵制坡体的变形,故称重力罩面。此方法主要适用于富水地段的边坡。
三锚杆加固工艺在边坡治理中的应用
在上述5种边坡治理措施中,锚杆加固是阿尔及利亚东西高速公路项目最为普遍采用的形式,也是被目前国内高等级公路广泛接受和认可的治理措施。以下就该工艺的施工流程及方法做以简单介绍。
3.1 定位
依照设计图纸对边坡钻孔的位置准确放样,可以有±15mm的偏差;锚杆的孔距所允许的偏差不得超过150mm。
3.2 钻孔
安放锚杆的孔洞可以采用风枪打眼的方法进行打钻,锚杆轴线与岩体主体结构面或滑移面成大角度相交,钻孔时要按照以下规范进行:所钻的孔要圆且直,钻孔时钻孔的方向要与所处岩层的主要结构面保持垂直;所钻的锚杆孔直径一定要大于锚杆的直径15mm。除此之外,对锚杆孔的深度也有严格的要求,主要是孔的深度只允许50mm的偏差。钻孔的质量与锚杆杆体材料的质量一样,都是高速公路路堑的边坡防护施工质量的基础环节,它是保证锚杆发挥其保护支撑作用的重要因素。
3.3 清孔
钻孔后要用高压风管将孔内遗留的粉尘和杂物吹出,确保孔内干净。
3.4 锚杆准备
锚杆要采用18-32mm钢筋,且在截取锚杆时要按照设计要求进行,对所截取的锚杆还要进行整直、祛锈以及除油等处理。客土喷播护坡锚杆长度和不含草籽的绿化基材混合物厚度按地质条件不同分 2 种形式:稳定性良好的软质岩边坡,长锚杆采用 3m,短锚杆采用 1m,绿化基材混合物厚 10cm;稳定性较好的土石混合边坡,长锚杆采用4m,短锚杆采用 2m,绿化基材混合料厚 8cm。当边坡可能出现局部不稳定病害时,长锚杆长度应经分析计算后确定。
3.5 安放锚杆
清孔结束后迅速将钢筋锚杆体插入,锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的 95%。在安放锚杆的过程中,必须保证孔内不能出现塌孔,否则必须将锚杆体拔出,清孔后重新安放。
3.6 砂浆制备
砂浆要采用不低于 42.5 级的且具有抵抗水侵蚀的化学稳定性较好的普通硅酸盐水泥,按施工时所要求的配合比在拌合站进行统一的拌合。
3.7 注浆
在对安放锚杆后的孔径、孔深以及孔内杂物清理等验收合格后才能进行灌注水泥砂浆。以普通水泥砂浆灌注为例介绍其注浆施工的要求:砂浆要用现场拌合的砂浆,拌合的砂浆要在一定的时间内用完,避免使用以前剩余的砂浆。砂浆的质量能有效的确保锚固,所以必须给予充分的重视,必须在砂浆初凝以前用完,同时要遵循砂浆使用的规定。
(1)进行注浆后,如果中途停止超过30分钟,就要用水对管路进行湿润;
(2)注浆口的压力要控制在一定的范围内,一般控制为0.4~0.6Mpa 之间;
(3)在注浆的过程中,注浆的管要伸入孔的下部,随着砂浆的不断注入,不断的提升管子,直至把砂浆注满为止。
四 结语
我国高速公路建设由于起步较晚,一些普通低等级公路设计施工习惯影响到高速公路建设,使目前高速公路边坡治理存在安全重视度不够、防护措施落后等问题。同时尽管高速公路建设已开始实行“一大四小”工程,对于绿化施工的要求越来越高,采用客土喷播与喷混植生工艺,采用"草、灌、乔”相结合的方式进行绿化,有效保护了生态坏境。但受各种因素制约,从全国来看高速公路建设还是缺乏整体生态考虑,为使我国的高速公路真正成为“生态高速公路”,给人们带来永久的福利,要在今后的高速公路边坡治理中引起充分的重视。
参考文献:
[1] 谢飞鸿,王锦山,尹伯悦.成南高速公路滑坡稳定性分析及治理[J].岩石力学与工程学报,2005,24(2):54- 56.
关键词: 边坡治理 造价控制
中图分类号: U213.1+3 文献标识码:A文章编号:
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
边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式。随着我国基础设施建设的大力发展,在公路、铁路、矿山、水利等部门都涉及到大量的边坡问题,因边坡工程的投资额相对较小,且容易与应急抢险工程混淆,很难得到高度重视,也因设计与实际施工有很大不同,从而使工程实施过程中的造价难以控制,常常会出现“三超”的现象。因此在对边坡的正确认识,适当整治的前提下,如何将工程造价有效控制在合理范围,达到经济与适用相结合,显得尤为重要。
一、边坡治理工程
边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防治工程。近年来随着高速公路、铁路等建设事业的迅速发展,以及大型重点工程项目的日益增多,建设施工中经常要大量挖方、填方,由此形成边坡、土体扰动等等,从而带来如滑坡、水土流失等一系列问题,因此边坡治理工程越来越多、越来越突出。为防止边坡失稳、水土流失,目前采用边坡加固措施很多,有削坡减载技术、排水与截水措施、锚固措施、混凝土抗剪结构措施、支挡措施、柔性防护网压坡措施以及植被框格护坡护面等,在边坡治理工程中逐步强调多措施综合治理的原则,以加强边坡的美观、稳定性。然而随着工程建设规模不断增大,边坡增高,复杂性增大,对边坡的处置技术要求也越来越高,同时不可否认的带来工程造价的不断提高,控制难度的加大。如何合理确定有效控制工程造价,防止出现“三超”现象,是摆在工程管理人员面前的一个难题。
二、边坡治理工程造价"三超"原因分析
作为一个建筑工程来讲,单从造价控制大的方面来讲就有项目决策阶段造价的控制、项目设计阶段造价的控制、项目招投标阶段造价的控制、项目施工阶段造价的控制、项目竣工决算和竣工后造价的控制等等,许多个环节和内容。各环节有相互联系、环环相扣,同时又相互影响相互作用。
针对边坡治理工程来说,造价控制也是多方面、多层次的,造成三超现象的原因很多,我认为主要的有四个方面:
(1)设计深度不足、不合理。边坡治理工程涉及岩土性质、岩层构造、水文地质、气候作用等技术含量非常高,往往出现设计结构形式、工程量等与现场情况不符,造成工程造价增支超支。
(2)工程量清单编制存在误差、缺漏项多。目前大多数工程项目采用工程量清单形式进行招标,因此工程量清单编制的质量,直接影响工程造价。
(3)通过变更、签证增加工程量,并对原有报价进行重新调高价;
(4)工程以外的其它干扰因素。
工程实践中,往往对于边坡治理这样投资金额相对较小的项目还是不能得到重视,从勘察设计环节开始并未认真对待,工程量清单的编制又出现较大的误差,有些工作未被编制进去的事情也时有发生。有时还会出现未能完全掌握现场地质和边坡特殊性的情况,因而导致设计随之变更,工程索赔等一些问题,造价也会随着变化,而承包商则趁机调整投标报价,为使利益最大化,必然会有预算增加的结果。另外,工程施工的过程也会出现诸如国家政策调整、物价上升、其他承包商干扰的情况。各方原因或单独存在或相互作用,造成工程造价难于控制。
三、边坡治理工程造价控制措施
(1)重视设计阶段的造价控制。工程造价控制贯穿项目建设全工程,而设计阶段工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。单施工图设计阶段其对工程造价的影响就约为25%。因此加强工程设计人员实地踏勘力度、掌握好边坡整治一手资料,查明边坡工程的地形地貌特征、地层结构特征、地质构造、地下水、边坡岩土物理力学参数、边坡的稳定性现状、边坡滑动面情况及边坡邻近建筑情况等,合理确定边坡整治工程的类型和设计深度。同时加强设计方案论证比选,推行限额设计,根据现场地质、地形等拿出足量的、切实可行的设计方案,降低投资,减少设计变更,从源头上对工程造价进行控制。
(2)重视施工招标中工程量清单准确性,对工程造价的影响。工程量清单的准确性对工程投资控制,提高企业经济效益乃至完善招投标市场起着重要作用。工程量清单编制存在误差、缺漏项,往往将变成以后工程造价控制的难点之一。甚至个别承包商拿工程量误差、缺漏项做文章,调整单价、改变工程量,提高工程造价,造成预算超支。因此要加强招标机构责任意识,提高清单编制质量。同时作为招标机构,更应遵守法律法规、深入理解设计意图,严格按照《计价规范》规定设置清单名称、编码、计量单位和工程数量,对清单项目进行必要描述,与合同条款、技术规范、现场施工实际情况相互照应,并按规定格式出具高质量的清单文本,另外招标机构应加强编制清单的审查制度,确保清单编制全面、准确、合理。
(3)严格把关工程签证及变更。变更、签证在实际施工中内容广泛、构成原因复杂、规律性差、发生时间长,由于设计变更和工程签证而调整的工程造价占整个单位工程竣工结算的比例少则在6%左右,多则接近20%,有时甚至达到了40%。因此应正确理解和认识,明确变更、签证签发原则,同时加强现场管理,提高人员技术素质,减少现场签证及不必要的变更发生。要明确责任,确定变更内容,核准变更签证费用等等,需要有一支高素质、懂业务的建设(监理)团队来完成。因此加强设计变更和签证工作是建设(监理)单位控制造价的一项重要工作,也是现场施工人员管理水平的综合体现。
边坡治理工程相对来讲周期较短,但是变化因素多,使得工程建设项目的造价复杂多变。合理地控制工程造价,推行以设计阶段为重点的造价控制,重视施工招投标、严格工程变更签证管理,逐步推行建设全过程造价控制,使得有限的资金更合理地应用到工程中去。
关键词:公路边坡;稳定性;病害治理
在公路工程中,边坡施工是一项必不可少的环节,在公路安全高效运行中具有十分重要的作用。因而在边坡工程中,作为施工企业必须对公路边坡的病害类型有一个基本的认识,加强对边坡稳定性的分析,并采取有效的措施加强对边坡病害的治理,才能最大化地确保边坡安全高效地运行,进而在提高公路使用寿命的同时为人们的出行安全保驾护航。基于此,笔者结合自身工作实践,就此展开以下几点探究性的分析。
1.公路边坡中常见病害类型的概述
在公路边坡中,常见的病害主要分为滑坡、崩塌和剥落等。这些病害一旦得不到有效的治理,不仅难以确保公路安全高效的运行,而且直接关系着人们行车的安全。从滑坡来看,主要由于公路路基山坡的岩土体长期在水活动的影响下,导致其结构的支撑性能降低,而由于自重作用,就会导致其顺着软弱面往下滑动,且具有牵引式与推移式的滑坡,而崩塌则是因为岩土体与母体脱离,并从陡峭的斜坡从上崩落而下,在斜坡上出现翻转和跳跃而形成崩塌,而剥落则是由于表层长期在风化作用下顺着斜坡滚落。从这三种病害来看,其给公路的安全运行都带来了极大的挑战,因而必须引起我们高度重视。
2.公路边坡稳定性的分析方法
在公路边坡病害治理之前,应加强对其稳定性的分析,通过分析能有效的分析边坡目前所处的稳定现状及其未来的发展趋势,从而为边坡稳定性的提升采取合理化的措施。在边坡工程中,对其稳定的分析主要采取工程地质分析法,一般从公路边坡所在地的自然条件以及各种作用因素,从而对滑动和稳定之间的关系进行对比,最终对其稳定性的大小进行判断[1]。
3.公路边坡病害治理分析
3.1病害治理的准备工作
为了更好地加强边坡危害的治理,在做好边坡稳定性分析的基础上,还应做好相关准备工作,才能更好地确保治理的成效。具体来说,主要包含以下几个方面:
一是做好基础性的调研工作,即在确定病害治理方案之前,必须加强对地质地形、水文条件的调研,对病害的类型和程度以及导致滑坡的成因及各成因之间的关联进行分析,并综合多方面的因素进行分析;二是针对性地确定病害的治理方案;二是在做好基础调研工作的基础上,还应对病害的治理进行深入分析,从而最终确定针对性地治理方案。
3.2公路边坡病害治理措施
在公路边坡病害中,由于滑坡是最为常见的病害之一,因而加强公路边坡病害的治理就必须从治理滑坡入手,从而更好地治理崩塌和剥落等病害。基于此,笔者结合自身工作实践,就如何加强公路边坡滑坡病害的治理提出以下几点分析[2]。
3.2.1加强防排水施工
由于公路边坡滑坡最大的病原源于公路的地表水和地下水的侵蚀而导致。因而为了更好地治理滑坡,就必须做好防排水施工。在防排水施工过程中,应做好地表排水工作和地下排水工作。在地表排水工作中,若地表水在滑坡体之外,则应采取拦截的方式将其引离,而如果水处于滑坡体的地表,则应加强防渗处理,并将其及时汇集并引出。以最大化地降低由于地表水的渗漏而导致边坡出现滑坡。而在地下排水工作中,主要采取渗沟、平孔和盲洞等方式进行处理,在利用渗沟进行排水时,根据其作用来看,渗沟主要分为边坡渗沟、支撑性渗沟和截水沟,而盲洞主要的对在滑面附近埋藏较深且较为集中的地下水的截排和引排工作,而在地面的含水层,则应在渗水隧洞顶部渗井、渗管等把水引到洞中,并在隧洞底部设置渗水孔将渗水隧洞下的含水层中的水排出。而平孔则主要在滑坡地下水排除过程中应用,由于其具有较强的经济性和便捷性,因而在滑坡地下水排除过程中得到了广泛地应用[3]。
3.2.2尽可能地减少滑体的自重
当公路边坡出现滑坡之后,应将滑体的重量减少而使其稳定起来,主要减重的方法就是通过挖掘滑坡体而完成。因而在错落转化式的滑坡和推动式的滑坡治理中得到了广泛的应用。由于滑床上陡下缓,因而在滑坡之后其后部和两侧的地层较为稳定,一般不会由于塌方而导致滑坡向两侧或向后发展,因而在将滑坡体的自重减少之后能有效将其下滑力减少,降低滑坡下滑的速度。
3.2.3边坡加固和支挡技术
由于采取减重的措施只能降低下滑的速度,但难以确保其不再下滑,所以在减重的同时还应采取相应的措施予以配合。具体来说,主要有以下几点加固和支挡技术。
(1)重力式的抗滑挡土墙在公路边坡滑坡治理中的应用
在公路边坡滑坡治理中应用重力式的抗滑挡土墙,主要是利用挡土墙墙身的自重维持其在土力作用下的稳定,因而在公路边坡滑坡治理过程中得到了广泛的应用,但在应用过程中应精心确定墙背的坡度,并设置相应的卸荷平台,并将其墙基做成台阶形或倒坡形,墙体的高度以及基础埋设的深度,应结合地基性质、承载性能的需要以及水文地质和地形条件等进行验算并确定,尤其应尽可能地避免由于出现不均匀的沉降而导致其出现开裂,并结合地质条件的边和以及墙身和墙高的变化针对性地进行伸缩缝和沉降缝的设置。以最大化的确保其安全稳定地确保公路边坡的稳定性,从而达到治理滑坡的目的。
(2)抗滑桩在公路边坡滑坡治理中的应用
在公路边坡滑坡治理中,除了应用重力式的抗滑挡土墙外,还可以应用抗滑桩。所谓抗滑桩,就是在将桩柱穿过滑体插入滑床的稳定部分,以达到固定滑体的目的,通常情况下,抗滑桩以群体的方式出现,在多根抗滑桩形成的桩群下实现对滑体的支撑,达到预防滑体滑动的目的。与抗滑墙相比较,虽然其施工较为复杂,但是其具有抗滑性能好的优点,因而在公路滑坡治理中得到了有效的应用,而另一个缺点就是造价达,所以在使用之前应对其设计进行优化,采取优化论数学模型对其优化,并结合工程实际进行深入调研,确定抗滑桩的结构形式和数量,以最大化的确保抗滑性能的同时降低工程的造价。
(3)预应力锚固在公路边坡滑坡治理中的应用
预应力锚固是近些年发展起来的边坡加固的一种新型防护工程措施,在公路滑坡防治中也有许多成功的工程实例。它对岩质陡坡和危岩的加固,滑移面埋深浅的岩质滑坡加固效果很好,也可以用于强风化岩质陡边坡加固喷锚护壁。预应力锚固岩体边坡的优越性在于能为节理岩体边坡、断层、软弱带等提供一种强有力的主动支护手段。预应力锚固常常与抗滑桩以及抗滑挡墙结合使用,形成预应力的锚索(杆)抗滑桩。由于在桩上增加了预应力锚索,使桩的埋深变浅,断面变小,可以节省材料和投资,经济效益显著[4]。
4.结语
综上所述,对公路边坡的稳定性及边坡病害的治理措施进行分析具有十分重要的意义。作为新时期背景下的路桥施工企业,必须在公路工程建设过程中加强边坡稳定性的分析,采取有效的措施防止边坡病害的出现,最大程度确保公路边坡的稳定性,进而为整个公路工程质量提升的同时确保行车的安全性,并为我国交通事业的发展而不懈努力。
参考文献:
[1]覃学友.公路边坡稳定性分析及治理[J].技术与市场,2011,09:54-55+57.
[2]冯文凯.库岸公路边坡稳定性风险分析[D].成都理工大学,2005.
【关键词】:高速公路 边坡治理科学使用可持续利用
【 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
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A文章编号:
1.我国高速公路的发展概况
我国高速公路发展的时间虽然不长,但是发展速度却很快,在目前乃至今后相当长的一个时期内,发展高速公路,增强交通基础设施服务能力,加大基础设施投入,是提高国家综合竞争力的一个重要手段。在这一战略思想下,今后我国高速公路还是会快速发展。
2.我国高速公路面临的边坡治理问题
我国高速公路的确发展迅速,但同时也面临一系列的环境问题,如水土流失,噪音污染,植被破坏、废弃物污染等,给我国高速公路的发展带来了许多消极影响。其中比较突出的问题是公路边坡的治理与防护,由于高速公路具有封闭性,所以对于边坡的要求就相对一般的公路较高,而边坡施工质量的好坏直接关系到高速公路的使用质量与使用寿命,而我国复员辽阔,地形复杂,不同地区的地质环境不同,这就要求更高的施工质量,然而事实是我国高速公路边坡经常出现问题,如出现裂缝导致水土流失、滑坡等问题,对于行车安全造成了不利影响,边坡治理问题已成为影响发展高速公路的一个较大的阻碍。
3.以云贵高原高速公路边坡治理实例探讨高速公路边坡治理
云贵高原位于中国西南部,包括云南全部与贵州大部,以及广西西北部等,云贵高原分布着广泛的岩溶地貌,是喀斯特地貌。它是石灰岩在高温多雨的复杂化学反应条件下,经过漫长的岁月,被水溶解和侵蚀而逐渐形成的。地下和地表分布着许多溶洞、暗河、石芽、石笋、峰林等稀奇古怪的地貌。云贵高原是世界上岩溶地貌发育最完美、最典型的地区之一。要想在这一地区建设高速公路,其难度可想而知,所以在这一地区的交通发展迟缓于中国大部分地区,云贵高原的高速公路经常发生和危害最大的就是滑坡灾害,对行车人员的生命财产安全产生了许多消极影响,而滑坡问题最终还是归结于边坡治理的问题,所以边坡治理就显得至关重要。
边坡就是稳定路基,在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。而在山区高速公路建设过程中,根据高速公路“以直为准”的原则,就要在多山地区大规模挖山填坑和修筑公路路基,形成许多人造边坡,在云贵地区,由于喀斯特地貌的特殊缘故,土质特别疏松,在人工边坡构筑的过程中,岩土块原有的平衡状态被打破,使得岩体硬度下降,在云贵地区的特殊环境下,风化侵蚀等物理和化学作用比较明显,有的边坡在外部环境和内部共同的作用下趋于稳定,逐渐变成较为稳定的公路边坡,而有的则经过调整,不能达到平衡,而发生崩塌、滑坡等现象,形成不稳定的边坡。对不稳定的公路边坡,我们要经过一定的生物和工程措施,将其改造成为稳定的边坡。
在云贵地区边坡可能发生的病害主要可分为以下3类:(1)滑坡危害。山体上的部分岩土体向下脱落,使得大量土石滑落堆积于路面,影响交通安全和秩序。(2)崩塌危害。整个岩土块忽然脱离其所在山体从较陡的山坡上崩落下来,并顺山坡剧烈翻滚,最后堆落在公路边或山脚下。由于具有突隐蔽性和不确定性,造成的危害较大;(3)剥落危害。表层土石受风化侵蚀等作用,在雨水冲刷和地球引力作用下,不断沿山坡向下滚落。这些危害对公路的正常使用造成了不利影响,而且对公路交通安全也产生了较大的隐患,尤其是突发的滑坡危害更大。
在云贵地区,地震频发,岩体破碎,高速公路边坡不容易稳定,所以就要采取一些比较科学的治理措施,最常见的就是用防滑栓,防滑桩用于不明显的山体和土块滑动情况下,是比较好的加固方法。而对于比较庞大的山体或是岩土块,就要从上往下逐层加固,但其工作量是庞大的,而且其技术难度也可想而知。
在边坡治理的具体实施过程中,一般要根据现场边坡土层、、地质、生态环境等条件,结合以前该地治理经验,并根据公路对治理边坡“一次解决,操作方便”的规定进行治理。对边坡的治理要注意一下几点:(1)治理足够科学坚实但不破坏岩土块总体稳定平衡,有的岩体内部可能比较破碎,在治理过程中就要格外注意,既要治理好出现的问题,又不能破坏岩体本身的稳定,带来新的不稳定因素。(2)对周围环境不产生较大的负面影响。要充分考虑保护边坡周围生态环境问题。在工作前就要注意到这一问题,并一直贯穿于整个治理边坡过程中。(3)施工方便,费耗较低。
而在边坡施工前的考察也是不可缺少的,开挖前应提前规划、提前处理、一步到位。目前高速公路建设中开挖后而引起边坡不稳定再治理的现象十分普遍。滑坡发生后再进行治理,不仅工程量繁杂庞大,耗资甚巨,治理也较为困难。若能开工前提前设计、提前治理解决问题,则会事半功倍。再有就是进行滑坡的动态和静态监测。应运用各种先进技术,如GPS、RS等技术,对滑坡进行监测,对地面和地下移动进行观察,作好滑坡的预测工作,对滑坡频发地带变化和滑坡原理进行研究,进而制定科学合理的滑坡治理方案,这样才能产生良好的经济社会效益。
5.总结
高速公路边坡治理与防护问题始终是公路治理中的重点,经过对云贵高原高速公路治理实例的探讨,分析了一些边坡治理的基本方法,高速公路边坡治理要做到“因地而异”,灵活运用各种生物以及工程措施,做到“一次施工,终身使用”的施工质量,在未来我国高速公路快速发展的背景下,肯定会出现更多的科学治理边坡的方法,另外,在具体的施工过程中,要在其中找出可以互相搭配的方法。这也是边坡稳定处理工作中必须注意的问题。并非每一种边坡都适合生物护坡或工程护坡,要灵活运用各种方法,做到科学治理边坡,科学使用公路,可持续发展公路。
参考文献:
[1]马宗磊.试论铁路岩石边坡喷混植生植物护坡施工技术[J].大众科技,2006,""
[2]许英姿.公路边坡防护中常见格构锚固结构分析[J].桂林工学院学报,2003
[3]边坡喷锚支护施工技术浅议[J].金卡工程,2009,
作者简介:
关键词:岩土工程;边坡治理;生物技术
前言:要想做好岩土工程工作,边坡稳定治理是关键。当然,提升边坡防护效果,利用坡面防护、锚杆加固防护、支挡防护等物理技术,可以强化整体性的边坡防护效果。另外,使用植物防护技术,利用各种坡面的种植方法,防止病害、稳固坡面,才能使边坡的稳定程度得到更好的提升。
一、岩土工程中边坡物理防护技术
边坡的物理防护技术是采用加固技术与工程防护措施,从诸多方面对边坡进行有效防护治理,获得重要效果。
(一)坡面防护技术
陡峻或极陡斜坡上,某些大块或巨块岩土体在重力的作用下,突然发生崩落或滑落,并顺山坡猛烈地翻滚跳跃,撞击破碎,最后堆积于坡下的现象。山崩:大规模崩塌。岩崩:坚硬岩体中发生的崩塌。坡面的主要防护技术有以下几种:1.喷砂浆和喷混凝土。主要用于易风化、容易出现裂缝的坡面,目的就是对岩石进行深入风化,维持边坡的稳定性,保护边坡不出现落实崩塌的现象。当然,单独喷混凝土会对公路周边环境造成严重的不良影响,且耗费原料较多,施工中应该注意此点;2.勾缝与灌浆。主要用于较为坚硬、不容易被风化的岩石路堑边坡,勾缝技术用在节理裂缝多的坡面,灌浆技术用在节理裂缝大且深的坡面;3.做护面墙。用于严重风化的软质岩坡面。护面墙应该在平稳的边坡地段建设,用来防护坡面出现侵蚀的现象;4.干砌片石防护。主要用于容易出现风化、软岩和土质边坡之上。
(二)锚杆加固防护技术
为了使岩土工程边坡更加稳定,使用边坡加固技术是有必要的。其中,锚杆加固防护技术可以确保碎裂结构的硬岩、层状结构不连续底层等处于稳定的状态。运用锚杆加固技术,将锚杆的力度用来克服断裂岩层向外的力,给边坡带来更加稳固、紧凑的效果。
(三)支挡防护技术
滑坡是斜坡上的岩体或土体,在重力的作用下,沿一定的滑动面整体下滑的现象。 滑坡会破坏或淹没坡上和坡下的农田、建筑物和道路,造成人员伤亡。用支挡防护技术可以防止滑坡现象的出现:1.抗滑挡土墙。在滑坡前缘进行设置,而且须要深埋在滑动面下面的稳定地层当中,避免其被滑体推走。这项技术利用重力式,将墙身的重量用来与滑体的向外的力抵消,保持坡面稳定;2.抗滑桩。将抗滑桩深埋在稳定的滑体之中,利用桩和周岩体的钳制作用将滑坡的推力传递到稳定的底层当中,再利用稳定底层的锚固作用于被动康利,保持坡面处于稳定状态之中。施工程防治措施对地质灾害的防止起着重要的影响,在小型土质滑坡,选用滑坡后缘地表排水、前缘支挡或削方减载护坡等工程措施较为适应;对于中型以上滑坡,应根据工程地质勘察资料选择工程防治措施。
二、边坡治理中的生物防护技术
利用生物技术、生物工程技术,将边坡的岩土结构进行有效改良,便保持水土的稳定环境的构成,这样就可以从生态层面上确保边坡不受到破坏,能更好地治理边坡环境,给整个岩土工程的开展提供了极大的方便。
(一)种草防护
主要在边坡比较稳定的环境中进行种草防护,要求边坡的高度不要超过六米,并要求土质较为良好。主要方法:1.撒播。适用于疏松的土质坡面;2.沟播。适用于岩土结构坚硬的坡面;3.喷播。适用于作业环境不良的坡面;4.植生带。适用于容易被暴风雨侵袭的坡面,将草坪植生带铺设到坡面之上,可以更好地防止雨水对坡面的冲击。
种草防护技术简单可行,且经济实用,不但能够确保边坡处于一种稳定的状态之中,还能保持良好的环境,可以大力使用。
(二)铺草皮防护
用平铺、垂直叠铺、斜交叠铺的方式,将天然的草皮铺设到陡峭、水流快的边坡之上,可以使坡面避免出现大面积风化的现象,并可以保持水土,使坡面环境更佳。当然,平铺的草皮容易被强力的水流冲走,所以要将草皮稳固地铺设在坡面上,必须根据实际情况,用相应的加固办法将其固定住,才能达到边坡防护的最佳效果。
(三)种树防护
在缓坡上种树,可有使边坡更加稳固、防止边坡被水流严重侵袭。当然,种植的树木也必须是根系发达、枝叶繁茂的低矮灌木,保证其能够在边坡上能够稳定生长。
(四)土工网植树防护
利用土工网植树防护这种复合型的边坡防护技术,可以防止坡面被严重冲刷,保持水土环境的良好建立。该项技术利用防护新材料制成的三维立体网,加固边坡,并使土壤环境更利于网内的草籽的快速生长。植物与网面互相维持,然后给边坡的长期绿化环境的建设打好基础。
(五)蜂巢网格植草防护
在修建好的坡面上铺设正六边形的混凝土蜂巢网格,然后在网格内部的优质土层里种草。利用这种技术,可以将边坡建设得更加美观,绿化效果更好。
(六)客土喷播植物防护
客土就是适宜植物生长的土壤或者其他基质,利用挂网机械将一定厚度的客土喷填在边坡坡面上,在客土里喷播植物种子,利用挂网的方式将其覆盖在坡面之上,这样可以使植物更加稳定地附着在坡面上,等到植物生长之后,可以更稳固得防护坡面受到外力影响,并且确保绿化环境能够持续下去。其施工程序就是:1.坡面清理;2.将锚杆打入钻孔;3.挂网;4.将客土喷射在坡面上。
(七)喷混植生植物防护
利用专门的喷射机,将均匀拌合的种植基材喷射到坡面上的铁丝网内,基材促使植物不断生长发育,形成一定的防护网面环境,这种环境下的边坡具有稳固的内部护坡效果。这种技术适用于公路、水利等各类岩石边坡的绿化防护工程之中。
(八)植生基质喷射防护
此项技术适用于软岩、强酸性的土质边坡之上。植生基质喷射防护技术就是植生基质,融合进土工合成网的工程材料之中,建立起一个自我生长的功能系统。把植物生长活动与其他的辅助工程措施作出坡面的加固工作,主要有3个工序:1.将锚杆打入坡面;2.挂设土工合成网;3.喷植生基质。使用这种技术的成本不高,而且简便易行,铺设之后维护比较方便。植生基质喷射防护技术适合种植混合种子,多样性的植物种子在网格内生长,形成全方面的防护系统,也为坡面的良好生态环境演变变得更好,起到最佳的护坡效果。
总结:
本文将岩土工程的边坡治理的两种类型的方法与思路进行了详细研究,从物理防护到生物防护都应该被重视,更应该从科学发展观的角度设计更为完善的防护系统,发展当下的防护治理技术,才能获得更大进步。当然,随着时间的推移,相信有更为科学的边坡治理防护技术会不断出现,岩土工程的实施也将变得更为简单,希望本文能够在技术层面上给读者带来了诸多启示和帮助。
参考文献:
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[关键词]灌浆;高路堤边坡;应用
中图分类号:U445.55+2 文献标识码:A
一、灌浆法原理
水泥浆液在不同地质和不同灌浆压力条件下,在地下流动的形式是不同的。当灌浆压力较低、路基填料渗透性较好时,水泥浆在中等浓度的情况下以渗流的方式渗入路基土的孔隙,这时认为路基原结构未受扰动和破坏,称为渗流注浆,压力控制在0.5~1.5MPa,适用于碎石土、砂砾土填料的路基;而对于粘性土填筑的路基,由于其渗透性很小,通过渗入灌浆难以改善填筑体质量,此时若将灌浆压力提高到一定程度,会发现单位时间内注浆量明显上升,粘性土路基在注浆周围发生纵向劈裂,浆液沿裂隙流入土体,将土体切割成不规则的块体,在块体之间形成互相穿插的胶状水泥结石,粘性土同时还受到充填浆液时的压缩,形成一种复合型岩土,从而提高了路基的强度和刚度,这种方式称为劈开式或胀裂式灌浆。
灌浆法利用液压、气压或电化学原理,对路基下沉部分钻孔,孔深应穿透薄弱层,然后通过注浆管将浆液均匀地注入地层中,浆液以充填、渗透、挤压等方式灌入填料的空隙,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高、化学性能稳定的“结石体”,可以达到防止或减弱路基的下沉的目的,如果路基下沉面积大、深度深,采用灌浆法处理效果是很好的。
浆液的扩散能力与灌浆压力的大小密切相关,对于不同填料、形态的路基,初始压力、钻孔深度、灌浆位置及操作规程等都很难准确预知,因此必须通过现场试验来确定。
二、固结灌浆在高路堤边坡治理中的应用
(一)工程概述
某路堤边坡位于南方某高速公路,该边坡原设计采用坡面拱型骨架护坡进行治理。在施工过程中由于连续多雨,大量雨水通过强风化的泥质粉砂岩裂隙浸入坡体内,导致路堤边坡发生了较大范围的突然滑坡,坡顶环型裂隙下错达1m多,滑坡体长约100m,宽约4.1m,体积约为7554m3,严重影响了高速公路的正常施工。为了抢救该边坡,确保高速公路的正常施工和如期竣工,必须对该滑坡进行加固治理。
(二)方案比选
1、注浆钢花管支挡结构+仰斜式排水管+急流槽
在路基边缘外侧设钢花管注浆微型桩,坡面设置急流槽排出路面汇水,坡体内设置仰斜排水管排出地下水,用透水性较好的土恢复边坡。
2、笼石+浆砌挡墙+仰斜式排水管+急流槽+锚杆
在下边坡抛置笼石,以笼石为基础砌筑浆砌片石挡土墙,设置路缘石和急流槽排出路面汇水,设置仰斜式排水管排出地下水,采用锚杆对边坡进行加固。
3、注浆钢花管桩+仰斜式排水管+急流槽+浆砌片石护坡+笼石
在路基边缘外侧设钢花管注浆微型桩,在下边坡抛置笼石,以笼石为基础,采用浆砌片石护坡对边坡进行防护,设置坡面急流槽排出路面汇水,坡体内设置仰斜排水管排出地下水。
综合分析以上3种方案,由于工程地处多雨地区,地下水丰富,因此设置仰斜排水管排出地下水,设置坡面急流槽排出路面汇水;采用笼石对坡脚加固,防止水库水对路基边坡的冲刷;采用浆砌片石护坡、浆砌挡墙对边坡进行防护;采用注浆钢花管桩对路基填料进行加固。最终选取第3种方案对公路边坡进行恢复。
(三)灌浆工艺
压力灌浆施工按设计图纸定孔放样,然后开动钻机进行成孔钻进,经检验合格后开始浆液灌注,直至达到设计要求终止灌注。
灌浆施工程序为:布设灌浆钻孔钻机就位成孔钻进终孔移机检验孔深安装灌浆器配制浆液压力灌浆浆液变换压力灌浆止浆并取出灌浆器封孔。
1、注浆施工前的准备工作
从路基施工中的试验记录可知,该工点土的最大干密度为1.96g/cm3,最佳含水量为18.7%,液限为32.5%,塑限为22.5%,塑性指数为11%。在此基础上,进行地质钻探,用标准贯入试验,确定路基土的松散程度和松散土层的分布位置及范围,现场取样做压实度试验,结果见表1。
表1 现场压实度检查结果
从表1可以看出:距表面深度为3.6~4.8m范围内,压实度远远低于规范规定的标准值(90%),显然该处路基土比较松散,仍有沉陷的可能,需重点进行加固处理。
2、钢花管制作和安装
钢花管采用Φ89×4.5mm无缝钢管加工,在地面以下沿钢管轴线每隔4cm、沿钢管径向每旋转45°钻Φ6mm的注浆孔,注浆孔沿钢管四周呈螺旋状布置,注浆孔用特制胶带或凝胶密封;钢花管接头采用钢套管连接,钢套管规格为Φ102×6mm无缝钢管,接头钢套管长12cm;钢管底部用钢板焊接密封,并焊接一个U型钢筋托架。在钢花管上每隔2.0m设一个对中架;在钢花管顶端对称焊接两个Φ14mm螺母,作为劈裂注浆紧固螺杆。
3、钻孔
钻灌浆孔使用GX-1型液压钻机,配Φ50mm外丝钻杆,Φ91mm(Φ75mm)粗径钻具带硬质合金钻头钻进成孔,W-2.8/5空压机送风洗孔排渣。按要求由外往内分序分段施工。孔深
4、浆液配制
(1)制浆材料必须称量,称量误差应小于5%。水泥等固相材料采用重量称量法,各类浆液必须搅拌均匀并测量浆液密度。
(2)纯水泥浆液的搅拌时间:使用普通搅拌机时,不少于3分钟;使用高速搅拌机时,不少于30秒。浆液在使用前应过筛,自制备至用完的时间应少于3小时。
(3)拌制细水泥浆液和稳定浆液,应加入减水剂,采用高速搅拌机,搅拌时间通过试验确定,细水泥浆液自制备至用完的时间应少于2小时。
(4)集中制浆站制备水灰比为0.6:1的纯水泥浆液。输送浆液流速为1.4~2.0m/s,各灌浆地点测定来浆密度,调制使用。
(5)浆液温度保持在5~40。C,超过此标准应视为废浆。
5、灌浆压力及灌浆方法
注浆压力暂定0.2~0.4Mpa,根据上覆土层厚度及路面高程监测情况再行调整。灌浆分二序孔,孔距由稀至密,顺序进行,每孔自下而上分段进行灌浆,每段0.75米,每孔灌浆2~3遍。
6、下注浆外管、注浆、洗孔与补灌
将制作好的注浆外管(外管为1.2寸钢管)平稳地置入孔内,其连接要牢固,各截止阀一定要可靠。采用带有双向密封装置的专用注浆枪注浆,注浆从下而上逐环进行。为保证重复注浆的效果,在每次注浆完成后,要对注浆孔进行洗孔,用优质泥浆完成,确保下次注浆顺利进行。在注浆量及压力达到要求后,对注浆外管进行封口补灌,使管内填满灰浆。
(四)其它工艺
1、仰斜式排水管:仰斜式排水管技术是通过在路基内部打入周身钻有渗水孔、有高强尼龙网包裹并与水平面成3%仰角的PVC排水管,使路基中的水分渗入到排水管并流出。渗水孔沿管长在管身布设6排,直径为12mm,孔间距为50mm,呈梅花状排列。
2、急流槽:沿路线纵向每40m设置一座急流槽,急流槽采用M7.5水泥砂浆砌筑,片石强度不低于30MPa。
3、浆砌片石护坡:护坡采用M7.5浆砌片石砌筑,其下部直接砌筑在笼石表面。
4、笼石:笼石安置应做到位置正确,搭叠、衔接稳固、紧密,保证其整体作用,笼石顶面应高出水位20cm。
(五)灌浆质量的控制与检验
1、灌浆主要包括钻灌浆孔和灌浆两个工序,施工中应按程序要求对工程质量实施控制和检验,包括:
(1)检查钻孔孔位偏差、孔径和灌段长度。
(2)按规定进行灌浆材料的抽样送检。
(3)坚持各个处治路段每天采取浆液试件样,现场初测浆液结石率后,送样测试结石率和抗压强度。
(4)根据灌浆技术数据(注浆压力、灌浆量、浆液配合比)综合反映出的填方路段的孔隙情况,选择确认适宜本段灌浆的配合比,对处治范围进行合理灌注。
(5)采用复灌法检验灌浆填充效果:复灌孔由监理工程师随机确定,检测孔比例为高填路堤灌浆孔数的3%,桥台为5%,复灌浆量小于邻近孔平均灌浆量的30%即为合格,复灌压力为0.5Mpa。
2、检测结果:钻孔成孔质量检测合格率100%。其中取浆液试块送检468组,浆液结石率为90.31%,28d抗压强度14.3Mpa;复灌检验415孔,合格404孔,复灌合格率97.3%;试块检测和复灌检验按分项工程分路段进行评定,也达合格要求。
三、结束语
高速公路高路堤边坡加固治理的任务任重而道远,需要做大量的工作对公路滑坡环境地质条件与治理措施进行系统地研究和评价,从中寻找地质环境与治理方法某种内在的关系,同时建立待治理滑坡与已治理滑坡之间的相似度关系模型,才会使其评价和处治理论体系更加完善和成熟,最终形成一套公路滑坡分析、防治的新理念。
参考文献
[1]王中美,丁坚平,刘世喜.化学灌浆在贵州岩溶山区滑坡治理中的应用[J].中国地质灾害与防治学报,2008年1期.