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关键词:生态防护植被选择边坡防护
中图分类号: U213.1+3 文献标识码: A 文章编号:
高速公路边坡包括路堑边坡和路基边坡,因对公路本身的安全性能和周围环境产生重要的影响,其生态恢复和景观的营造,成为高速公路建设中的重要内容,边坡工程防护和生态防护成为近年来研究的热点,越来越受到重视。边坡的防护、绿化与美化是高速公路建设的重要内容。单纯的工程防护既增加成本,又破坏道路景观。因此,边坡的生态防护及景观重建成为高速公路建设中的一项重要内容。
传统防护的弊端
1.1 生态景观效果差
缺乏植物覆盖的边坡一方面不利于固土护坡,破坏路基,还造成对周边地区的不利影响。另一方面,也不利于改善高速公路的景观效果,大量的岩石和混凝土不仅视觉效果差,且不利于净化环境,与高速公路快捷、舒适的特点不相协调,在一定程度上给高速公路的行车带来不安全因素。
1.2 安全稳定性差
一般情况下,高速公路设计中,由于种种原因,路基边坡开挖和防护的设计比较简单。这类设计主要缺点是,设计笼统、针对性差、防护措施简单,对通车后出现的边坡坍塌事故一般通过后续养护来处理。而高速公路作为交通运输干道,交通量大,行车速度快,路基边坡一旦出现事故,对交通运输和人民生命财产的安全影响很大。
1.3 大量工程措施使成本增高
过去,高速公路边坡防护大量采用浆砌片石等防护方式,这些防护形式大量使用石料和劳力,破坏了自然环境,造价也较高,并且随着时间的推移其防护效果逐渐降低,无自我更新能力,必须经常维护,施工难度大,对行车环境和景观环境影响也很大。
边坡生态防护方法
单纯的植被护坡方法
单纯的植被护坡方案一般造价较低,工艺简单,在条件允许的情况下,是绿化设计的首选方案。
播撒草种
最简单经济的植被护坡形式应是直接人工撒播草种,但其要求边坡坡率舒缓,覆盖土壤肥沃湿润,必须在适宜季节施工,并且从播种到成坪需要1~2个月的时间。苛刻的条件使人工撒播这种植被防护形式在高速公路建设中已很少使用。
铺设草皮
铺设草皮可以“瞬时成坪”,减弱坡面径流溅蚀,迅速发挥护坡功能,除寒冷的冬季外,其它季节都可以施工。铺设草皮各地区均可应用,也可用于强风化岩质边坡,多用于路堤边坡。坡率一般不超过1∶1. 0,局部可不陡于1∶0. 75,坡高一般不超过10 m。对于急需植被封闭坡面的边坡,采用铺设草皮是首选方法。
液压喷播植草
液压喷播植草喷射出的是含有草种的悬浊液,草种被纸浆等悬浊液包裹,还有保水剂和其它各种营养元素,能不断地供给草种发芽时所必须的养分和水分,粘合剂又能通过喷射时的压力,使草种紧紧地粘附于土壤表面,形成比较稳定的坪床面,降水时不能形成冲刷表土的径流。
挂网固定植被护坡的方法
挂网固定植被护坡主要由固定物、网(底布)和基材3部分组成。固定物(常见的有锚杆或U形钉)的作用是将网固定于坡面上,并对坡面的浅层稳定起到一定的作用;网(底布)的作用是使基材混合物依附于边坡坡面;基材提供植物生长的环境。
三维土工网垫植草
三维土工网垫是一种三维柔性材料,铺在坡面上,由于空腔的作用,能防止土坡面被雨水冲刷和维持其稳定,降低雨滴的冲击能量,阻挡坡面雨水的流失,避免径流的形成,从而有效地抵御雨水的冲刷。
土工格室植草护坡
土工格室生态护坡是土工格室与植草相结合而形成的一种新型护坡形式,由于土工格室对流水起到缓解消能作用,可促使其携带物沉淀在格室中,有效避免了草籽及幼苗被雨水冲走流失,大大提高植草覆盖率。植物根系可增加土壤透水性能,一旦遇到雨水可迅速渗透,植被的覆盖可使坡面减少雨水的直接冲击,缓冲雨水流速。
厚层基材喷射植被护坡
厚层基材喷射植被护坡(一般称为客土喷播)是目前解决岩石质边坡植草绿化最常用的技术,是采用混凝土喷射机把基材与植物种子的混合物按照设计厚度均匀喷射到需要防护的工程坡面上的植被防护技术。
结语
理念是灵魂,管理是关键,设计是核心,施工是保证。要树立保护、回归、融入、享受自然的理念,树立与动植物为伴、地球大家园的理念。另一方面,建设业主要加强管理,采取措施,加大投入,加大环保专业的参与和发言权,做到环保与安全、质量同等重要,取得实效。只要各参建单位和相关部门通力协作真抓实干,将高速公路项目建设环境当做家园来保护和建设,就能够将高速公路建设成为环境友好的、和谐的、可持续发展的工程。
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论文关键词:高速公路滑坡路堑边坡稳定性
论文摘要:通过对某滑坡山段地形、地貌及地质条件的分析,论述了该路堑边坡产生滑坡的原因、滑坡的形态特征,反分析了滑动面的力学参数,并在滑坡稳定性分析的基础上,提出了经济、合理的处治措施。
1滑坡概况
滑坡位于正在建设的高速公路右侧路堑位置。该场地原始地形为丘陵地貌,地面高程440.0m~520.0m,路基标高约450m。高速公路由东北至西南方向穿过滑坡区,并在山体南侧区域进行了部分切方,在高速公路右侧形成长约170m,最大高度约25m的路堑边坡。该边坡原设计方案为自路基右侧向上分别按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三级放坡,边坡开挖完后出现山体滑坡。滑坡位于右侧16m~80m范围内,山体坡度多在30°~45°之间。距路基最远处裂缝,距右侧80m,裂缝宽约10cm~15cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48m,裂缝宽约2.5m~3.0m,深约4m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育2条宽约10cm~15cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16m。滑坡后缘自然边坡较平缓,倾角约20°~30°。坡体上方有一灌溉水沟,水沟宽约20cm。
2地质条件
根据区域地质调查报告以及滑坡区的地质勘察结果可知,滑坡区路线左侧500m左右发育大洪山断裂,属压扭性断裂,断裂带走向大致为240°,与路线走向大致平行,倾向东南,倾角约60°~70°。该滑坡工点离断裂带较远,受断层影响小。滑坡山体岩性为板溪群砂质板岩,砂质板岩一般倾向140°~150°,倾角30°~45°;主要发育有两组节理,一组顺层,另一组220°~230°∠70°~80°,节理面一般较平直,间距一般0.1m~0.3m。勘察区地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙潜水,主要补给来源为大气降水。
1)孔隙潜水主要赋存于第四系亚黏土中。亚黏土透水性弱,水量小,主要接受大气降水补给,以渗流形式向冲沟中排泄。
2)基岩裂隙潜水主要赋存于基岩裂隙中。砂质板岩由于节理裂隙发育,岩石较破碎,因而其透水性和富水性较好,且与上部孔隙水连通。
3滑坡机理分析
3.1引起滑坡的主要原因
1)在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;
2)路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
3)路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;
4)下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
3.2滑坡形成过程
该滑坡边坡原设计为三级边坡,第一,第二,第三级边坡坡比分别为1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。边坡开挖完后,2005年9月份发现坡体上产生裂缝。现情况下滑坡后缘壁总体上呈抛物线形,距路基最远处裂缝,位于右侧80m,裂缝宽约10cm~15cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48m,裂缝宽约2.5m~3.0m,深约4m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育3条宽约10cm~15cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16m。
3.3滑坡特征
滑坡位于路线右侧,从原开挖一级边坡临空面剪出,规模巨大,周界清晰,影响范围较大,前缘至路堑坡脚附近以上5m左右,后缘至路堑坡顶以外50m附近,整体上滑动面大致顺岩层产状滑动,滑动方向大致垂直于路线走向,滑向路基,滑体沿滑动方向长约76m,垂直于滑动方向顺路线长度约210m,前后缘高差达38m,通过断面法计算,滑体体积约96000m3。
3.3.1滑动面(带)、滑床、滑体、滑坡后缘及滑坡剪出口滑坡位于路线右侧,滑动方向与路线大致垂直,滑向路基。滑床主要为强~弱风化砂质板岩,滑动面总体上大致呈直线形,后部较陡,前部较缓,前部产状主要由板岩强风化上带底界线控制。滑带土成分主要为强风化砂质板岩,含较多的泥质,见错动形成的孔隙,饱水,较松散,滑带土厚约1.5m~2.0m。滑体主要由全、强风化砂质板岩组成,滑体厚度一般10.0m~15.8m。在滑体中局部存在次一级滑动面,滑坡后缘主要为砂质板岩,地形相对较平缓,剪出口基本位于一级开挖边坡临空面上。
3.3.2滑坡体地下水位
坡体的地下水位从目前情况看较低,滑坡体地下水位埋深一般为16.8m~21.2m,位于滑动面以下。
3.4滑坡预测
根据现有情况,若不对滑坡进行处治,滑坡体将进一步活动,滑体范围将进一步扩大。
4滑动面参数取值
根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态,采用反演分析方法,选取典型的横断面反算滑面的力学参数,并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一,在滑坡稳定性分析中,均考虑了地下水的场应力。滑动面残余抗剪强度反算结果见表1。
5设计方案
按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行处理。
考虑到滑坡体松散、破碎,对滑体采取放坡卸载后,滑坡体将趋于稳定。但卸载后滑坡后缘将形成30m高的边坡,岩性为全、强风化砂质板岩,岩体破碎,坡体上部岩性较软,含泥质,且为顺向坡,岩层临空出露,边坡稳定性差。根据计算可知,后缘边坡按1∶1放坡后的安全系数为1.041,边坡是稳定但不安全的,应对其采取加固措施。
具体整治方案如下:自路基右侧起按六级台阶放坡:第一、第二级边坡高度均为7.5m,采用1∶2放坡;第三级边坡高度为6m,采用1∶2.5放坡,将滑体大部分清除,坡面采用植草防护;第四、第五、第六级边坡高度为10m,采用1∶1放坡。其中第六级边坡局部地段,按坡顶地形标高控制,坡面采用锚杆+钢筋混凝土人字形骨架内植草防护。另外,在各级边坡的坡脚处均设置2.0m的平台,以便边坡体排水。
6施工注意事项所有坡面须按照公路沿线通用标准进行绿化施工,绿化植被需选择适合当地气候条件、适合当地生长的植物。
【关键词】爆破震动 评价方法 临界震动速度
【Abstract】In this paper, base on ChongQing hub 《the urban area of rock cuttings and shallow buried tunnel safety controlling blasting technology》research group has got a large number of monitoring data and the field experience, based on the blasting excavation in large-scale urban construction are summarized in the foundation of the buildings and structures in urban areas and the slope stability of the impact and evaluation method of slope stability are discussed several characteristics and applicable scope of safety standards evaluation methods, put forward the suitable for urban complex environment judgment method of slope stability, slope rock particle vibration velocity critical criterion and its calculation method.
【Key words】Blasting vibration Evaluation method The critical vibration velocity
为保证建(构)筑物的安全,需将爆破震动强度控制在一临界值内。若超过此临界值,就引起建(构)筑物的破坏,这个爆破震动强度临界值称为爆破振动判据。由于建筑物的多样性和地震波波形的千变万化,要定出一个统一的判据是不可能的。
在评价爆破震动对建(构)筑物的危害时,不仅应用位移、速度、加速度作为破坏判据,还应考虑爆破震动持续时间对建(构)筑物的累积破坏作用,振动频率与建(构)筑物固有频率之间的关系等。
1爆破震动评价方法
1.1 速度判别法
点速度可将地震波所携带的能量与所产生的动应力相联系起来,而且质点震速测试较为简便,所以质点震速作为爆破地震效应的衡量指标应用最广泛,生产实践中一定程度上也表明爆破震动速度大小对边坡稳定影响程度是显著的[13]。应用萨道夫斯基公式[14]:
求得震动加速度 后,查表1,便得出对应的地震烈度,据此判别爆破震动对建筑物基础边坡稳定性的影响。有了振动加速度 后,可以以加速度反应时程形式代入式( )中计算爆破对建筑物基础边坡岩石的附加动力影响,再用极限平衡方程来检验安全性。
1.3动应力分析法
式中: 为纵波作用产生的正应力; 为横彼作用产生的剪应力; 为纵波引起的质点震动速度,m/s; 为横波引起的质点震动速度,m/s; 为岩体密度,kg/m3; 为纵波传播速度, ; 为横波传播速度, ;E为动弹性模量; 为泊松比。
根据重庆枢纽爆破施工区边坡稳定性计算选用岩体强度指标参数:岩体密度 =2.14 t/m3,动弹性模量E=0.07~0.09 105kg/cm2,泊松比 =0.34。再根据实测的数据,可计算出研究点因爆破震动所产生的动应力的大小。因为岩体的抗拉强度最低,当不考虑边坡岩体原有应力作用时,可直接采用求得的应力与岩体的抗拉强度Rt进行比较,如果 ≥Rt,则岩石会因爆破震动而破裂;如果 ≤Rt,则爆破震动不会引起边坡岩石破裂。
1.4 等效静荷载法
用Qf与由安全震动临界速度计算出的最大单段药量Q比较验算,当两者接近时,需要减小最大单段药量Q,避免使被保护建(构)筑物因与爆破地震波发生共振而破坏。对于岩石,其自振频率为10~15Hz[4],对于边坡易破坏的薄弱部位距爆源的距离和自振频率代入8式可求出不可取的单发炸药用量范围值,因此对于边坡的开挖爆破就需要避开这一段爆破振动频率。
边坡在施工期间的开挖破坏主要来自于边坡开挖爆破和边坡开挖后围岩的卸载,后者影响程度和范围较小;前者又分为了爆源近区和远区或直接破碎区和爆破震动影响区,对于边坡稳定性主要讨论爆破远区或爆破震动的影响。
2边坡岩石质点临界振动速度的理论计算式
通过理论研究和振动监测数据的反演分析,可确定出岩质边坡的爆破振动安全标准。根据影响边坡失稳的影响因素知:要使边坡失稳,外力(爆破)的合力大于或等于边坡岩石失稳的合力 。对于单位岩石来说,爆破动力加速度可由力学知识知: ,从而可以建立平衡方程 ,对于这个方程中的f,c, ,可以通过地质资料或现场实验获取。 是通过监测数据进行傅立叶频谱分析,选出贡献最大的值(求法见周余奎硕士论文的2.4.3节)。根据理论计算可求得岩石出现破坏时的临界振动速度:
3 结语
本文通过对爆破振动对边坡的影响作用方式分析入手,通过实验对爆破震动的观测资料分析,了解到建筑物的受震破坏不但取决于震动的幅值,而且还与震动频率和持续时间有关。因此一个较合理的安全判据方法是把震动幅值、频谱、和持续时间都纳入定量烈度工程指标中去。因此本文讨论了爆破安全判据制定的方法,并提出了边坡岩石质点临界震动速度的计算式: ,供在以后类似的工程实践中作借鉴。还需要进一步做的工作是,随着计算机技术的发展和广泛应用,爆破地震效应的研究还需用地震工程科学的动力分析方法,将爆破地震进行波谱分析,计算反应谱,并采用动力学振型分解的组合方法分析结构的抗震性能。利用结构动力学的分析方法,分析建筑物结构在爆破地震波作用下的动力反应,计算结构的应力和应变,使爆破地震效应与结构的动力特性和破坏机理结合起来,这才能为分析各种类型的建筑结构的安全标准提供一种科学的方法,对爆破工程的实践才有巨大的指导意义。
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【关键字】土钉支护技术,深基坑,应用研究
一、前言
现今国内的高层建筑中土钉支护技术应用的很广泛,也是高层建筑的施工重点。很多的建筑工程由于土钉支护技术的失误,结果造成了巨大的经济损失,同时也是建筑工程的工期延误。所以,在建筑工程中,我们应当确保深基坑的安全性和质量,这就需要我们采用土钉支护技术进行深基坑的施工。土钉支护技术的造价较低,施工方法简便,同时工期较短。本文主要通过对土钉支护技术在深基坑中的设计、施工以及检测和在雨季中的处理对策等内容进行分析,从而保证建筑工程的质量和安全。
二、工程概况
笔者所在公司负责某市的一座综合楼,该楼的建筑面积是9.5万平方米。全部采用钢筋混凝土框架结构,该楼有22层,并且有地下室,基坑开挖的深度为9米。通过地质勘查报告可以知道,影响场地基坑支护影响的岩层包括填土层、粉土、黏土、粉砂等。粘土没有钻穿,现场测验有两层地下水,第一层地下水的深度是2到12米,第二层地下水的深度为14米。深基坑东临城市主干道,西侧是住宅区,北侧是一宾馆。
三、基坑支护设计方案
通过现场的地质勘查情况,同时还考虑到工程的安全、经济以及周边情况等因素,对于该工程,我们可以采用土钉支护技术和护壁桩两种施工方案。同时通过地质勘查报告,可知,该场地地下水位较高,因此实际开挖地下3米左右就可以见到地下水。。
1.基坑降水
为了使地下室能够干燥作业,我们使用12口径的管井进行抽水,将降水井安置在距离开挖线1米处,考虑到可能将地下水降到基底一下1米处,因此要在基坑周围布置82口管井,每口管井的距离为八米,在基坑内部布置渗井。降水井的深度为13米左右,将管底封死,同时在管外填上滤料。
2.土钉支护
由于地下结构施工对空间的要求,因此基坑侧壁和地下结构外墙之间的水槽为0.8米,同时土钉墙的高度应该为12米,土钉墙的坡度大约为1:0.2,同时还布置8排土钉。使用20HRB335型号的钢筋,保持水平间距在1.5米。土钉的长度为5米到九米,孔径是110毫米,排拒是1.5米。同时在第二排要采用预应力锚杆,长度为15米。
四、土钉支护施工技术
1.土钉支护工艺原理
土钉支护技术就是在依次开挖基坑土方而形成的坑壁中,通过采用机械进行钻孔,从而将土钉放到孔内,然后向孔内注入混凝土,然后在挂上钢筋网,最后喷射混凝土面层结构,这样就使其形成共同支撑的结构体系,经过这样的施工,一直到挡墙支护完全。
2.工艺流程
首先是基坑降水施工,接着是土方开挖至土钉标高下50cm,然后是土钉成孔,接着是杆体支放,接着注浆,接着坡面修正,接着铺设钢筋网,然后喷射混凝土,然后重复工序至基坑底,最后基底排水沟。
3.基底施工
对于土钉墙的施工,必须要根据开挖来进行,对于基坑的边坡一般应该按照分层分段开挖的原则进行开挖,采用中心岛的开挖方法,也就是说,首先将基坑沿线挖出10米左右宽度的护坡作业平面。将土方开挖到土钉标高一下0.5米处,同时采用机械成空方式,孔径大约为110ram,同时还要控制好空的深度、孔径以及倾角。在成孔以后,要迅速的向孔内插放钢筋,同时进行注浆。土钉杆体的水灰比为0.5,用普通硅酸盐水泥浆进行注浆。在第一次注浆完成后两个小时内,进行第二次注浆,同时要将孔口进行封堵。对于喷射砼施工,我们分段进行在统一分段内,喷射的顺序为自下而上。
五、施工监测
1.地下水位监测
从6月21日项目开工到7月17日,对降水井施工完毕并进行连续的抽水后,必须要保持水位在十米左右,可以达到施工的标准。
2.基坑位移监测
在进行土方开挖之前,要对基坑坡顶的水平位移以及沉降位移进行测定,得到原始值。水平位移很沉降位移的监测点沿着基坑坡顶的变现布置,距离为三十米。在进行土方开挖时,要每天检测一次。将沉降监测点布置在深基坑开挖可能影响范围内的市政道路上。对于水平位移,我们采用视准线法,就是说在需要进行位移监测的基坑槽壁上布置一条视准线,并且在改线两端深基坑可能影响的范围内设置两点A、B,将他们作为监测的主站点和后视点。接着就沿着改线在槽壁上设置几个观测点,就可以直接在读数尺上读出位移。
六、雨季中出现的危机情况和处理措施分析
7到8月间,该地区就进入了雨季,雨季给深基坑施工带来了很多的不便和影响,同时伴随着暴雨的来临,边坡支护的安全就面临很大的挑战。
1.危机情况的出现
在基坑的边坡锚钉和面层喷射混凝土施工完以后,在坑壁的局部就出现了一些出水点,同时在基坑西侧的边坡坑壁上,出水点有不断加大并进而形成涌水或者是涌砂的现象。同时在西侧的土体局部的变形变大,有些观测点点的水平位移达到75ram,沉降位移达到90mm。在基坑的北侧和东侧的情况要好一些。通过我们的观测数据分析可知,土方开挖到预先设计的深度,基坑边坡的水平位移相对比较稳定。
2.处理措施
对于坑壁局部渗水,在基槽四壁增加灌水孔,孔深0.6m,高度距槽底0.8m,间距2m。在护壁中插入周边带孔眼的包网塑科排水管,把局部渗水通过暗埋在土钉坡内的塑料排水管引入基坑周围排水沟及集水坑中。利用水泵及时抽排,加快边坡粉土层排水固结。
基坑东(3—1)轴到(3—7)轴采取分级支护.首先把高2.5m.宽4.0m的土卸除。在-7.0m位置增加一排预应力锚杆,高度16m。
按上述措施进行施工和危机加固处理后,对整个基坑及邻近建筑物的位移进行了跟踪监测。各观测点均处于稳定状态。同时对基坑开挖后,地面裂缝的开展情况进行了跟踪监测,各观测点的裂缝均处于稳定状态。
3.情况分析
通过现场的勘查,基坑西、北两侧场地条件较好,全部进行了硬化处理.通过对承平位移监测数据分析,开挖到设计深度,基坑坡顶水平位移在10mm以内,变形稳定。说明水源远近是影响基坑稳定的主要因素,地表水渗入土体造成坡体土层的力学性能指标严重下降和坡体水压力增加。
七.结束语
土钉支护技术在深基坑施工中的应用十分广泛,对于深基坑施工具有重要的意义。
参考文献:
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[4]杨文侠 王松泉 朱彦鹏 土钉支护技术在黄土地区深基坑支护中的应用 (被引用 11 次) [期刊论文] 《甘肃科学学报》 ISTIC -2003年4期
[5]赵乃志 刘丹 张敏江 姚静 复合土钉支护技术在深基坑工程中的应用 (被引用 2 次) [期刊论文] 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 ISTIC PKU -2007年3期
[6]吴忠诚 汤连生 廖志强 刘晓纲 颜波 深基坑复合土钉墙支护FLAC-3D模拟及大型现场原位测试研究 (被引用 10 次) [期刊论文] 《岩土工程学报》 ISTIC EI PKU -2006年z1期
关键词:铁丝网,三维网组合,喷播植草,施工控制
1 工程概况
乐山至宜宾高速公路全长约137.778公里,按四车道高速公路技术标准执行,全线设计速度采用80Km/h,路基宽度采用24.5米,挖方边坡防护采用铁丝网、三维网组合喷播植草防护,在挖方边坡坡面布设骨架,骨架内直接喷播植草。该段属亚热带湿润季风气候,具有气温高、温度大,雨量充沛及无霜期长的特点。地貌单元可划分为丘陵、河谷地貌单元。出露的地层主要有三叠系、侏罗系、白垩系、第四系地层,路线沿线岩性以泥质砂岩为主,夹泥岩、砂岩、区域内构造不发育,多为新华夏构造体系形迹,岩体完整,岩层产状较平缓。论文格式。
2、施工的前提基础和准备工作
用于铁丝网、三维网组合喷播植草防护施工的各种原材料试验均已完毕且均合格,具体情况如下:
1、本施工现场距离拌合站近,施工便道晴雨畅通,水、电供应正常,场地已平整;
2、机械设备进场:空压机1台,Φ30㎜锚固钻机2台,高压注浆泵1台,搅拌机2台,16t起重机1台,各种施工机械运转正常;
3、施工所需各项材料已储备充足;各项实验已做完并得到监理工程师批复;
4、材料检验
①砂子、水泥、钢筋等已进场,原材料试验合格,各项技术指标均符合规范要求。
②M30砂浆用M40水泥净浆代替,相关的水泥、砂子等试验工作均已经完成,监理工程师已批准使用。
③三维网技术参数为厚度≥18mm,单位面积质量≥430g/m2;纵、横向拉伸强度≥3.2kN/m。
3、详细施工方法和工作程序
1、测量放线
修整坡面使之达到设计坡比,并确保坡面平整。按设计立面图要求,将锚筋孔位置准确测量放线在坡面上,孔位误差不得超过±50mm。锚筋的位置须按等分坡面的长度进行放样,其间距可适当调整。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
2、钻机就位
利用脚手架杆搭设平台,平台用锚杆与坡面固定,钻机用三脚支架提升到平台上。锚固筋孔钻进施工,搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据坡面测放孔位,准确安装固定钻机,并严格认真进行机位调整,确保锚筋孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm,高程误差不得超过±100mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差为±1.0°,方位允许误差±2.0°。
3、钻进方式
钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制,防止钻孔扭曲和变径,造成下锚筋困难或其它意外事故。
4、孔径孔深及锚孔清理
钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。论文格式。为确保锚筋孔直径,要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径,设计钻孔直径30㎜。为确保锚杆孔深度,要求实际钻孔深度大于设计深度20㎝以上。
钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻1~2分钟,防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.2~0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。
5、锚筋孔检验
锚杆孔钻造结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔,要求验孔过程中钻头平顺推进,不产生冲击或抖动,钻具验送长度满足设计锚杆孔深度,退钻要求顺畅,用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位,全部锚孔施工分项工作合格后,即可认为锚孔钻造检验合格。
6、锚筋制作及安装
锚筋采用HPB235直径12㎜的钢筋制作而成,沿锚固筋轴线方向每隔2.0m设置一个。锚筋尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。
安装前,要确保每根钢筋顺直,除锈、除油污,安装锚筋前再次认真核对锚孔编号,确认无误后再用高压风吹孔,人工缓缓将锚筋放入孔内,用钢尺量出孔外露出的钢杆长度,计算孔内锚杆长度(误差控制在±50mm范围内),确保锚固长度。
7、锚固注浆
从孔底向上一次性注入,实际注浆量一般要大于理论的注浆量,注浆压力应不小于0.8Mpa,中途不能停顿。锚筋下入孔后6小时内必须注浆,有地下水的孔,造孔成孔后4小时内不能下锚时,应在下锚筋前重新洗孔,速洗、速设锚、速注浆。锚筋注浆时,应等待锚孔水泥浆面稳定后才停灌,不稳定时,应继续缓慢加压注浆,不稳定不得停灌。以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。注浆材料采用40号水泥净浆。
注浆结束后,将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净,同时做好注浆记录。
8、钢筋工程
纵横向钢筋在加工场内制作,按设计长度下料。纵横向钢筋框条与锚筋焊接连接,
9、悬挂铁丝网、喷播营养土
从坡顶开始自上而下铺设镀锌铁丝网,并将镀锌铁丝网与纵、横向钢筋框条用镀锌铁丝扎牢,并安装梅花形垫块,以保证镀锌铁丝网距坡面的距离不小于5cm。
铁丝网铺设完毕,将泥土均匀覆盖于三维植被网上,将网包覆盖住,并确保坡面平整,无网包外露、空包或压包现象。将按配方调制后的营养土用喷浆机自上而下喷敷在坡面上,喷射厚度不小于6cm。
10、悬挂三维植被网
从坡顶开始自上而下铺设三维植被网,用尼龙绳将三位植被网与镀锌铁丝网及纵横向钢筋框条扎牢,前后两网之间的搭接长度不小于10 cm,对于个别不平整的坡面用锚钉固定,使三维网紧贴坡面。
11、喷播
本试验段草籽配合比例为:狗牙根、马尼拉草、高羊茅、三叶草每平方米分别为5g、2g、1g、2g。三维网铺设完毕,进行液压喷播,即将草籽和促使其生长的附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水按一定比例混合搅拌,形成均匀混合液,通过液压喷播机均匀喷洒于坡面上。现场技术员记录好实际施工所用种子配比,肥料的用量,根据试验段草的生长状况来调整并确定喷播植草防护施工。
喷播过程应连续,喷播完成后将喷射机和输料管内的积料清除干净,在边坡表面覆盖无纺布,以保持坡面水分并减少降雨对种子的冲刷,促使种子生长。论文格式。若温度太高,则无需覆盖,以免病虫害的发生。
4 结束语
随着我国公路事业的不断发展,通过对每个挖方边坡地质的分析和逐一调查,铁丝网、三维网组合喷播植草防护形式满足工程安全需要,并实现了高速公路与人文自然景观的和谐统一,建成全新的融景观、环境和生态防护为一体的新型绿色通道的原则,充分发挥了防护工程的综合效益。实践表明,该路基防护设计形式较为合理,施工安全可行,确保了施工进度及施工质量,取得了较为成功的经验。由于路基防护设计形式多样,地理环境条件各不相同,施工工艺也就不同。只有因地制宜,合理设计,科学施工,才能确保安全,取得成功,获得效益。
参考文献
王书斌. <<公路路基施工要点与质量控制>>.人民交通出版社,2005.
翟站立. <<路基路面施工与养护技术>>.人民交通出版社,2001.
中华人民共和国交通部标准 .公路路基施工技术规范(JTG F10-2006). 人民交通出版社,2006.
关键词:高陡边坡 喷锚 柔性防护技术
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0058-01
高陡岩质边坡容易引发各种地质灾害,越来越多的高边坡防护引起了人们的注意。目前,高陡岩质边坡采取的主要治理措施有放缓边坡、支撑、加固和防护,但随着边坡高度增高,地质复杂性增大,对边坡的处治技术要求也越来越高,以往的治理措施不能满足工程的安全要求。
1 高陡边坡的地质灾害特点
高边坡病害从病害体形成的时间以及与边坡工程的关系等方面分两种情况:第一类是在边坡工程开挖之前,既己存在的老的斜坡病害,因边坡工程活动而复活。第二类是在边坡工程活动中,主要由于边坡工程的开挖等原因引发的新的边坡病害问题,包括边坡开挖引起的坍塌、崩塌、滑坡等。
高边坡在边坡顶部常常产生平行于坡面的张性拉裂缝,表现为边坡中上部极易失稳破坏,一旦失稳,造成的后果是比较严重的。因此,在高边坡治理时,对于中上部应加大削坡减载的力度,放缓边坡,并采取必要的加固处理措施,确保一次根治,不留后患。在现在边坡治理过程中,越来越多的人开始注意到,在边坡治理过程中,不仅要满足边坡稳定性的要求,还要使边坡与周边环境结合到一起,形成再造绿色人文景观。
2 高陡边坡常用防护方法
2.1 整体喷护
对于稳定性较好的岩质边坡,可在其表面喷射一层素混凝土,防止岩石继续风化、剥落,达到稳定边坡的目的。整体喷混适用于以下几种情况。
(1)适用于岩性较差强度较底易风化或坚硬岩层风化破碎节理发育其表层剥落的岩质边坡。
(2)当岩质边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落,以及局部小型坍塌、崩落可采用局部加固处理后,进行大面积喷浆(喷射混凝土)。
(3)对于上部岩层风化破碎下部岩层坚硬完整的高大路堑边坡。
2.2 支挡加固
对于不稳定的边坡岩土体,使用支挡结构(挡墙、抗滑桩等)对其进行支挡,是一种较为可靠的处治手段。它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题,达到根治的目的。
以上两种治理措施过分的追求强度功效,破坏了多样性自然生态的和谐,工程所到之处,绿色清溪一去不复返,取而代之的是坚硬呆板的水泥和混凝土,而且随着时间的推移,混凝土表面会风化、老化,甚至造成破坏,后期整治费用高,生态环境效果极差。
2.3 植物防护
植物防护是在坡面上栽种树木、植被、草皮等植物,通过植物根系发育,起到固土,防止水土流失的一种防护措施。植被防护的局限性是一般只适用于边坡不高、坡角不大的稳定边坡。
3 喷锚和立体柔性防护技术
对于岩层风化破碎严重、节理发育、破碎岩层较厚的情况可以采用喷锚的措施。它具有较高的强度,较好的抗裂性能,能使坡面内一定深度内的破碎岩层得以加强,并能承受少量的破碎体所产生的侧压力。对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡,可采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等,向坡体内打入锚杆或锚钉将网钩牢,向网上喷射一定厚度的素混凝土,对边坡进行封闭防护。
边坡柔性防护系统是以钢丝绳网为主要特征构件,以覆盖和拦截两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的。土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充改良客土,然后在格室上挂三维植被网进行喷洒施工的一种护坡技术。利用土工格室可以为草坪植物生长提供稳定良好的生存环境。将挂网与土工格室防护结合在一起,可以避免岩石边坡飞石带来的危害,又增加边坡的美观性,是一种典型的立体柔性防护技术喷锚技术与立体柔性防护技术相结合,发挥二者各自的优点,可有效解决边坡工程防护与生态环境的矛盾,既保证了边坡的稳定,又实现了坡面植被的快速恢复,达到人类活动与自然环境的和平共处,使边坡不仅是一项工程项目,更形成与环境相结合的一个景观。
4 工程实例与效果评价
4.1 工程概况
千灵山边坡工程位于北京千灵山景区入口处,山坡临空面面积约18154m2,其中边坡度较缓区面积约8510m2,边坡陡直区面积9644m2。该工程由3段边坡组成,边坡高度均在30m以上,最大高度为63.5m,属于岩质高陡边坡。
4.2 方案与措施
根据千灵山边坡工程的实际情况,边坡质地主要是岩石,落石较少。设计主要包括步骤和设计内容有以下几点。
(1)根据工程需要,在小于70°的边坡部分主要采用挂网拦截落石,同时运用土工格室植被防护技术。对于>70°的边坡部分采用打入锚杆及喷护混凝土的措施进行防护。
(2)运用FLAC软件计算初始状态下的地应力及安全系数,得出、边坡稳定所需要的锚固力。
(3)在边坡表面加护网,护网采用10×10,之后喷护采色混凝土8cm~10cm。
(4)在坡体内施工预应力锚杆和一定数量的系统锚杆。根据计算,选择锚杆直径为20mm~33mm,锚固长度5m,锚杆间距2m×2.5m梅花型布置。锚杆采用M30防水水泥砂浆灌浆固定。
(5)运用FLAC计算加固状态下的的地应力及安全系数,进行稳定性验算。
(6)对验算后不稳定的地段进行锚杆加固并根据滑动面的埋深,确定所需锚固力。
4.3 施工效果
结合坡度、高度、水文地质条件、边坡危害程度合理选择喷锚和立体柔性防护技术相结合,使其不仅提高了边坡潜在滑移面的抗剪强度、加固了危岩同时与周围环境相结合,形成了边坡景观。
5 结语
喷锚和立体防护技术相结合在此高边坡中的应用,可以解决传统边坡防护措施难以解决的难题。在满足稳定性的同时,使边坡成为与周边环境相结合的景观。喷锚与立体柔性技术相结合可靠的安全保障性、施工的快速标准化和利于环保等综合技术经济优势,及其新颖而巧妙的防护观念和设计思想使边坡柔性防护技术有着很好的推广应用前景。
参考文献
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关键词:滑坡治理;抗滑桩;桩位;分析
Abstract: the landslide is a complicated system engineering, pile position plays a be a life-and-death matter's role in this complex system engineering of anti-slide pile position which, choose the right, can make the slope is stable, reaches the preset goal of management, if the pile position selection is not correct, not only make the project ended in collapse, and even the existence of security risks. Therefore, in landslide anti-slide pile location accuracy analysis becomes important. Due to the construction site geological conditions of each are not identical, some specific construction issues also each are not identical, this paper take Yunnan railway, highway as an example, expounds the construction control technology of anti-slide pile and pile deformation and internal force analysis of slip.
Keywords: landslide; anti-slide pile; pile; analysis
中图分类号:P642文献标识码: A 文章编号:
一、前言
抗滑桩是滑坡治理的关键与核心,长期以来,抗滑桩作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中,它涉及多个学科范畴。以往对抗滑桩桩位的计算方法以及滑坡施工控制技术,已经不能很好的适应实践的要求,因此,亟需一种新的抗滑桩桩位的计算方法及施工控制技术来迎合这种滑坡治理工程的需要。这涉及到抗滑桩的类型,以及成孔质量保证、钢筋笼不变形及不下沉、如何将桩点定位,不发生位移与偏离等诸方面的要素,只有这些要素都符合科学的计算,精准的定位,才能使滑坡治理的综合系统工程更加圆满。
二、抗滑桩的类型
抗滑桩按施工方法可分为:打人桩、钻孔桩和挖孔桩;按材料可分为:木桩、钢桩和钢筋混凝土桩;按桩的截面形状可分为圆形桩,管形桩和矩形桩等;按桩与周围岩土的相对刚度分为刚性桩和弹性桩;按结构型式可分为排式单桩、承台式桩和排架桩。抗滑桩的抗滑作用主要是利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力。与其它抗滑工程如抗滑挡墙、锚杆等相比,其具有抗滑能力强、适用条件广泛、不易恶化滑坡状态、施工安全简便,并能进一步核实地质条件等突出优点。由于抗滑桩在治理滑坡及维护边坡稳定上的突出优点,使抗滑桩广泛应用于矿山边坡、铁路、公路滑坡、工业与民用建筑基坑支护、港口等边坡工程中。且抗滑桩的单桩截面已达3.5 * 7.0 m,单桩的长度已超过50 m。在滑坡治理及边坡工程中,针对不同工程地质条件.采用不同类型的抗滑桩进行边坡加固与滑坡治理取得了大量成功的经验,随着国民经济建设速度的加快.其应用前景将更加广阔。
三、抗滑桩施工控制技术
1.成孔质量保证措施
抗滑桩要严格按设计图施工。同时,将施工的开挖过程视为对滑坡进行再勘察过程对待,及时地质编录,及时信息反馈,以利于调整和优化施工设计。抗滑桩施工前,须平整清除井口及周围的分散堆积物,做好施工区的地表截、排水及防渗工作,严禁井口积水。孔桩开挖深度和断面不允许欠挖,不得有尖角,开挖断面不得小于桩身设计断面与砼护壁厚度之和,护壁后的桩井净断面不小于桩身设计断面尺寸。桩井垂直度误差应符合规范和设计要求。在地下水集中渗漏处,井壁支护前应采用引水管将水引出,浇筑时扎、堵管口,并埋入混凝土中。护壁砼强度应按设计强度等级配制,同时保证其具有良好的和易性,以便于进料灌注和振捣密实。
2.防止钢筋笼变形措施
焊接抗滑桩的钢筋笼时,应焊牢箍筋、加劲筋与主筋,而且要求主筋必须调直。对于钢筋笼对接应当确保同一铅垂线上。钢筋笼的安放应首先对准孔位,然后避免碰撞孔壁,通过确保定位准确后立即固定。
3.防止钢筋笼上浮、下沉的技术措施
抗滑桩所采用的混凝土应确保搅拌符合配合比施工要求,同时应保证混凝土的和易性,坍落度适宜控制在20±2cm范围之间。采用导管法兰则应焊接导向斜面,以避免拔导管时造成导管挂笼。另外应采取迅速浇灌以及缩短浇灌时间,防止混凝土初凝形成硬块,另外采用扶笼器把钢筋笼固定起来,并压在井门下,限制钢筋笼活动。
4.防止桩位偏移,保证桩点定位的措施
通过采取精心测量,反复校验。对桩位点逐个打灰桩,在桩点开挖前做十字定位控制。每施工一根桩,用极坐标法对桩点再进行一次复检。钢筋笼必须居中,以免偏移,钢筋笼应加设钢筋笼定位卡。
四、抗滑桩变形及内力分析
1.滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析
对于滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析主要作为悬臂梁求解。当其分别受均布荷载及线性荷载时,由变形微分方程式
,
并考虑在滑动面处其转角及位移边界条件分别为øA 及xA。可求得均布荷载下抗滑桩滑面以上部分的位移及转角方程为
线性分布荷载下抗滑桩滑面以上部分的转角及位移为
2.滑动面以下抗滑桩的内力及变形分析
抗滑桩位于滑动面以下部分主要为地基梁,采用地基梁理论确定其变形及内力。当受均布荷载及线性荷载时分别讨论如下:
(一)当受均布荷载作用时(k法),桩顶受水平荷载时抗滑桩挠曲微分方程为
其中:xKBp为地基作用于桩上的水平抗力,。引入变形系数,即,上式可写为
解上述微分方程,得到滑动面以下桩身任一截面的变位和内力的计算公式:
其中:
当桩底为自由端时,Mb=0,Qb=0,可得
(二)当受线性分布荷载作用时(m法),桩的挠曲微分方程为 。
结合边界条件解该方程可得
式中:、、、分别为锚固段桩身任一截面位移(m),转角(弧度).弯矩(MN·m).剪力(MN);、、、分别为滑动面处桩的位移,转角,弯矩(MN·m),剪力(MN);Aj、Bj、Cj、Dj分别为随桩的换算深度而异的“m”法影响函数值;E为混凝土的弹性模量,MPa;I为桩的截面惯性矩.m4;为桩的变形系数,m-1。
,当j=0时,取
,当j=0时,取
,当j=0时,取
,当j=0时,取
上述公式中规定:若K为正整数,则(-K)!=。为保证计算精度,各式中应取m为≥4的的正整数。
当桩底为自由端时,有
3.抗滑桩设计实例
利用所编制的抗滑桩内力、变形分析与制图程序,对延吉至图们高速公路中里滑坡抗滑桩进行了设计。确定了该抗滑桩的变形、弯矩、剪力及桩与周围岩土体间的压力,如图1所示。
同时对该抗滑桩底部边界条件变化时及不同地基弹性抗力系数时内力的变化进行了对比研究,其结果如表1所示。
表1不同地基弹性抗力系数及桩底约束条件时桩内力的变化情况
可以看出,当地基抗力系数及端部约束在所给范围内变化时,其内力变化较小。底部为固定端时剪力变化较大。底部为固定端约束的情况应予以避免。
4.抗滑桩结构设计及桩侧应力复核
由计算所得内力对抗滑桩结构按混凝土结构设计规范(GBJ一89)进行结构设计。对于桩对周围岩土体的作用进行桩侧应力复核。按地层情况分以下两种情况进行:
(一)土、松散地层桩侧应力复核桩身对土及松散地层的侧壁压应力应符合
(二)较完整岩质、半岩质地层
对于中里滑坡桩身对岩体的侧壁压应力应符合其中c为折减系数。根据岩体的风化程度、裂隙发育程度及软化程度,通常取0.3~0.5,对滑坡凝灰质砂岩取0.3。K为岩层构造在水f方向换算系数,通常取l~0.5,对中里滑坡凝灰质砂岩取为凝灰质砂岩的抗压强度。
对抗滑桩的以上评价及滑坡推力等桩没计前期分析编制了设计程序(APD),使抗滑桩的设汁简捷、准确,具有广泛的应用前景。
五、结束语:
抗滑桩桩位的选择及其治理不仅是一个技术挑战,更是一个治理工程对技术人员的科学严谨态度的检验,因此它需要科学、精准,不能出现微小偏差。本文通过结合云南公路、铁路潜在滑坡体治理工程项目,提出采取抗滑桩治理滑坡方案,对抗滑桩的施工进行详细的探讨,同时提出抗滑桩治理滑坡施工的关键控制技术,及其抗滑桩变形及内外力分析,可为滑坡治理工程提供技术上的借鉴。
参考文献
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