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高边坡设计论文范文

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高边坡设计论文

第1篇

关键字:高边坡;特性;设计方法;加固问题

中图分类号:U448文献标识码: A

首先,我们应该知道并了解什么是高边坡。我们通常把岩质边坡的高度超过30m定性为高边坡,还有一种情况就是土质边坡大于20m也可以看做高边坡。在高边坡设计施工中必须遵循一套合适的的设计思想和方法,高边坡的加固工程,也需要合理利用现场条件实际,进行合理的设计和加固。这样不仅可以为工程设计提供依据,也可以为以后的实际工程设计提供参考价值。

一.高边坡设计的复杂性和稳定性评价

(一)高边坡设计的复杂性分析

高边坡设计贯穿于调查、勘探、设计到最后施工的整个过程,各个环节都是紧密联系的。这其中的复杂性主要体现在以下几个方面:

首先,全面的地质资料是设计能否成功的前提条件。例如边坡稳定性受地质条件影响的程度,人为的因素影响,边坡的设计必须符合边坡土体的地层岩性和一系列的强度特征,这样才可以避免发生整体或局部的变形。

其次,高边坡设计是预测性设计和风险性设计的有机结合。由于线长和点多的现实因素,前期的地质调查和勘探就会或多或少的对高边坡不够看重,主要是因为这时候变形还没有或者不会发生。所以高边坡设计就需要根据有关资料和经验对开挖后可能产生的变形类型和部位进行准确预测。但是由于地质资料的短缺就会让设计依据不够全面,不可避免的存在盲目性,加上地质条件的复杂性也使设计具有风险性,所以造成高边坡设计是预测性设计和风险性设计的有机结合。

最后,高边坡设计是动态的设计。由于现实条件的限制,我们无法清楚开挖前的边坡地质情况,也就造成设计的整个过程没有固定的模式。因此需要根据工期的深入,根据地质条件的变化,对设计进行变更或者调整,做到真正意义上的动态设计。

(二)高边坡的稳定性评价

大多数人都是通过力学平衡计算法来评价边坡的稳定性,当然它能够方便获得稳定系数的数据值,而且也能确定最终加固工程的承受力值。但是如果面对复杂的高边坡稳定性计算可能就束手无策了,这是因为边界条件以及破坏面岩土参数无法准确判别和选择,这就让计算的结果说服力下降。本文认为可以结合工程地质分析对比法来确定,工程地质分析法不仅可以为力学平衡计算法提供变形的类型边界条件,而且可以确定变形的范围;而力学平衡计算法可以准确算出稳定系数和作用力的数据,为最终的高边坡设计提供正确的依据。

(1)工程地质分析对比法重点讲到了以下方面的分析和对比:

1.根据自然极限条件下稳定坡的坡形坡率坡高来进行参考,当然也包括人工边坡的坡高,利用二者的对比来进行稳定性的分析。

2.利用自然山坡已经存在变形的种类和大小判定人工边坡有机会发生变形的种类和大小。

3.依据坡体结构对人工边坡可能变形的种类和位置进行合理分析。

4.利用变化的频率和大小来进行对比判断,这里主要是开挖有可能造成的坡体松动和渗透的下表水,软弱夹层带处的岩土强度降低分析也许会变形的种类和大小。

(2)另一种方法也就是力学计算法。力学计算法有着许多不同的方式,选取和勘察确定的破坏种类和模式必须同时相一致,这样的计算方法才有可能得出正确的结果。它的破坏范围重点是松动的区域大小,一般都可以采取有限元算出高边坡的开挖后位移场位置和大小。

二.高边坡设计的整体理念和技术手段,以及基本原则和方法

(一)设计理念和技术手段

高边坡设计必须严格按照调查、勘探、设计和施工密切相连的准则,施工中的新参数和新特征要迅速告知设计部门,然后用新设计指引整个施工全过程,同时不断和相似的工程进行合理的比较,把别处的成功设计理念带到本设计中。

高边坡设计的技术手段主要参照主体工程的施工工段进行勘探和有效调查,靠近高边坡工程处进行合理的比较,高边坡设计必须重视高边坡开挖施工,上报的信息主要包含现场岩层和风化强度以及爆破效果,确定高边坡设计施工的最终方案。

(二)设计的基本原则

首先,高边坡设计中使用年限和保护对象的重要性不言而喻,必须确保十分安全。

其次,高度40m以下的边坡主要采取放稳定坡率的设计原则;高度在40m以上的边坡,如果也放缓边坡极有可能增加大量放弃的方量,不仅大量的植被被无情破坏,而且造成征地量的加大和浪费。不利于环境保护,所以我们应该采取适当增大坡率的方式,对支挡加固工程进行有能力的加强。

最后,根据坡脚应力和地下水集中的有关特性,加固工程应全程使用“固脚和强腰”的方法进行,这里的“固脚”就是巩固坡脚或者级边坡的支撑力,“强腰”则是确保高边坡的局部稳定。也就是确保整体稳定和局部稳定。

(三)高边坡的设计方法

高边坡设计目前国内还没有达成统一的共识,本文主要探讨采用几种方法相结合的方法。

第一种也就是工程地质比拟法。主要依据自然稳定坡的调查数据和分析结果找到可以类比的坡形、坡率和坡高。

第二种也就是力学的计算法:选择满足坡体的结构和破坏模式的计算模式算出设计的坡形稳定性,同时合理调整坡形参数来达到设计的合理性。

最后一种就是所谓的经验对比法。参考地质条件下稳定的人工边坡有关的设计方法和理念对新的边坡来进行类比设计。

三.讨论高边坡工程的加固方案

加固工程目前广泛采用的方式主要包括修建拦挡的建筑物和挡土墙等,应根据实际条件选用适合的方式。

(一)修筑拦挡建筑物和锚固

拦挡建筑物主要包括落石平台和拦截石块墙体等,遮挡的建筑物形式主要有明洞和棚洞。

锚固就是利用预应力锚对其进行合理加固的处理手段,避免发生崩塌。采取锚固额方法可以让临空面周围的岩体裂缝宽度逐渐变小,从而增强岩体的整体性。

(二)支撑保护

支撑主要是对悬挂在上方的危岩采用墩和柱等形式进行局部的支撑和加固,用这种方法实现治理的目标。这里需要特别注意的是,对于危险岩块体存在于软弱夹层的危岩区的处理方法,首先对松弛的块体进行消灭处理,最后用条石护壁进行支撑和保护。

(三)灌浆加固

灌浆加固能够增加岩石的完整性。资料表明,水泥灌浆加固能够显著提高岩体抗拉的强度。在施工工序上我们采用的方法一般先锚固后一段一段的进行灌浆加固。

(四)抗滑桩

抗滑桩就是用桩作为抵抗坡体滑动的材料。通常在滑体和滑床间打入少许大尺寸的锚固桩,同时使二者有机的联合在一起,进而达到抗滑的效果,这种桩一般包括木桩和钢筋混凝土桩等。

四.小结

根据全文的分析和实际的实践经验,我们应该清楚的知道,高边坡把地质体的一部分变为人为工程,由于地质体的复杂性和多变性,使得高边坡设计变得十分复杂,至今设计而依然没有在工程界达成共识。高边坡设计和加固工程有着重要的研究意义,我们可以通过其提高结构使用的整体性能。随着我国经济的发展和基础建设的大规模开展,在国内工程中,高边坡设计的意义重大,在今后有关的设计和施工中,积我们应继续完善该项技术的分析方法和步骤,总结经验,以大力推广此项新方法,希望可以为我国的建筑事业添砖加瓦。

参考文献

[1] 张倬元,王士天等.工程地质分析原理.北京:地质出版社,1993年[2] 林宗元,岩土工程勘察设计手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,1996年

[3]任致远,地质灾害防治条例实施手册.合肥:安徽文化音像出版社,2004年

第2篇

我叫**,是**级**班的学生,我的论文题目是《露天矿坑端帮陡倾巨厚铁矿体开采诱发边坡变形破坏规律预测》。论文是在徐能雄导师的悉心指点下完成的,在这里我向我的导师表示深深的谢意,向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢,并对三年来我有机会聆听教诲的各位老师表示由衷的敬意。

下面我将本论文设计的目的和主要内容向各位老师作一汇报,恳请各位老师批评指导。

首先,我想谈谈这个毕业论文设计的目的和意义。

一般而言,对于矿体延伸较深、覆盖层不厚、具有中厚或厚大的急倾斜矿床的矿山,初期采用露天开采,具有投产快、初期建设投资少等优点;但随着露天幵采的不断加深后,因受到经济效益和开采技术的制约,将由露天开采向地下幵采过渡,并最终转入地下开采。随着浅居矿产资源日益缺乏和环境问题日益严峻,露天转地下开采己成釆矿业发展趋势之一。

在露天转地下的过渡期内,为了最大限度的回收资源和提高经济效益,挂帮矿将被开釆。挂帮矿是露天开釆境界外、暴露在露天边坡中的残留矿体,一般可占其总储量的5%~16%.露天幵采时期的大规模开釆,会对露天矿坑周围岩体造成较大的应力扰动,局部产生应力集中,形成的高陆边坡一般处于极限平衡状态。

在露天开采结束后,挂帮开釆将破坏岩体内部原有的力学平衡状态,形成更为复杂的次生应力场,引起边坡围岩的进一步变形和破坏,甚至造成崩塌滑坡和采空区围岩变形破坏等地质灾害。陆倾铁矿崩落法开采的地表沉陷规律是困扰矿山设计、施工与开采、安全生产的重要问题。

挂帮开采以及露天转地下开采过程中,边坡和地下岩层共同变形、相互影响,引发的地压活动规律与单一开釆模式有很大不同,造成的边坡和地下釆场失稳破坏情况更为复杂和严重。因此,金属矿山陡倾矿体挂帮开采诱发矿坑边坡变形破坏规律的预测研宄是十分重要的课题。

其次,我想谈谈这篇论文的主要内容。

本文利用 3DEC (3 Dimensional Distinct Element Code),以眼前山铁矿露天矿坑东端帮边坡为研宄对象,对眼前山铁矿挂帮开采引起露天矿高陆边坡变形破坏进行预测分析,揭示露天转地下过渡期开釆产生的边坡变形破坏的规律,为金属矿山露天转地下安全生产提供一个科学的参考。

本文主要研究内容包括以下几个方面:

(1)建立考虑复杂地质界面与节理分布特征的矿区三维地质模型和离散元计算模型。

(2)确定数值计算所需的岩体与节理的力学参数,并验证其有效性。

(3)对露天矿坑端帮开釆诱发的边坡变形破坏规律迸行预测,揭示不同开釆阶段边坡变形破坏的特征及影响范围。

第3篇

【关键词】:预应力锚索;高速公路;高边坡工程;应用

中图分类号: U412.36+6文献标识码:A 文章编号:

一.引言

近年来预应力锚索施工在高速公路高边坡工程中的应用使其可以在地质条件十分复杂的情况下发挥作用。本技术特别是适用于岩石、砂性土、砂性粘土类的高边坡加固工程。对大断层、古滑坡、破碎带等地质有着比较好的整治效果,有着明显的经济效果。也能应用在地下工程的地层加固、预支护等工程当中。本文就预应力锚索施工在高速公路高边坡防护中的具体应用作简要的分析。

二.工艺原理

当施工开挖高速公路后对自然应力产生了重大的改变,这是导致边坡失稳的最直接原因。预应力锚索的一端和工程结构物质连接,而另一端则锚固在地基的岩层或土层当中,用以承受结构物的拉拔力、上拉力以及土压力,它利用地层的锚固力作用于地梁从而使得边坡稳定。

当锚索完成注浆之后,和地基胶结在一起,此外加上局部的浆液扩散到地层裂隙当中,相应的增加了地基的摩阻系数,更加利于传递预应力锚索的抗拔力。锚索在进行张拉后,在锚索的长度值范围之内岩层挤压,大大增加了岩层板间的摩擦阻力,导致挠度和内应力变小,也增加了锚索范围值内岩体的整体抗弯压能力。相邻的锚索锥体由于压缩而相互重叠,产生一定厚度的连续压缩带,使无粘结力的碎石体能够承受相当负荷的重量,主要表现在预应力锚索的挤压加固作用。

三.预应力锚索施工技术

施工技术流程(见图1)。

四.施工技术、注意事项及相关问题处理

1.预应力锚索的施工技术

预应力锚索施工主要包括下索、钻孔、制作锚索、注浆、张拉锁定与封锚等。

下索:用人力分为多点将锚索塞入到锚孔中。

钻孔:对锚索孔的成孔需要使用以压缩空气为动力的潜孔冲击钻机或者土质地层专用钻机,从而确保不加水成孔,并且满足设计的孔径、钻孔角度、钻孔深度等要求。在进行施工时要确保钻孔深度比设计锚索孔长0.5m。

制作锚索:对经过认真审查而符合规范的钢绞线,应按照锚索的设计长度再加上1.5m,按照设计所要求的根数在特殊的支架上来编制锚索。对每根钢绞线进行涂防护油,并且使用外套内径值为2.0cm的PVC管来作为预应力的失效部分,对锚固段使用特定制作的紧箍件、扩张环按1m的间距来进行定位并且外裹铁网。在实施本工序过程中要严格使用止水材料或粘胶带来封堵锚同段与自由段的分界处。此外在成索的过程中一定要预先埋设注浆管。

注浆:在安放好锚索后应及时注浆,锚孔注浆采取水灰比为0.45的纯水泥浆一次性注浆与多次高压补浆来完成。在进行首次注浆时应采用水下注浆法,也就是通过注浆管从孔底开始进行注浆。将孔内残留物以及渗水排出到孔外,直到孔口溢出浆液,进而确保灌浆的质量。在完成预应力张拉后,再通过锚垫板补浆孔来进行多次的高压补浆,保证浆液对锚索完全有效的包裹。

张拉锁定:等到注浆体以及地梁混凝土达到设计的强度,用标定过的张拉设备对各锚索钢铰线实施张拉。

封锚:在完成张拉之后,在确保留有8~10cm钢绞线头外,应切除多余的部分,并进行特殊防锈处理,最后对锚端头实施封端处理。

2.施工过程中应注意的事项

由上述预应力锚索施工的工作原理能够看出,锚索预应力钢绞线按照设计要求的张拉到设计的吨位持荷是实施本防护工程措施的重点。通过结合现场的实践工作对下面几点实施严格的控制。

工序的组织安排必须要紧凑:多级边坡遵循从上至下的施工防护步骤。在安排施工方面应该精心组织,保证工序衔接的紧凑,并且在每开挖出一级边坡后,即行施工,尽量避免高边坡开挖后长期曝晒,尤其是在雨季时节。

选择钻孔机型,满足干钻作业的需要:应结合不同地质层的结构类型、深度、成孔的直径以及现场的作业条件来选择使用钻孔设备。机具在进行工作时要确保干钻,坚决杜绝在钻井中加水用以加快钻井的速度等。常见的风动干钻技术的机型有:MG50型、K2J.100型、潜孔钻机Q25―100型等。

准确进行放样孔位,做好钻井的详细记录:在已经成型并且经整修满足需要的高边坡上,按照设计的参数来准确测定放孔位置能够确保每根预应力锚索支固边坡土体的应力区间。考虑到钻孔机具在高边坡施工中所搭设的支架平台上展开工作,而满足动荷作用下的平台稳定性也是确保正常钻机、成孔角度的―个重要因素。

在施工过程中,必须要详细记录钻孔过程中的进度情况,以便在实施后续注浆时来作为参考。

匀速持压注浆:以孔口的反冒浆来作为注浆饱满的依据。同时应确保孔口补浆的到位。

地梁密实,混凝土表面力求美观、亮洁:对处在坡率l:0.5~1的边坡浇筑的地梁混凝土,施工起来尤为不便,因此在施工过程中应加强管理,保证地梁内实与外美。

做好地梁间坡面防护工作:对于已经完成预应力锚索施工的坡面,要尽快采用7.5#浆砌片石将地梁间坡面作封面,避免雨水浸蚀地梁、冲刷坡面。

3.施工过程中相关问题的处理办法

退钻困难:在施工过程中可能会遇到成孔之后出现退钻困难的情况,通常可以采取强风出渣进退转杆的方法来进行处理。

亏坡和坡面溶洞:由于边坡开挖亏坡和坡面溶洞显露在边坡上,为了确保地梁浇注紧密着张拉和边坡的需要,通常采取回填片石灌浆、填塞浇注混凝土、浆砌片石等方法来进行处理。

地质条件的变化:对于实际地质条件的变化情况,应该及时上报,专题研究解决。

下索困难:在较大裂缝部位出现下索困难或成孔经过溶洞时,应该使用长直钢管越过这些部位来过渡,再行通过钢管下索。有时也会因为保护成孔口不慎,导致落物下索的受阻,针对这种情况应该采用机原位,开钻清孔来进行解决。

注浆不满:裂缝、岩溶发育部位,按照正常注浆量孔口仍然没有出现冒浆,有时甚至会出现超设计注浆量几倍用量的情况。为此在注浆之前要依据各钻孔的记录资料加以反映,除了做好水泥用量提前供应之外,还应该通过探察钢筋,对于锚固端是采取持续不断的注浆方案来进行解决,而对自由端则可以采用下钢管套来进行注浆,从而减少超量注浆的发生。

五.结束语

锚固工程施工因为工序多,而且又多是交叉作业,因此要协调好各工序的施工场地和作业时间。每个作业组应该把责任岗位落实到每一个人,从而有利于各个工序的衔接与协调,确保工程质量和进度。预应力锚索在高速公路高边坡工程中的应用,对有效防止边坡开挖产生临空面,从而导致边坡不稳定有着十分明显的效果。

【参考文献】:

1. 陈楚发.关于公路工程中软基处理若干方法的比较[期刊论文]-科技创新导报2008(28)

2. 李东乾.论路桥施工中两种预压方法处理软土路基[期刊论文]-广东科技2007(11)

3. 熊培刚.浅谈公路改造工程二灰碎石基层施工工艺与质量控制[期刊论文]-现代营销2010(9)

4. 陈培聪.李芳梨公路工程边坡变形处理方法探讨[期刊论文]-黑龙江科技信息2008(22)

5. 李存刚.仰坡加固锚索施工方案[期刊论文]-兰州工业高等专科学校学报2009,16(6)

6. 徐修梅.金元电站左坝肩预应力锚索施工方案[期刊论文]-人江2010,31(2)

7. 李小平.况志敏. 预应力锚索地粱施工方案研究[期刊论文]-交通标准化2008(4)

8. 赵自贵.预应力锚索桩板墙在公路边坡防护工程中的应用[期刊论文]-四川建材2008,34(3)

第4篇

【关键词】公路边坡,治理技术,探讨分析

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

随着公路等级的不断提高,公路边坡防护日益受到重视。为了在公路交通建设中应用可持续发展战略,在保障公路畅通的同时,应灵活采用不同的边坡防护形式,延长公路的使用寿命,恢复因修建公路破坏的生态平衡,对公路边坡的作用应正确认识、正确治理,把边坡失稳造成的危害降低到最低限度。

二.公路边坡治理原则分析

1.在公路边坡治理过程中 ,要坚持从工程地段的地质地貌条件出发,加强对滑坡做出科学合理的定性评价,在此过程中,再辅之以定量评价。

2.要坚持技术原则和经济原则的统一性。在进行边坡治理过程中,要从本地的地形地貌地质条件作以科学的分析,并对各种地质地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以让工程治理更为稳定,且一定程度上减低了工程的成本。

3.在进行边坡治理过程中,要确保工程的安全性,实施安全作业管理。要在综合考虑地震条件,地下水位等多方面的条件下,做出科学合理的设计,并严格计算整个工程的安全系数。

4.不同地质条件下的设计原则分析

在进行边坡防治过程中,如果遇到一些性质十分复杂的很大规模的滑坡,一般情况下,要尽力的避开,或者是绕道。如果无法避开时候,要在综合考虑滑坡规模,治理费用等多方面的因素的基础上,做出科学合理的设计,优化设计方案。

如果是一些滑坡速度相对而言比较缓慢的滑坡,要坚持从全局出发,做出全面的防治规划,要对每期工程的治理效果都做出观测,针对其中存在的不足和缺陷采取有效的治理改进措施。针对一些滑动速度迅猛的滑坡,要启动紧急治理方案,进行迅速有效的治理。如果是一些中小型的滑坡,在治理过程中,无需避开或者是绕道,一般而言,要结合滑坡的具体情况和工程施工的方案设计,对路线位置稍微的做出合理的调整,如此,可以达到施工治理简单,经济方便的目的。

整治滑坡之前,一般应先做好临时排水系统,以减缓滑坡的发展,然后针对引起滑坡滑动的主要因素,采取相应的治理措施,但通常单一的防治措施很难达到预期效果。公路深路堑边坡的理治一般通过加强锚固、设置支挡、加强坡面排水等方面进行治理设计,可以得到显著的效果。

一般来说重点做坡脚加固,强化腰部即边坡中部的岩体变化处,明显地质构造面等加固措施; 同时,防止坡面地表水冲刷路基边坡,渗入边坡土体,使边坡体 C、Φ 值降低,加大土体自重,增加下滑力; 再者,若地坡体有地下水、裂隙水渗出也将对边坡稳定产生一定影响。

三.公路边坡治理技术分析

1.植物防护措施

植物防护以成活的植物作为路基防护的材料,通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用,在拟保护的路基部位,形成有生命的保护层;是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式,利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素,选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。

2.挡土墙与抗滑桩

挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。在公路工程中,可用以支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、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。

抗滑桩是整个边坡治理过程中最为常见,也是最为有效,最为经济的边坡治理工程构筑方法之一。在笔者多年的公路施工和养护经验过程中发现,抗滑桩多是依靠锚固在边坡滑床上的桩型构筑物,在特定的情况下,当受到外力的时候,桩前土会对滑坡下滑力产生抗力,如此,可以很大程度的阻止整个滑坡的下滑。由于其操作简单,施工方便,经济合理,因而在边坡治理过程中得到了广泛的应用。

3.地表排水

(一)边沟: 设置在挖方路基的路肩外测,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。

(二)排水沟: 用以引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。

(三)跌水与急流槽: 设置于需要排水、高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消减水的能量。急流槽多用于涵洞的进出水口,或在特殊情况下,截水沟流向边沟的地段。

(四)截水沟设计

①截水沟设置的目的

当路基挖方上侧山坡汇水面积较大时,应设置截水沟; 截水沟应能保证迅速排除地面水,沟底纵坡一般不应小于 0.5%,以免水流停滞。对土质地段的截水沟,必要时应采取加固措施,以免水流冲刷或渗漏; 截水沟应结合地形合理布置,直接舒顺。

②截水沟断面形式

截水沟断面一般为梯形,底宽不小于 0. 5m; 深度按设计流量确定,一般不应小于 0.5m; 边坡坡度视土质而定。

(五)排水沟加固

具体措施有: 土沟表面夯实、干砌片石加固、浆砌片石加固。

4. 地下排水

(一)渗沟: 渗沟对排水路基边坡下渗水、裂隙水具有显著效果,也可降低路基两侧的地下水位。

(二)支撑式渗沟: 支撑式渗沟主要设计在路基边坡体裂隙水发育明显,且出现多个渗出点,往往以带状、面状发育的坡面,由于其水丰富、分布分散,通过设置“Y”型支撑式渗沟,可有效收集边坡一定范围的渗水,并及时排出,对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用,从而保证边坡稳定。

(三)倾斜式排水管: 在多雨地区,往往边坡水在一定的深度内大范围分布,若不及时排水,长期储存在路基边坡体内,影响边坡体的岩、土强度,不利于边坡稳定,该情况下,可通过设置深层的带孔排水管,必要式可采用上下交错布设,可有克服支撑渗沟深度不足的缺点,将深层水排水。

(四)大孔径排水管( 沟) : 该种情况多用于泉眼式渗水,在多雨地区,部分泉眼雨季水量较大,采用倾斜式排水孔很难及时排除水流,往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管( 沟) 具有较为明显效果。

四.结束语

伴随着我国交通的迅速发展,覆盖全国的交通运输网络正逐渐形成,公路工程施工规模逐渐扩大,所面临的工程施工地质地貌等自然条件也更为复杂,在公路工程施工过程中,各种类型的公路边坡都逐渐出现,加强对边坡稳定性的定量定性分析,加强边坡的预防治理工作,已经是整个公路建设施工、养护中的重要环节,在整个交通网络建设中得到了更多的关注。因而,在进行公路工程施工管理过程中,要不断完善边坡稳定性分析方式,探究边坡防治的有效措施,通过分析各种类型的边坡产生的原因,采取有效的处理措施,不断采用先进技术和机械设备,预防不稳定边坡的出现,提高边坡的治理水平,保证整个公路建设的质量,促进我国公路建设的健康快速发展。

参考文献:

[1]王庆昌 刘莲馥 李相文 魏观亭 不同边坡加固与生态综合防护技术探讨 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2009年34期-2003年12期

[2]冯淼 杨顺成 李万选 万鸿 张永红 公路边坡低成本草灌复合种植快速绿化固土试验 [期刊论文] 《公路》 ISTIC PKU -2007年6期

第5篇

关键词:高边坡;监测;加固

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

高速公路边坡的开挖与支护,是一个破坏坡体本身力学平衡,又用支护措施重建山体力学平衡的过程。随着边坡开挖的进行,坡体会产生变形和应力重分布。如果处治措施不能使边坡变形得到收敛,则边坡就有可能产生破坏性的后果。长期以来,高边坡的安全性主要依靠合理设计来保证,但是由于岩土体本身的复杂性,在时间和空间上对边坡工程稳定情况作出准确及时的判断还存在很大的困难。边坡位移监测可以直观地了解边坡的变形情况,而且可以利用反分析方法较为可靠地反演围岩介质的弹性模量、泊松比、内聚力及内摩擦角等力学参数,在边坡稳定性评价、工程设计、施工以及滑坡预测预报中起着不可替代的作用。

1工程简介

X高速公路全线穿越地貌单元分两类:河口平原区和低丘台区。与高边坡有关的地貌单元为K9+100~K18+300的低丘台区。低丘海拔一般不超过100米,但地形起伏较大,相对高差40~90m。项目所在的四处高边坡受向斜构造影响,节理发育,岩体较破碎,边坡稳定性较差。由于高边坡均距该断层破碎带较远,故该断裂对边坡稳定影响不大。

2高边坡的监测方案

2.1监测工点概况

为探求软质岩深路塑边坡开挖支护的变形机理,选取K17+390~K17+724段路暂边坡进行监测。K17+390~K17+724边坡,长约334m,高约56.43m,边坡断面形式采用台阶式,每级边坡高度10m,边坡平台2~3m。

2.2监测手段

钻孔测斜仪可以监测岩体深部位移,而且由于其测点沿深度方向连续布置,对垂直埋设的测孔而言,可以近似地获得岩体沿深度方向上的连续的水平位移变化情况。考虑到边坡地形条件的限制,本文采用钻孔测斜仪,监测软质岩深路暂边坡开挖支护过程中,边坡岩体内部水平变形,以此分析软质岩高边坡岩体的变形机理。

2.3监测布置

根据加固结构和监测边坡地质状况,将测斜监测孔自下而上分别布置在边坡的第一、二、三、四级平台上,布置情况见图1。

图1 边坡监测布置图

3监测结果与分析

3.1监测结果

通过对边坡深部位移的长期监测,陆续读取了多次监测数据。选取第三与第四平台为例,由各监测孔获取的土体深层水平位移曲线如下图2,图3所示。

第三平台(共1孔):

图2 孔深度与位移关系曲线

第四平台(共1孔):

图3 孔深度与位移关系曲线

3.2监测分析

由图2,图3可知:各测点获取的深层水平位移量均小于10mm,位移方向指向坡外;随着深度的增加,位移量逐渐变小;变形区域主要集中在各级平台下l0m范围内;夏季雨期监测到的位移值略显偏大。

可以看出,边坡岩体在幵挖与支护过程中,变形区域主要分布在坡体表层范围(约10m),坡体总体上处于稳定状态,降雨对坡体水平位移影响较大,在边坡稳定性分析和预测中应重点考虑降雨的影响。

4加固方案优化分析

4.1开挖与支妒顺序

边坡加固施工顺序主要包括两种,即分层开挖、逐层支护,以及一次性开挖、一次性支护,两种施工顺序各有优劣。为了进一步分析开挖与支护顺序对边坡稳定性的影响,本文分别采用理正和PLAXIS软件分析第二种情况,安全系数变化情况如图4所示。

图4 —次性开挖、一次性支护各工序

一次性幵挖、一次性支护的施工过程,由于开挖面大,开挖过程边坡的安全系数低;开挖暴露时间长,初始支护效果不明显;但由于其有利于施工组织,减少施工成本,如果能够提高开挖暴露期的稳定性,则可以实现成本、质量、进度的优化控制。

4.2描杆设计

采用PLAXIS软件计算时,原设计方案第一级边坡幵挖后的安全系数为1.62,支护后为1.64,支护后遇到降雨变为1.56,第一级边坡错杆增长到15m后安全系数为1.75,若遇到降雨则安全系数将降为1.70,增长到20m后安全系数为1.95,若遇到降雨则将为1.76。可以看到,增加第一级边坡描杆的长度可以大幅度地提高边坡的整体稳定性,而且有利于降低降雨的危险性。理正软件的计算结果具有类似的变化规律。同时改变边坡错杆的长度,使之分别为10m、14m、15m、18m、20m,并与开挖后未支护的情况进行对比,同时考虑降雨与未降雨的情况,由PLAXIS的计算结果可知:

(1)随着销杆长度的减小,边坡稳定性随之减小,变化较为平缓;当边坡不设锚杆时,稳定性大幅度下降;

(2)未降雨情况下,铺杆长度从14m增加到16m时,边坡安全系数有相对较大的提局幅度;

(3)降雨情况下,边坡安全系数的变化与未降雨情况类似,但变化较为平缓。

为了分析销杆埋设间距对边坡稳定性及其变形的影响,在原有数值模型和计算方案的基础上,通过改变锚杆埋设间距来计算分析铺杆间距对边坡稳定性的影响。计算时不改变错杆布置层数(3层),仅考虑d=3m和4.5m两种工况。计算结果表明,锚杆水平间距分别为d=3m和4.5m时,开挖支护后的边坡安全系数基本不变,而第三级边坡平台特征点D点的变形有较大的差异。d=3m时,D点最终水平位移为14mm左右,而当d=4.5m时,最终水平位移增大达22mm左右,说明较大的错杆埋设间距将使边坡最终水平位移明显增大。因此,在设计中,应合理布设锚固,确定合理的锚杆埋设间距,从而有效控制边坡水平位移,避免边坡发生局部失稳破坏。

此外,错杆铺固角减小也会使软岩边坡安全系数增大,但小到一定程度再小时,安全系数反而减小。

5结束语

为探讨软质岩深路壁边坡的变形机理,本研究选取了 K17+390~+724段高边坡,采用钻孔测斜仪对该边坡进行了长约1年半的监测,并获取了一系列的边坡岩体深层水平位移监测数据,并对边坡加固方案进行了优化分析。

参考文献

[1]李永红.无黏性盐渍土的溶陷性研究[A].中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C].中国科学技术出版社,2002: 232-234.

第6篇

关键词:边坡支护,工程造价,控制

 

0.前言

工程造价的计价具有动态性和阶段性(多次性)的特点。工程建设项目从决策到竣工交付使用,都有一个较长的建设期。在整个建设期内,构成工程造价的任何因素发生变化都必然会影响工程造价的变动,不能一次确定可靠的价格,要到竣工结算后才能最终确定工程造价,因此需对建设程序的各个阶段进行计价,以保证工程造价确定和控制的科学性。论文参考网。我国对国有资金投资项目的投资控制实行的是投资概算审批制度,国有资金投资的工程原则上不能超过批准的投资概算。某地下空间项目是国有资金投资的项目,工程竣工结算价不超过政府部门批准的概算价是投资控制的目标。论文参考网。

1.建设单位对建设项目造价控制的方法

在基本建设中,作为投资方的建设单位除作为在项目实施过程中的协调组织各参建单位保质保量、在计划时间内完成基建项目外,对项目投资进行有效的控制是建设单位最重要的任务之一。本节从建设单位的角度出发,探讨如何控制建设项目的投资成本。论文参考网。

1.1设计阶段的造价控制

拟建项目经过决策立项后,设计就成为工程建设的关键。因为设计是工程项目付诸实施的龙头,是工程建设的灵魂,是控制基本建设投资规模,提高经济效益的关键。在这一阶段工程造价的管理主要体现在“技术与经济”的相结合上。据经验分析,设计阶段对工程造价的影响程度达70%~90%。,设计的优劣直接影响建设费用的多少和建设工期的长短,直接决定着投入的人力、物力和财力的多少。据统计,技术经济合理的设计,可以降低工程造价5%~10%,甚至可达10%~20%。

1.2施工阶段的造价控制

在工程施工阶段,由于工程设计已经完成,工程量已完全具体化,并完成了施工招标工作和签订了工程承包合同。据统计,这一阶段影响工程造价(即工程投资)的可能性只有5%~10%,节约投资的可能性已经很小,但是,工程投资却主要发生在这一阶段,浪费投资的可能性则很大,因此,建设单位在施工阶段对工程造价的管理除了加强合同管理、工程结算管理外,重点应加强工程施工现场管理,杜绝投资浪费。

1.3竣工结算阶段的造价控制

项目竣工验收后,结算也是控制工程造价的关键步骤。工程结算应抓好以下几个环节:

1.3.1核对与编制好结算资料基础

任何一个工程项目,在编制结算时都要以相关资料为依据。因此在审核时,首先要对相关资料进行审查。从施工图纸、招标文件、工程承包合同到施工全过程的动态资料都要一一核对,力求资料完整齐全,确保审核工作正常进行。工程任务完成与否要以施工图纸为依据,工程的工期、质量、建筑材料价格、奖惩等规定要以承包合同和补充合同或其他形成的协议条款作为依据,而具体施工中的动态进展,局部更改和隐蔽工程等都要有相关的资料佐证才能进入结算。一言蔽之,没有完整齐全的资料所作的结算是不完善的结算,而没有完整齐全的资料所进行的审核就会得出不准确的结论,达不到审核所要达到的目的。

1.3.2工程量是审核的关键

工程量费用是工程造价的主体。运作中具有较大的弹性和隐蔽性。审核工程量是重点,也是难点。在审核中,经常会发现结算的工程量与实际完成的工程量有出入,原因很多,一般有以下几种:一是施工企业为加大费用,有意增加工程量和夸大工程的施工难度;二是有些变更了的项目仍按原定项目进入结算;三是多方施工的工程项目,有时会出现各方都把自己承担的部分工程作为整体工程进入结算,上述几种情况在结算审核中经常发生。对于多报的工程量要扣除,否则就直接损害了建设单位的利益。同时对于漏报的工程量,在反复核实后,本着实事求是将漏报的工程量增补到结算中去,避免承包商的利益受到损失。

1.3.3各种单价的审核不可忽视

在一般情况下,工程子目的综合单价在投标书中都有具体规定,编制工程结算时只要直接套用各子目综合单价就可以了。然而在实际操作中,由于设计变更和现场签证等原因,不能从投标书中套用单价,所以必须严格遵守施工合同和招标文件中有关条款和施工过程中的相关文件(如洽商记录等)对这些单价进行审核。

2.某地下空间项目工程概况

某地下空间项目某市的重点工程之一,是该市目前规模最大、最重要的地下空间开发项目。项目发展定位是以城市交通设施为主,充分利用良好的地理位置,整合区内商业资源,辅助服务CBD商务活动,集交通基础设施、景观、商业、文娱、商务、市政、仓储物流等功能于一体的地下城市综合体。该地下空间项目边坡支护工程开挖面积约3万平方米。由ZX1标、ZX2标、ZX3标、ZX4标四个标段和ZX5标边坡组成,2006年6月开工,除ZX5标边坡外,其它四个边坡的工作内容现已全部完成,并通过了工程验收。

3.设计概算阶段

3.1设计概算的概念

设计概算是设计文件的重要组成部分,是在投资估算的控制下由设计单位根据初步设计(或扩大初步设计)图纸、概算定额(或概算指标)、各项费用定额或取费标准(指标)、建设地区自然及技术经济条件和设备、材料预算价格等资料,编制和确定的建设项目从筹建至竣工交付使用所需全部费用的文件。

3.2案例设计概算的组成

市发改委批复项目建议书中总投资估算为3.4亿元,市建委批复项目设计概算为3.739亿元,其中建筑安装工程费用为3.16亿元,工程建设其他费用为2900万元,预备费为1700万元,建设期贷款利息为1100万元。

4.合同价阶段

4.1合同价的确定

合同价是在工程发、承包交易过程中,由发、承包双方以合同形式确定的工程承包价格。采用招标发包的工程,其合同价应为投标人的中标价。

4.2案例合同价款汇总

本项目四个标段的合同价汇总表见表1.

表1某地下空间项目边坡支护工程合同价汇总表

 

序号 工程项目名称 合同编号 合同价(万元) 1 边坡支护及土方工程(ZX1) XZZ-B-003 325.99795 2 边坡支护及土方工程(ZX2) XZZ-B-005 1345.09152 3 边坡支护及土方工程(ZX3) XZZ-B-006 918.43353 4 边坡支护及土方工程(ZX4) XZZ-B-013 688.56462 5 合计  

第7篇

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。

第8篇

【摘要】公路路基边坡的是否稳定,对在建公路的施工有着直接的影响,关系到施工的安全性及施工能否顺利开展,同时也关系到现有道路的运营安全。通过对公路路基边坡的设计特点及存在的不稳定性因素进行分析,提出了相应的解决办法和防护措施,以提高公路路基的稳定性。

【关键词】公路路基;边坡稳定;影响因素;防治工程

1.前言

伴随着经济的迅速发展,道路建设也在不断发展,在公路建设中,边坡建设也是重要一环,但是其在建设过程中存在着许多问题,特别表现在地理环境比较复杂的道路修建上论文交流,请加,谢谢。由于在道路建设中出现高边坡是无法避免地,从而边坡稳定技术也变得越来越重要,它不仅关系到工程建设的整体进度,也关系到场地周围的环境保护,更重要的是关系到建设工人的生命安全。因此,对造成公路边坡失稳的成因进行分析,并适当的采取行之有效措施,是使问题得到化解的关键。

2.路基边坡设计的特点

2.1非标准设计

不同地段的边坡有着不同成长因素,会因为其成因机制、稳定状态及形成条件等存在差异,所以对工程建设产生的影响也会不同,在边坡防治进行设计时,对所有边坡的范围、治理部位都要进行计算,并制定出分别与之相适应的措施及方案。所以,边坡治理工程的设计没有固定的设计标准,必须有针对性地对边坡加以设计。

2.2风险性设计

缺乏稳定性的边坡一般都位于比较复杂地形内,边坡体承受着外界巨大的荷载,在所有的治理工程必须对其进行承受,其本身必须具备充分的抗变形能力及抗破坏论文交流,请加,谢谢能力。但迄今为止,边坡防治技术还处在发展阶段,其存在不成熟、不完善、不严谨性,因此,边坡治理工程的设计还具备着一定的风险性。

2.3应急设计

边坡灾害的发生时常存在着突发的性质,为了减少其危害程度,必须对此进行有效的预防,但很多形式下都存在着应急的特点,其边施工、边监测、边勘察、边设计。

2.4综合防治设计

公路路基边坡的设计和施工,必须根据边坡的具体特点,同时采取不同的技术办法,达到综合治理的效果。因此需要对原有治理方案进行合理的分解,选择分步、分期实施,从而实现综合防治。

3.对影响边坡稳定的因素进行分析

剥落、崩塌、滑坡是公路边坡失稳的三种主要表现形式。一般由风化、雨水、爆破、地震等因素造成的,其中长期的风化、雨淋等因素致使边坡的抗滑力减弱,出现滑坡等现象,而爆破地震等可直接导致边坡失稳。

3.1边坡的成分和强度参数

目前我国的公路边坡以土质边坡为主,其强度由土的的内摩擦力及粘聚力决定,土的类型不一样,其颗粒大小也会不一样,含水量不一样,对边坡的承受强度也会造成直接影响,从而影响边坡的强度系数。同时不同的季节、不同的地区依照土的冻结状况其强度也会出现差异。

3.2边坡的坡度及施工因素

边坡的高度与其底部宽度的比即表示边坡的坡度,坡度的大小对稳定性造成直接的影响,坡度越小稳定性越高。在施工过程中,有时为了给施工带来方便,通常会筑起比较高的边坡,而且对边坡土质缺乏实际考虑,开挖方法、开挖深度及施工规范也缺乏认知,甚至还出现了随意在边坡顶部摆放废石残渣的现象,造成边坡过载。同时在工程施工中缺乏具体的勘察设计,也没能及时的采用加固及支护措施,这都会给公路边坡的稳定造成隐患。

3.3人类活动及工程建设

人类频繁的工程活动,存在着许多的违章挖填土行为,对坡脚待填土进行任意的开挖,在坡顶建造房屋,公路附近进行大工程量的建设,这些都会给公路边坡增加压力,坡体的下滑力得到增加,稳定性也就受到了影响。同时在工程建设中无定向、无防护的爆破,也会给边坡水文地质和力学性质造成影响,致使抗滑力下降,下滑力上升。

3.4自然环境和地质条件

不同地域的边坡其自然条件也存在着差异,不同的自然条件对其影响程度也不一样,其中影响最为明显的是含水量,地表的降水会渗入边坡,使软弱夹层的摩擦力被降低,同时会对坡体进行侵蚀,提高坡体的重量,使下滑力上升;再加上风化作用,土体的抗剪强度也会受到影响,使裂缝扩大造成土体剥落脱离;要是发生地震,就会直接使坡体的力学性质得到改变,使土体变得松弛,其整体强度会受到影响。

4.公路路基边坡稳定性预防和防治措施分析

4.1因地制宜

公路施工过程中经常会出现边坡,必须结合实际情况进行处理,从现场的地质条件、气候条件出发,合理设计坡度,适当的选择材料,对边坡实施防护。可以利用锚杆支护及水泥抹护等,必要时进行削坡减载、设置挡土墙等。此外还需要制定并实施施工规范,实现边坡防护的规范化。对降雨多发的地形,可以设置粘土垫层及止水帷幕,减少地下水及地表水的侵蚀,并在坡顶建设排水沟,第一时间将雨水排除,降低边坡的危险因素。

4.2喷锚加固及土石拦截

喷锚支护是当前边坡支护的主要的措施,土质边坡具有间隙大、强度低的特点,比较实用的措施有锚杆、支撑、灌浆等。对可能会出现较大规模滑坡的自然坡体,则可以修筑锚固桩、抗滑挡墙等较大型的防护工程,也可以选择对土性进行改良,采用动力固结、电渗及喷射注浆等措施。同时需要在坡面实施拦截措施,预防石块的下落及岩体的崩塌,减少对行车安全造成的不利影响,在设计勘察时就必须依照岩体滑落、翻滚、弹跳及落点的位置提前作出预测,通常的拦截办法有修建拦石墙、金属网及落石槽等。

4.3边坡生物防护及绿化

对边坡的稳定加以防护其生物防护的作用也日益突出,在边坡的修筑过程中,植被遭到损坏,加重水土流失,影响边坡的稳定性。通过对栽种植物的挑选,栽种时机的把握,对边坡沿线实施生态防护,这样不仅保持了水土还美化了环境,同时它还具有造价低、经久性强实用性高的优点,具有很高的实用价值。

4.4实施监测,及时预防

随着公路边坡事故的频繁出现,其危害也越来越明显,工程建设时必须加大对边坡稳定的防护,其监测技术也有待提升,如数字摄影、地震勘探、放射测量及探地雷达等的运用;目前主要是对边坡的位移及变形信息进行采集,然后分析出边坡的破坏特征及变形机制,从而对边坡的稳定性提前做出预测,及时采取适当的办法对边坡实施防护,使灾害在初始状态就得到控制,这样不仅可以减少经济损失,同时对人们的生活也不会造成困扰,具有极大的现实意义和运用价值。

【参考文献】

[1]王倜,陶双成,孔亚平.表土在彭湖高速公路低缓边坡生态恢复中的应用[J].生态学杂志. 2012(01).

[2]赵冰华,张士萍,沈振中.岩质高边坡开挖应力与蠕变稳定性研究[J].中国农村水利水电. 2012(01).

[3]杨光华,张玉成,张有祥.变模量弹塑性强度折减法及其在边坡稳定分析中的应用[J].岩石力学与工程学报.2009(07).

[4]杨成忠,刘新荣,王淑芳,方涛.加筋高填石路堤填筑过程动态稳定性分析与监测[J].岩石力学与工程学报.2010(S1).

第9篇

关键词:边坡稳定性;可靠度

中图分类号: U213 文献标识码: A

1、边坡稳定性研究现状

边坡的稳定性分析是岩土工程的重要研究课题之一,近一百年来,许多学者致力于这一工作,因此边坡稳定分析的内容十分丰富。

边坡稳定性分析方法很多,如:各种极限平衡条分法,有限元法,极限分析法,边界元法等。但是,各种边坡稳定分析的定值法存在一个共同的缺点,即没有考虑边坡工程中存在的不确定性,这就造成了一些边坡的安全系数大于临界安全系数,可事实上还是发生破坏的现象。那么,要想正确分析边坡的稳定性,必须考虑边坡工程中存在的种种不确定性。对于边坡工程而言,土层剖面与边界条件的不确定性;现场与实验室测定的岩土性质指标的不确定性;土的性质的天然可变性;勘探取样方法与试验方法的误差;试验数量与勘探数量的不足;外加荷载大小与分布的不确定性;计算模式的不确定性等都可造成边坡稳定分析结果的误差。因此,必须进行边坡稳定的可靠度分析。

2、可靠度方法研究现状

可靠度理论萌芽于第二次世界大战期间并在战后得到完善与发展。二战期间由于军事的上的需要,德国在研究飞弹失灵及美国在电子元件失效的问题上,均引用了“概率理论和数理统计”的方法。这些围绕着军事项目的研究工作最终孕育了一门崭新的学科——可靠度理论。

可靠度理论在岩土工程领域的应用始于1950年代。作为岩土工程可靠度研究的基础一一土性指标的概率统计分析是岩土工程可靠度研究中最主要的方面之一。土是自然历史的产物,其不确定性远比人工材料复杂,从20世纪60年代开始到现在,对土性参数的统计性质、概率模型的研究和区域资料的统计分析一直在进行当中。在这方面有许多学者做了大量的工作,对可靠度理论在岩土工程中的应用做出了较大贡献。

Vanmarke建立了土体各向同性随机场模型,提出了“相关距离”的概念及计算方法,在土性参数概率模型研究方面做出了开创性的贡献。

高大钊等人研究了土工指标的变异特性及其分布规律。对土的抗剪强度指标的统计提出了一种全回归的统计方法,并建议用分布来拟合、切的联合概率密度,并经统计给出了上海地区软土的几个主要指标的概率分布特性。

冷伍明等人根据影响土工参数不确定性的主要因素,探讨了土工参数不确定性的一种计算途径。改进了相关距离计算的递推空间法,用双曲线的形式来拟合方差折减系数,消除了作图时人为因素的影响。

陈立宏,陈祖煜,刘金梅,通过收集整理的多个水利工程中丰富的长序列的抗剪强度试验资料,在此基础上利用K-S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计分析,认为一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布,而选择对数正态分布能够避免出现物理量为负的现象,在许多情况下这样处理更为合理、简便。

虽然许多学者在这方面做了大量的研究,但是目前还是呈现百家争鸣的状况,没有较权威的结论,因此还需进行进一步的研究。这也是岩土工程可靠度分析没有被广泛应用的重要原因之一。

3、边坡可靠度分析

传统上,一直以安全系数作为边坡工程稳定性的评价指标,然而,安全系数不是一个常数,而是一个由设计因素的变异性所决定的随机变量。20世纪70年代后期,边坡工程界开始接受不确定性的概念,构造随机模型,采用概率论和数理统计知识,如可靠指标和破坏概率来评价边坡的安全度。即借助于概率论和数理统计方法,便可以求得边坡可靠度,即所设计边坡能在使用期内、在指定的工作条件下,肯定地达到预计状态的程度,或保证边坡稳定的概率。因为可靠概率与破坏概率之和为全概率,所以有:。因此,可靠度分析结果能反映各种类型的不确定性或随机性,包括频率分布上的和结果可信程度上的不确定性,不但给出边坡设计可采用的平均安全系数,还同时给出相应的可能承担的风险,即破坏概率。这样就避免了“绝对化”,只要破坏概率很小,小到公众可以接受的程度,就认为边坡设计是可靠的。可见,用破坏概率比用安全系数作为评价指标更能客观、定量地反映边坡的安全性。在实际应用上,对于鉴别具有相同安全系数、不同破坏概率的两个边坡的安全性,破坏概率比安全系数具有更突出的优点。

所以说,可靠度方法是一个有发展前途的领域,也在世界范围内受到岩土工程界的极大关注,已成为世界各国岩土工程学者的热门话题之一。在我国,虽然边坡可靠度研究工作开展较晚,但许多学者对边坡稳定概率分析和可靠性研究做出了卓有成就的贡献。祝玉学出版了《边坡可靠性分析》一书,系统地阐述了运用可靠度理论解决边坡稳定的各种问题,是国内研究此方面成果的集中体现。包承刚、高大钊、姚耀武等对土质边坡的可靠性进行了研究;张骄培、姚耀武、武清玺等将有限元与可靠度理论结合,计算出单元和整个边坡的失效概率、可靠度指标;在近期,陈祖煜等人在其各自著作中都系统地阐述了边坡稳定风险分析的理论及方法。祝玉学还指出可靠度分析方法只是所有安全度问题的一种方法,是确定性方法的发展与补充,且该方法还刚刚走向实际工程应用阶段,还有许多课题需要进一步研究。可以预计,边坡稳定可靠度分析将更加深入、广泛地应用于工程实际中。

4、结语

边坡稳定的可靠度分析是一个庞大的系统工程,牵涉到勘察、设计、施工等方方面面。如何在实际工程中进行可靠度分析评价,并同确定性分析方法相互印证,还远没有达到实际应用的程度。总之,边坡可靠性理论还在进一步发展当中,有许多问题还待进一步分析研究。

参考文献

[1] 陈祖煜.土坡稳定分析一原理、方法、程序[M].中国水利水电出版社,2003:239-248.

[2] 谭晓慧. 边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[合肥工业大学博士学位论文].合肥工业大学,合肥,2007.04.

[3] 高谦,吴顺川,万林海,等.土木工程可靠性理论及其应用「M].北京:中国建材工业出版社,2007.9.

[4] 姜兆华.三维边坡稳定性数值模拟与可靠度分析[武汉工业学院硕士学位论文].武汉工业学院,武汉,2009.06.

[5] Vanmarke,E.H.. Probabilistic modeling of soil profiles[J].Journal of the Geotechnical Engineering Division,ASCE,1977a,103(11):1227-1246.

[6]高大钊.地基土力学性质指标的可靠性分析与取值[J].同济大学学报,1985,4:59-67.

第10篇

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。

第11篇

论文关键词:高边坡,加固,质量监控

 

0 前言

高边坡的加固防护主要分支挡结构、排水措施、坡面防护三个方面。其中:支挡结构通常有预应力锚索(杆)、高大挡土墙、抗滑桩等形式;排水措施对地下水主要采取“引排”的办法,对地表水则采取“快排”的方法;坡面防护对土质边坡可采用框格式植草防护,对于岩石风化破碎严重或土质松散的边坡,可采用浆砌片石护面墙、路堑矮墙等形式。

1 项目简介

铜汤高速公路起于铜陵长江南岸的庐铜高速公路,终点于黄山区汤口镇山岔村,接汤口~屯溪高速公路,路线全长116.146km。该路段路堑边坡多,相对高差在20~80m左右,岩石破碎,裂隙发育,易产生坡面剥落、冲刷,坡体垮塌、溜坍、滑动、错落等不良地质现象。据统计全线超过20米的高边坡近百个。其中,大部分需进行加固处理,而其中又以锚杆(索)加固为最多。

由于高边坡防护工程其成败直接影响到今后高速公路的运营安全,因此如何做好路堑高边坡防护加固工程质量监控,特别是如何做好锚杆(索)的施工监控,成为该路段高边坡工作的重点内容之一。

2锚杆(索)加固工程质量监控

高边坡锚杆(索)加固工程质量监控主要从以下各方面展开:

2.1在接到施工单位"开工申请单"后,专业监理工程师应到现场进行实地勘察,了解锚杆(索)加固工程坡位的地质特征。

2.1.1 确定工程部位的地质构造。

详细观察工程部位的地质构造,有无断层通过和坡面滑动迹象;观测坡面岩土层的裂隙发育情况,岩层及裂隙产状;判断引起坡体滑动的后缘控制面和主滑面的裂隙产状,形成前缘出口的裂隙产状和产生边坡松弛的结构产状。

2.1.2 初步确定锚固段地层层位。

观察边坡各级(从路基开始,一级一级往上观测)土层和风化岩强度的变化杂志铺,详细划分坡面的岩土类型,估算坡残积土、土状强风岩、块状强风化岩、弱(中)风化岩、微风化岩的厚度和深度,初步确定锚固段所处地层层位。

2.1.3 了解地下水赋存。

根据山区地形特点,一般三级坡以上无地下水赋存,一、二级坡内块状强风化~微风化岩由于裂隙发育,有基岩裂隙水赋存,往往会影响锚孔钻造的施工,因此应考虑合理的钻造工艺,相应采取措施。

2.2掌握设计依据和设计目的。

应详细对设计施工图进行分析,了解设计孔深、锚固段长度、锚孔倾角、设计拉力等,锚固段地层是否是在该坡松弛结构面以下或坡体滑动的后缘控制面以下,以达到锚固效果。

2.3锚孔钻造施工的现场监控。

监理工程师依据程序,对现场设备和材料(包括钻机、空压机、脚手架、注浆机、钢绞线、注浆管以及配套材料与配件)、施工队伍资质和主要人员施工简历、施工组织、工艺流程、质保体系和安保体系的建立等进行审查,已具备开工条件的情况下,批复开工报告,进行各锚孔钻造。在施工过程中,主要检查的内容有:

①检查孔位处坡面坐标和标高是否经测量检测,放样拉线是否平直,要求标记各孔孔位,孔位纵横误差<50mm,标高误差<100mm;

②锚孔钻造机安装倾斜度是否与锚孔设计倾角相等,误差为±1(用地质罗盘量测);

③锚孔钻造脚手架是否牢固,各部分螺扣是否紧牢;

④钻孔钻进采用无水干钻,严禁用水钻进;

⑤详细观测记录岩土层深度并进行岩土命名,分坡残积土、土状风化岩、块状强风化岩、弱(中)风化岩、微风化岩的钻孔深度(从吹出的岩粉判别);

⑥钻孔深度应大于设计深度0.5mm;

⑦达孔底深度后,稳钻1~2分钟或更多时间,防止孔底尖灭,达不到设计孔径,同时使用高压空气将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,保持孔内干净。

⑧钻孔检查采用尺检钻头直径,计数标准钻杆根数,检查孔径、孔深、复查锚孔孔位、倾角和方位。

2.4锚筋制安的现场监控

2.4.1锚杆(索)编束检查

当采用锚杆(钢筋)作为锚筋体时,锚杆组装前钢筋应平直,并经除油和除锈处理合格。预应力锚杆钢筋主要采用精扎螺纹钢,锚杆接头要求采用专用锚杆连接接头,自由段刷防锈油漆,涂脱水黄油,外套塑料管,自由段与锚固段分界处,应缠绕胶布进行固接和密塞处理,缠绕长度两侧不得小于100mm;并检查锚杆长度、锚固段长度、锚杆型号是否符合设计要求。

2.4.2锚索(杆)安装

①锚索(杆)运输、吊装,应细心操作,不得损伤锚筋体和移动各组成部件;② 锚索(杆)安装时,应保持顺直,顺利下到孔底杂志铺,严禁抖动、扭转、串动,防止散束,锚杆禁止敲击;

③尺量锚筋外面长度与设计孔深差为制锚长度与设计长度之差,允许偏差50mm;

④压力分散型锚索孔外三组标记清楚,一般用不同颜色油漆标记,防止张拉时补偿错误。

2.5 锚孔注浆的监控

锚孔注浆时应进行旁站,必须采用孔底返浆法,严禁抽拔注浆管,无返浆或中途输送泵故障、高压管破裂等应及时报废返工,第一次注浆出井口,第二次补浆也应流出,若时间长或水泥用量大,需经专业工程师确定。出现异常,同时要请示设计代表,共同制定处理方案。注浆时间原则上是锚孔钻造后24h,需延长时间由专业工程师确认。若采用二次高压劈裂注浆,注浆管在编束时应在锚束另绑扎一根注浆管,在水泥浆体强度达到5.0MPa时进行。

2.6 锚索(杆)地梁、框架的监控。

2.6.1锚索(杆)地梁、框架的制作。

地梁、框架均于现场浇筑,并满足以下要求:

①钢筋接头需错开,焊接头截面之间的距离不得小于1m;

②钢筋砼地梁或框架中的立柱埋入平台地面标高以下不小于0.5m,用C25号砼浇注;

③锚索(杆)、波纹管、锚垫板地梁应置于中心位置,框架应置于立柱与横梁交叉中心位置,锚索(杆)方向应与锚孔方向一致,锚垫板应垂直锚孔方向;④ 钢筋安置平整后,模板安装要牢固,接缝平顺,再进行现场浇注、振捣,防止漏浆、倒模;

⑤框架应分片施工,两相邻框架横梁、顶梁接触处留20mm伸缩缝,用浸沥青木板或泡沫板填塞。

2.6.2 进行锚索(杆)、框架、地梁检验。

达到锚索(杆)孔位符合设计要求,预留长度满足张拉要求,外观顺直、美观,无麻面及跑模现象。

2.7锚索(杆)试验监控。

锚索(杆)试验分基本试验和验收试验,必须进行全过程旁站,试验设备必须标定。

① 基本试验每坡应不少于3孔,施工前由监理工程师根据岩土情况选定孔位,按规范要求分级进行。压力分散型锚索,预张拉后,根据锚索各单元差异伸长量和差异荷载,分单元补偿差异荷载后再按规范进行分级张拉,直至破坏。发现异常,及时采取措施,找准差异原因,向设计代表和总监办汇报试验情况或共同研究处理方案。

② 验收试验孔数为边坡锚孔数的5%,但不少于3孔杂志铺,试验方法同基本试验,试验最终拉力值为设计拉力值的150%。在分级张拉时,发现异常,必须请示设计代表和总监办,共同研究,确定解决办法,防止将锚索(杆)破坏。 以上两试验由承包单位写出试验指导书和试验报告,由监理签署意见后,再进行工作锚的张拉、锁定、封锚工作。

2.8张拉、锁定、封锚的监控。

监理应进行旁站,张拉、锁定必须采用专用设备,作业前进行标定,所用锚具为专用锚具,并要有送检报告书。锁定拉力值为设计拉力值的110%,其张拉步骤同试验分级进行。压力分散型锚索,预张拉后分单元补偿差异荷载,张拉至设定张拉荷载后,持荷10~15min,进行自动锁定。锚孔封锚,采用机械切割余露钢筋,留长10cm。用纯水泥浆注满垫板及锚头各部分空隙,用20MPa砼按设计要求制模封锚。

3 结束语

高边坡锚杆(索)加固工程是铜汤高速公路重要关键工程之一,锚杆(索)加固工程的质量监控也成为一项重要工作内容,通过对高边坡锚杆(索)加固工程,提高了高边坡的稳定性,对保证铜汤高速公路长期安全和正常运营有着积极的意义。

参考文献:

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[3]吴正生,高军,黄振鹤.铜陵至黄山高速公路高边坡治理技术[J]. 中国水运,2008(7):228-231.

第12篇

论文摘要:介绍了高速公路边坡的动态设计原理与实例

1动态设计原理与方法

对于边坡工程来说,设计往往具有超前性,而施工则直接体现了现实性。这样,二者之间不可避免地要产生矛盾,为解决矛盾就需要把施工中不断获得的新信息经处理后传递给设计,以此不断修改完善设计,直至最终解决矛盾。

对于重大的深挖方路堑边坡工程,在勘察和设计阶段对其认识是有限的。而随着施工开挖的逐步进行,真实的工程地质条件逐步摆在面前。在施工完成后,对勘察、设计、施工及监测获得的经验数据进行总结归纳,则可为相似工程提供可借鉴的经验,提高施工前的认识水平。因此,在深挖方路堑边坡工程设计施工过程中,应将勘察、设计、施工及施工监测、施工后分析作为一个整体,进行动态设计施工。针对近年来公路建设中出现的问题,结合公路工程特点,对于公路深挖路堑边坡工程,提出如下系统的动态设计方法(图1):

(1)进行详细的施工前地质调查和勘察,力求正确把握边坡工程地质条件。重视岩体结构特性的研究,在勘察中要查明边坡岩体结构特征,分析控制边坡稳定的主要结构面;

(2)运用工程地质类比分析、地质力学综合分析等方法对边坡的稳定性做出定性的判断,尤其是要判明边坡的整体稳定性问题;

(3)运用数值计算分析、极限平衡分析等对边坡的稳定性做出定量的判断;

(4)根据稳定性分析评判的结果,进行开挖和防护工程设计;

(5)针对边坡地质结构、薄弱环节和防护措施特点,进行施工期间施工监测设计,确定重点监测部位、监测方法、手段等;

(6)开展边坡工程开挖和防护工程施工,进行施工监测,获取开挖揭示的工程地质信息、变形信息、施工技术信息、防护结构应力信息等,并对获取的信息进行及时整理分析,据此以修改设计;

(7)施工完毕后,对监测资料进行综合整理分析,对施工后的稳定性作进一步的判定,对边坡的变形破坏特征进行深入研究,分析不足,总结经验,为其他工程提供可借鉴的经验。

2赣大高速公路某段高边坡地质概况

地面植被较茂密,表层有厚度约3m的坡残积粘性土,基岩主要为古生代变质岩—石英云母片岩。岩体受构造影响强烈,构造节理发育,有的节理面可见擦痕和硅化面,岩块上可见强烈的小褶皱和节理切割错断迹象,岩体风化带和风化节理很发育,全风化带厚5一lOm左右,下部为中等风化带。边坡岩体被结构面切割成碎石状和块状。岩体主要节理有5组,节理产状:120“乙45“一600;330“乙650;195“乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。片理产状:800一95“乙29 0 } 45 0。线路走向1120,边坡倾向2020。由边坡与岩体结构面的关系可知,不利于边坡稳定的结构面主要有三组,即:2400乙650; 1700L630; 1950L350 }580。路堑挖方深度内无地下水,但降雨时,由于岩体节理发育,开挖裸露后,成为雨水人渗的路径,降雨期会出现临时性裂隙含水现象,因而影响边坡岩体的稳定。

3施工过程中的动态设计

(1)该路堑高边坡地段的最初施工设计方案为15m高挡墙,上接1一3级(15一20m)的高护墙,护墙坡率为1:0. 5,1:0. 75和1:1。

(2)经现场设计复查,为减少大量的高边坡护墙施工的难度和护墙浆砌片石污工量,将挡墙顶以上的护墙改为挂网喷浆轻型防护。

(3)该路堑高边坡地段按以上修改的设计开挖。至2006年9月,路堑上部开挖基本达到设计形态,岩体的构造节理和风化带基本裸露,同时也出现了局部边坡岩体开裂或坍滑。根据实际开挖和岩体变形情况,经过进一步的地质工作,全面查明了岩体风化情况和结构面组合特征,发现岩体很破碎,风化强烈,且存在三组不利结构面,导致由其组合产生的楔体状坍滑。

依据开挖后的实际地质条件,岩体边坡的设计参数相应修改后,对设计和施工方案同时作调整。考虑到边坡高、工期紧、施工难度大,进行了四个设计方案的详细比较。四个设计方案分别为:1)拉杆锚桩方案,适于在边坡下部支挡,可替代原设计的底部挡墙,但对高度达60m的边坡,仍需放缓边坡刷坡或采用预应力锚索等加固,施工困难;2)放缓边坡方案,则边坡高度将超过100m,土石方数量增加较大,坡面防护面积也大大增加;3)预应力锚索支护方案,锚索工程量大,但便于施工;;4)部分边坡放缓与锚索、锚杆支护相结合的方案,基本不增加边坡高度,通过锚固和挡护工程加固边坡,并维持原设计的挡墙和边坡坡率,对有条件刷坡且增加高度不大的地段,采取边坡放缓与锚索、锚杆支护相结合的措施。经综合比较,该方案最优,较为经济,便于实施。因此,采用了部分边坡放缓与锚索、锚杆支护相结合的方案。

(4)采用的设计方案如图2所示。底部片石混凝土挡墙高15m;中部两级边坡,预应力锚索加固和挂网喷浆防护,坡率1:0.75;上部边坡1:1,框架锚杆加固和挂网喷浆防护;顶部边坡1:1.25,植草护坡。设计对下一步施工方案做出了相应的规定,要求支护工程自上而下、边开挖边支护;边坡支护完成后,方能进行下部开挖;底部挡墙严格按跳槽开挖浇筑,墙背坡根据岩体情况,在开挖时采用随机锚杆和喷浆作为临时支护。

(5)后按照设计方案施工,中、上部开挖基本到位,中部边坡支护仍在施工,因几次降雨,出现一处岩体楔体开裂,范围约30m,另有一处在挡墙开挖部位产生楔体坍塌。裸露的岩体表面,可见节理很发育。故再次设计调整中部锚索布置,并按岩体破碎程度和风化程度,具体设计规定底部挡墙开挖支护方式和墙身尺寸调整范围。部分坡面加密锚索;部分地段加大墙身截面,规定跳槽开挖的槽口宽不大于6m;另有部分地段增加墙背锚杆挂网和钢轨临时支护,规定跳槽开挖的槽口宽不大于3m。按调整后的设计进行施工,直至竣工,未出现新的边坡变形。

第13篇

关键词:预应力锚索,测试,分析

 

1 工程简介

某高速公路互通区A、C匝道AK1+140-186、CK0+000-252右侧路堑高边坡防护工程是“山坡深挖路堑边坡防治技术研究”课题的一个实体工程。该工程为深挖路堑,中心最大挖深25米,堑坡最大高度大于60米。原设计在按9米高对边坡进行分级,每级设2米宽平台。在施工过程中由于该段边坡岩体内裂隙发育及地表水下渗等原因,AK1+140-180段及CK0+150附近出现坍塌,边坡分级平台部分被破坏,CK0+000-040段范围内第四级边坡出现纵向拉裂,缝宽最大达10cm。科研所根据现场情况,采用增设排水系统、加强工程防护(预应力锚索、系统锚杆、结合挂网喷砼)的综合处治措施。主要工程数量详见表1。

表1 主要工程数量表

第14篇

关键词:预裂爆破;爆破参数;爆破施工

Abstract: this paper an open pit mining examples, the presplit blasting design and construction site, the parameters selection and blasting construction are analyzed in detail, which has practicability and useful. The method in the use of open mining, the effect is obvious, economic value is better, worth popularization and application.

Keywords: presplit blasting; Blasting parameters; Blasting construction

中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:

1概况

某露天矿是全国大型黑色冶金矿山之一,矿区南北长5.5公里,东西宽0.4~1公里,面积为4.6平方公里, 总占地面 积为13.15平方公里。属前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿床,由黑背沟区、铁山区和黄柏峪区构成,其中以铁山区为最大。矿体由太古界安山群含铁石英岩中的3个铁层组成,属于单斜构造。铁矿层走向西北,倾向南西,倾角40度~55度。地表露出 全长3400米,工业矿段总长2900米。3个铁矿层的平均厚度为40. 18 米,其中以第三层为最大,储量占全区的82.6%。 矿石品位:磁铁贫矿石铁量 31.82%,磁铁富矿石铁量50%。该矿生产的铁矿石低磷、低硫, 有害元素 极低,是冶炼铸造生铁、球墨铸铁的最好原料。 南芬露天铁矿累计探明储量为12.91亿吨,到1985年末,保有储量为 11.1亿吨,其中工业矿量8.4亿吨,远景矿量2.74亿吨。矿床距地表较浅, 构造简单,适合于露天开采。该矿装备有120吨、170吨电动轮汽车,7.6立方米、11.5立方米电铲和45R、60R牙轮钻等先进设备。 年剥离量为2823万吨,采矿石797.8万吨,是目前我国单体矿山年产量最高的矿山。

2爆破参数选择

2. 1钻孔参数

预裂孔使用XHR351钻机施工,孔径为100mm。主爆孔使用Φ200 mm牙轮钻孔施工。据现场施工数据的归纳总结,该露天矿露天台阶开采中,设计预裂孔孔距一般为1 m,主爆区孔间距为3~3. 5 m,主爆孔的排间距为3 m,这些参数在爆破施工中取得理想的爆破效果。按边坡设计坡比测算预裂孔钻孔深度和倾角,其实际值根据现场爆破施工合理性确定。

2. 2装药参数

预裂爆破的线装药密度经验公式都是根据大量的现场爆破数据进行数学归纳推演出来的,可有效的指导预裂爆破前的试验工作。但对一个具体的矿山而言,由于岩石特性、地质构造方面存在着差异,经验公式无疑有它的局限性,另外,影响爆破质量的因素很多,经验公式只是相对而言的。

针对该矿的岩石特性,应用6个经验公式计算线装药密度,并分别与现场实际数据进行了对比。对比结果表明,经验公式线=0.36n0.6n0.2[σ压]0. 6用于坚硬岩石的预裂爆破线装药密度核算,其误差相对较小,且它不随岩石硬度增大而呈线性增加,因此,某露天矿台阶式露天开采预裂爆破主要是参考该经验公式计算药量,再结合现场施工情况对爆破参数进行修正。其预裂爆破设计见图1。

图1某露天矿预裂爆破爆孔布置

使用32 mm药卷,预裂孔径D为10,n取值为0. 32,由上述公式计算出预裂孔的线装药密度为320~410 g/m,以二级岩石乳化炸药为准,其他炸药用能量系数换算。

3爆破施工

3. 1预裂孔施工

(1)测量放样。测量放样是根据边坡设计的坡比确定钻孔的开口位置。由于设计高程和实际开口位置的高程不一定相符,必须根据开口高程和钻孔角度确定开口位置。

(2)钻孔角度控制。预裂孔钻孔的倾角和方位角影响预裂爆破的超深,直接影响预裂爆破的效果。

(3)预裂孔装药。按照设计线装药密度,间断将Φ32×200二级岩石乳化炸药和导爆索一起绑在长竹片上装入孔内。预裂爆破装药只须堵塞孔口段。预裂孔孔口堵塞长0. 8~1. 1 m,预裂孔底部1m范围内加药量2. 5倍,顶部1 m范围内药量减半。预裂孔装药结构如图2所示。

图2预裂孔装药结构示意

3. 2主爆孔施工

主爆孔孔底距壁面过小,爆破会对终采边坡造成破坏,过大会留下岩坎,须二次处理,经过多次试验,确定主爆孔距预裂壁面2. 5~3 m。

(1)孔距和排距。通过试验,确定露天矿台阶式开采中孔距3. 5 m,排距为3. 0~3. 5 m。

(2)孔的深度。为确保下一台阶的完整和下一平台终采边坡的预裂钻孔施工,又必须尽量少留岩坎,主爆孔的深度只钻到下一梯段高程,不超深。其倾角确定原则为:预裂孔与其相邻的那一排主爆孔的孔口水平距离至少保有3 m,孔底水平距离至少保有2. 5 m。主爆孔排与排之间的钻孔倾角可不完全相同。

(3)主爆孔的装药。采用不耦合装药,Φ200的孔径装Φ120乳化药卷,不耦合系数为1. 67,单耗一般取值0. 35~0. 45 kg/m3,孔网参数根据现场爆破施工经验和爆破效果进行调整。

3. 3爆破网络

孔内用双导爆索起爆,孔间用导爆索搭接,单响药量小于150 kg,主爆孔内用MS10段非电雷管引爆,整个爆破网络用MS1、MS2、MS3、MS4、MS5、MS6等等联接。其网络如图3所示。

图3爆破起爆网络示意

4应用效果

近几年来,预裂爆破技术在某露天矿台阶式开采中的应用取得了较为理想的效果:

(1)应用预裂爆破虽增加预裂孔穿孔工作量,但保证预留边坡一次成型,同时减少临近主爆孔的穿孔工作量,总的穿孔工作量增加不大,另外减少了边坡二次处理工作量及费用;

(2)保留边坡半孔率最高达97%,最底也能达到89%,超欠挖控制在±15 cm左右,最终边坡达到一次成型;

(3)爆破效果良好,减少了挖装机械的油耗和备件磨损,直接经济效益较为可观;

(4)减少了预留边坡受炸药猛度的影响,增强了边坡的安全稳定性,有效降低露天矿山台阶下降后高边坡潜在的安全隐患。

参考文献:

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[3]张正宇.预裂爆破的几个问题[A].霍永基.第三届水利水电工程爆破会议资料集[C].武汉:中国地质大学出版社,1991: 240~243.

[4]周明安.预裂爆破在中硬且裂隙发育红砂岩地区的应用研究[J].工程爆破, 1999, 05(04): 31~35.

[5]高文学,刘清荣.岩体预裂爆破的断裂控制研究[A].霍永基.全国工程爆破第五届学术会议论文选[C].武汉:中国地质大学出版社, 1993: 34~36.

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[10]张志呈,李朝鼎.试论定向断烈控制爆破孔间隙裂缝贯通的主要参数[J].中国矿业, 2000, 9(5): 59~63

第15篇

关键词:深基坑;边坡;稳定性;地震荷载

中图分类号: P621+.6 文献标识码:A文章编号:

1引言

近年来,在各大城市用地日趋紧张的情况下,建筑业趋向地面与地下共同发展,楼房越建越高,地下车库越建越深,而基础对应的越埋越深。由于受周围客观环境的影响,深基坑开挖不可能按自然休止角放坡,只能根据场地的地质条件及其场地周边附加荷载情况,在安全、经济、施工方便的条件下,选取最佳支护方式及最优支护设计参数。显然,不同的地层条件下,深基坑边坡支护计算模式的选择,成为深基坑支护设计安全经济、成功与否的关键。

数值分析和模型试验法能较真实地模拟边坡在地震作用过程中的动力特性和破坏机制,是边坡地震反应分析的两种主流方法。目前,常用于边坡地震稳定性分析的数值方法主要为有限单元法和有限差分法。它们在模拟含众多不连续结构面的岩体问题中有一定的局限性,而离散单元法在求解岩体这类不连续介质的问题中弥补了有限单元法和有限差分法的某些不足。

2边坡处治基本理论及稳定性分析

2.1边坡稳定性概念

边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体。在坡体本身重力及其他外荷载作用下,整个坡体有从高势能处向低势能处滑动的趋势,同时,由于坡体自身具有一定的强度和人为的工程措施,它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说,如果边坡土(岩)体内部某一个面上的下滑力在接近或超过了土(岩)体抗滑力,边坡将产生滑动,即失去稳定;反之,如果滑动力小于抗滑力,则认为边坡是稳定的。

在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。l955年,毕肖普(A. W. Bishop) 明确了土坡稳定安全系数的定义:

式中:τf-沿整个滑裂面上的平均抗剪强度;τ-沿整个滑裂面上的平均剪应力;Fs-边坡稳定安全系数。

按照上述边坡稳定性概念,显然,Fs >1,土坡稳定;Fs

Bishop的边坡稳定安全系数公式物理意义明确,概念清楚,表达简洁,应用范围广泛,在边坡工程处治中也广泛应用。该公式应用的关键难点是如何寻求滑裂面,如何寻求滑裂面上的平均抗剪强度τf和平均剪应力τ。

在工程建设中,常见的边坡滑动有两种类型。一种是天然边坡由于原来的地质条件改变而产生的滑动,如暴雨后的边坡因蓄水过多而导致的土质变软产生滑动,通常用地质条件对比法来衡量其稳定的程度;另一种是由于工程建设而人为开挖或填筑形成的人工边坡,由于建筑空间有限而使的设计坡度较陡,或由于工作条件的变化改变了边坡体内部的应力状态,使局部的剪切破坏发展成一条连贯的剪切破坏面,边坡的稳定平衡状态遭到破坏而产生滑坡。本文所要讨论的主要针对第二种滑坡,或第二种边坡稳定问题。

2.2影响边坡稳定性的因素

边坡的稳定是一个比较复杂的问题,影响边坡稳定性的因素较多,主要包括以下几方面:

(1)边坡体物理力学性质;

(2)边坡的形状和尺寸;

(3)边坡的开挖及支护方式;

(4)边坡的所受荷载的条件;

(5)边坡的补水情况;

3、基于ADINA的某边坡在地震作用下稳定性分析

本例为一个两层的边坡,土的参数如表1所示,在ADINA中,该模型被划分为831个节点和250个四边形单元。边界条件为底部是固定的,两侧土体的水平位移是固定的,边坡用锚杆进行加固。分析中对该模型施加重力荷载和地震波。地震波形分别采用如图1所示。

表1土的参数表

图1地震波形图

模型网格划分如图2所示。

3.1地震荷载作用时边坡主应力分析

对地震荷作用前后边坡主应力进行分析,进行竖向位移分析,得出地震前、后边坡的主应力和剪应力云图。图3为地震作用引起的边坡主应力分布云图,图4为地震作用引起的边坡剪应力分布云图。

图2网格划分图

(a) 地震前主应力

(b) 地震后主应力

图3 地震前后边坡主应力云图

通过分析两种应力云图可以发现,基坑边坡面附近的应力迹线均明显偏转,表现为最大主应力与边坡面近于平行,并向坡体内部逐渐恢复成初始应力状态。由于边坡的应力重分布,在坡面附近产生应力集中带。不同部位其应力状态是不同的,在坡脚附行坡面的切向应力显著升高,而垂直坡面的径向应力显著降低,由于应力差大,

于是就形成了最大剪应力增高带,容易发生剪切

(b)地震前剪应力

(b)地震后剪应力

图4地震前后边坡剪应力云图

破坏。在坡肩最大剪应力增高带,容易发生剪切破坏。在坡肩附近,在一定条件下坡面径向应力和坡顶切向应力向拉应力转化,形成拉应力带。因此,坡肩附近最易形成拉裂破坏。此次模拟边坡一次开挖成型,开挖过程中,基坑边坡并没有发生损伤。

3.2地震荷载作用时位移分析

(a) 地震前边坡土体竖向位移

(b) 地震后边坡土体竖向位移

图5地震作用前、后边坡土体竖向位移云图

对比图5中(a)和(b)两幅图,可知地震作用改变了边坡土体竖向位移场的分布。地震荷载作用使得边坡坡面处产生不均匀位移,自坡顶至坡脚处位移逐渐减小。

4结论

(1)从边坡稳定性概念入手,介绍了边坡稳定性分析的基本理论,分析了边坡稳定性的影响因素,提出了边坡稳定性的处理措施;

(2)利用大型有限元分析软件ADINA,对地震荷载作用下某深基坑边坡稳定性分析进行数值模拟。数值模拟结果表明:地震荷载作用后基坑边坡面附近的主应力迹线均明显偏转,易形成剪应力增高带,从而使边坡产生剪切破坏。地震荷载也引起了边坡的位移重新分布,在边坡稳定性分析中,地震荷载引起的边坡失稳不容忽略。

参考文献

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