边坡处治毕业论文（共6篇）
边坡处治毕业论文 篇1
边坡处治技术总结
摘要：以汕昆高速板江段T22标K113+609~K113+694左侧边坡为背景。分析边坡滑塌的成因机制，总结边坡施工工艺及施工中应注意的问题，以及边坡滑塌后的处治方案。
关键词：边坡 处治技术 框架 锚索
1工程概况
汕昆高速公路贵州境板坝（桂黔界）至江底（黔滇界）高速公路土建工程第T22合同段，起点位于贵州省兴义市境内。合同段起讫桩号为：K111+500～K119+600，标段全长8.1km，合同造价2.56亿元。主要工程有：路基土石方挖方164万方，填筑145.46万方，大桥978m/3座，中桥82.5m/1座，涵洞及通道28座，车行天桥58.5m/1座，跨线桥23.54m/1座。
K113+609～K113+694段左侧滑坡属于板江线T22合同段1工区，行政隶属贵州省兴义市乌沙镇田坝村。在板江线总体施工图设计中，该段路堑边坡为2级边坡，坡率为1:1.0，后经优化设计将该段路堑边坡坡率变更为1:2.0，最高处设有4级边坡。坡面均采用人字形骨架护坡植草进行防护处理。
2010年11月2日，下午13点40分左右，现场工人在进行第二级边坡人字形骨架施工时，发现该段边坡左侧部分有滑动迹象，随立即停止作业撤离现场，约5分钟后左侧部分边坡已整体下滑，滑距约7m，在K113+655处产生一条纵向裂缝贯通整个坡面，裂缝平均宽1.0～1.5m左右，最宽达2.5m，深度2.5～3.0米，最深达4.0m。目前坡顶处形成 1 断裂缺口及垮塌，坡脚处滑塌侵入路基范围约3m左右，在坡脚形成高达3.0m的鼓胀丘。大裂缝右侧一级边坡及平台受滑塌影响，已出现数道裂缝。
2滑坡的成因机制
经分析，影响K113+609～+694段左侧滑坡稳定性的因素，主要为地形地质条件、降雨及地下水、边坡开挖等。
2.1地形地貌：项目区内地貌特征主要为两低洼冲沟夹一山梁，滑坡处在山梁坡脚，发育在单斜较陡地形，为滑坡的产生提供了有利的地形条件。
2.2地层地质：项目区地层岩性主要为泥岩，岩层顺坡倾向坡外。上层强风化泥岩节理裂隙发育，多泥质充填，岩体较破碎。下层中风化泥岩顶面有一层1～3cm厚软弱泥化夹层，可塑～流塑状。易滑的地质条件为滑坡的滑动提供了有利的地质背景。
2.3降雨及地下水：该滑坡区位于亚热带湿润季风气候区，雨水充沛，降雨主要集中在6～9月，区域内年降水量1300～1600mm。特别是经历2010年初大旱，岩土体干裂失水，而下半年连续降雨，降雨强度和降水量大，不仅增大滑体容重，而且由于滑体裂隙多，有利于降水入渗到坡体中，受到下部较完整岩体阻隔，使得岩土体含水量增加、泥化夹层进一步软化，抗剪强度大大降低，降低坡体的稳定性，产生滑动。
2.4边坡开挖：在建板江高速公路路基边坡的开挖，改变了自然坡体的平衡状态，特别是坡脚部位的开挖，使坡脚原有支撑丧失，临空面加大，为滑坡的形成提供了滑动空间，使坡体的稳定性降低，导致滑坡沿软弱地层产生滑动和变形。
如上所述，复杂的地形、地质条件，松散破碎的易滑地层，不利的软弱结构面等是滑坡形成的主要内因；降雨入渗、地下水作用和人工边坡开挖是滑坡形成的主要外因。内外因共同作用下，形成滑坡灾害。
3边坡处治方案
根据现场工程地质调绘及挖探结果，对该滑坡采用综合治理措施：加强截排水的基础上，坡脚设置抗滑挡墙，坡面采用锚索（杆）框架防护进行防护。
3.1刷坡减载工程
按四级阶梯状放坡，各级边坡坡率均为1：2.5，一、二、三级边坡高均为8.0m，四级边坡最高9.15m。每级边坡间设置3.0m宽刷坡平台。
3.2坡面防护工程
刷坡形成分级边坡后，在二、三、四级边坡采用锚杆框架进行防护，锚杆框架坡率顺刷坡坡面为1：2.5，锚杆框架梁格间距3.0×3.0m；框架梁采用C25混凝土浇筑，截面尺寸30×30cm；在横梁竖肋节点处设锚杆，锚杆长度6.0m，锚杆倾角30°，锚杆采用28螺纹钢筋。框架下部1.5m格梁内采用M7.5浆砌片石封闭，厚度为30cm，设泄水孔。
3.3抗滑支挡工程
在一级边坡设置锚索框架防护，共7片，框架单片宽9.98m，高度7m，坡率为1:2.5；框架梁采用C30混凝土浇筑，截面尺寸50×50cm，每片框架布设4排8孔锚索，锚索长度为14.0m，锚固段长7.0m。每孔锚索5束钢绞线，锚索倾角为30°。
在路基边坡坡脚距路基边沟3.0m处设置路堑墙，墙顶面宽1.5m，高3.5m，高出路面2.0m，面坡1：0.3，背坡1：0.2，挡墙底面坡率0.2：
1，总长86m。墙体设置一排φ75泄水孔，水平孔距2.5m，进口侧设砂砾石反滤层。
路堑墙后设置3.15m宽平台，对平台后锚索框架下部设置1.5m高M7.5浆砌片石护面墙，墙厚80cm，设泄水孔。
3.4平台铺砌及截排水工程
各级边坡平台采用30cm厚M7.5浆砌片铺砌，每隔3m预留50×50cm花池或树坑，不作铺砌；在路堑墙后一级平台上设置Ⅰ型平台排水沟，长84m；在二、三、四级刷坡平台上设置Ⅱ型平台排水沟，总长170m；在滑坡外围设置一道梯形截水沟，底宽50cm，内壁坡率为1:0.5,总长183m；设置30cm宽矩形排水沟，将平台排水沟汇水引入截水沟中，总长50m；截、排水沟均采用M7.5浆砌片石砌筑。
3.5绿化工程
在各级边坡锚索（杆）框架网格中进行喷播植草绿化，共1901m2。
4、结语
目前可供采用的边坡加固措施很多，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、压坡措施以及植物框格护坡、护面等，在边坡治理工程中强调多措施综合治理的原则，以加强边坡的稳定性。然而随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡的处治技术要求也越来越高。如采矿边坡可达300～500m，在新西兰已达1000m；举世瞩目的长江三峡工程，其双线连续五级船闸是世界上规模最大的船闸，位于山顶劈岭下切的岩槽中，土石方开挖量达3700万立方米，形成的花岗岩体高边坡高度达l70多米，且下部为50～60m的直立岩墙，在边坡加固中仅锚杆用量就达18万多根。
可以预见，随着科学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步走向完善。
边坡处治毕业论文 篇2
1 崩塌发生的成因分析
1.1 地形、地貌条件
崩塌区位于宕昌至武都G 212线K 383+930～+980段岷江河谷左岸, 崩塌区河床宽度35～40m, 该区段岷江河谷两岸岸坡呈不对称的V字型, 左岸边坡为岩质边坡, 岸坡陡峻, 自路面向上70m范围内岸坡近直立, 坡角80°～85°, 向上有一相对较缓平台, 坡角50°～65°, 宽度5～10m, 以上逐渐变陡, 坡顶与河床相对高差大于500m, 基岩裸露, 地表植被极少, 右岸有残留的一、二级阶地, 一级阶地宽为20～30m, 高出河床1.5～2m, 主要由冲洪积块、碎石土构成, 二级阶地高出一级阶地近10m, 现一、二级阶地均已垦为耕地。
发生崩塌的岩石坡角为80°～85°, 接近直立, 陡竣的坡面是产生崩塌的基本条件。
1.2 工程地质条件
崩塌区外露的地层岩性为志留系薄层～中厚层～厚层状灰岩, 青灰色, 夹白色方解石条带, 层间裂隙不甚发育, 垂直层面发育有2组裂隙, 裂隙间距2～4m, 岩体整体呈块状结构, 沿裂隙及层间物理风化强烈, 充填泥状物, 岩层产状与岸坡基本一致。在5.12汶川大地震中, 岸坡岩体受地震影响, 整体发生错动, 局部卸荷加剧, 现岸坡发育有两条较大的顺层卸荷裂隙, 卸荷裂隙宽度为0～20cm, 倾角70°左右, 两条裂隙自地面向上连续贯通, 卸荷裂隙面相对平直, 使卸荷体整体处于欠稳定状态。加之山体降水多沿裂隙下渗, 加速了对岸坡岩体的破坏。从上述工程地质条件看, 该边坡属岩质高边坡岩层, 陡坡顺坡向临空支撑力差, 岸坡岩体卸荷裂隙发育, 坡面存在危岩危块, 边坡处于欠稳定状态, 已发生崩塌的只是部分岩体, 其余部分在外力作用下再次发生崩塌的可能性仍然很大, 存在极大的行人和行车安全隐患。
1.3 地震裂度
根据《中国地震动参数区划图》 (GB 18306—2001) , 崩塌区地震动峰值加速度为0.2g, 地震动反应谱特征周期为0.40～0.45s, 相当于地震基本烈度Ⅷ度。崩塌区位于地震多发带, 特别是5·12汶川大地震及其余震均对岩体造成松动, 这是引起本次岩体崩塌的诱发因素。
1.4 降水条件
该崩塌地区地处大陆腹地青藏高原边缘, 为暖温湿润向北亚热带湿润气候的过渡地带, 受境内高山深谷的影响, 气候差异悬殊, 年平均降水量为664mm, 降水具有时间短、强度大的特点, 地表水通过基岩裂隙、松散岩类孔隙转化为地下水, 在水压力作用下, 岩石裂隙间的粘聚力和摩擦力降低, 增加了岩体的重量, 促进了岩体崩塌的发生。
2 崩塌处治的原则与方案
2.1 处治原则
依据对现场的勘察, 该处岩体本次崩塌发生后残留的岩石临空面及两条较大的顺层卸荷裂隙, 在外力因素作用下仍有可能再次发生一定规模的崩塌。由于坡面高陡, 采用支挡、刷坡、拦截或遮挡构造构造物的施工难度大, 工期长, 投资大, 且不能完全消除崩塌对公路的威胁。因此, 对该崩塌的处治以施工简单、安全可靠、经济合理为原则。依据此原则, 实地勘察有就近绕避、改河绕避和跨河绕避三个实施方案。
2.1.1 就近绕避方案
将路线K 383+740～k384+208.89段向河岸一侧适当位移, 距现崩塌位置边缘约9m, 改线总长度468.89m, 沿河一侧需修建路肩式浸水挡墙300m, 占用耕地0.14hm2, 为了消除崩塌临空面及附近危石对公路的威胁, 需要采用小爆破清除坡面危石7000余方。同时, 为了保证行车安全, 应在路肩式挡墙顶上连续设置墙式护栏, 并在改线段前后位置设置崩塌警示标志, 提醒过往行人和行车安全。
该方案具有工程量小、造价低、工期短的优点, 但距离崩塌区域近, 需采用小爆破清除坡面危岩, 施工期间安全问题难以处理, 且清除后不能完全排除新的落石或整体坠落, 因此该方案作为比较方案。
2.1.2 改河绕避
将路线K 383+740～k384+200向河岸一侧改移, 路线从现河道中心位置通过, 距现崩塌位置边缘25m, 改线总长度460m, 沿河一侧需要修建路肩式浸水挡墙340m, 改移河道212m, 改移河道宽度不小于现河道宽度35m, 路基高度根据1/50设计洪水频率推算不小于6m。为保证改移河岸稳定, 需要修建护墙212m, 改线占用耕地0.34hm2。同时为了保证行车安全, 需要在路肩式挡墙顶上连续设置墙式护栏340m, 并在改线段前后位置设置崩塌警示标志, 提醒过往行人和行车注意安全。
该方案通过改移河道, 适当绕避崩塌区域, 工程量较小, 便于施工, 工期较短, 造价较底, 且可以完全消除崩塌对公路的威胁, 作为推荐方案。
2.1.3 跨河绕避
将路线K 383+740～K 384+182.25向河岸右侧改移, 路线通过桥梁跨至河对岸从现一级阶地位置通过, 距崩塌位置边缘65m, 改线总长度442.28m, 需新建3～20m中桥2座, 沿河一侧修建浸水挡墙254m, 改线需占用耕地0.38hm2。
该方案通过直接跨河远离崩塌区域, 可以彻底消除崩塌对公路的影响, 但工程量大、工期长、工程造价高, 且改移后占用耕地面积较大, 故作为比选方案。
2.2 崩塌处治方案的确定
通过对上述三个方案的比对, 系统分析各方案的安全、技术、经济和工期情况, 最终确定将改河绕避的第二方案确定为处治该崩塌路段的实施方案。
3 改河绕避方案的主要工程内容
3.1 实施方案的主要技术指标
该方案的具体技术指标为:路线全长460m, 路基宽度8.5m, 设2个平曲线, 平曲线最小半径120m, 最大纵坡6.7%。
3.2 路基防护
本工程路段采用沿溪线。设计中以路基安全、稳定为原则, 根据实际情况, 采取路基沿河一侧设置路肩式浸水挡土墙, 在山体崩塌路段范围内靠山体一侧设置挡渣墙, 防止山体再一次崩塌及落石对交通安全的威胁, 为保证改移后河道右岸稳定及保护耕地, 需要修建护岸墙。
本路段共需设置挡土墙314.95m, 挡渣墙95m, 护岸墙220m。项目所在区域地震烈度较高, 加之受冰雪灾害及5·12汶川地震的影响, 公路沿线支挡、防护等构造物破损严重, 为提高构造物强度, 将浆砌片石挡土墙砂浆标号提高一级, 采用M 12.5浆砌片石墙身、M 10水泥砂浆勾缝, 挡土墙基础采用C 20片石混凝土基础。
3.3 路基、路面排水
为了保证路基安全、稳定, 路基、路面排水工程中结合沿线地形、气象、水文及桥涵构造物设置情况, 采用边沟、排水沟、急流槽等设施, 施工中注意进出水口的工程处理, 使各种排水措施紧密衔接, 形成完善的排水系统。
3.4 路面
本项目公路自然区划属V 1区, 确定的沥青路面结构, 见表1。
3.5 桥梁、涵洞
本路段共设置了两道新建涵洞, 新建涵洞设计荷载为公路—1级, 涵洞与路基同宽, 设计洪水频率1/50, 设防地震烈度为Ⅷ度。无新建大中小桥。
由于陇南地区已进入雨季, 岷江河水暴涨, 为保证改移河道宽度及岷江右岸稳定及保护耕地, 需修建护岸墙, 为确保护岸墙的有效实施, 需在K 384+100处修建钢便桥一座及50m便道。
3.6 取土、弃土工程
本路段路基均利用借土挖方进行填筑, 为了保护环境、节约用地, 施工时应尽量在本工程指定的取土场地取土。本路段共设置一处取土场, 位于路线K 386+500左侧旧路山坡坡脚处, 严禁从农田中取土。本路段弃土场主要设置在K 383+940左侧的旧路路基外侧。禁止乱挖乱倒, 破坏环境, 压占河 (沟) 道。取土施工时严禁爆破施工, 以免引发山体崩塌或垮塌, 注意安全施工。
4 结束语
关于高边坡综合处治施工细节分析 篇3
【关键词】高边坡；预应力锚索；锚杆；绿化；二次注浆
1、工程案例
本區属剥蚀丘陵地貌区，山顶高程约210.0米，坡脚高程约161.0米，相对高差49.0米，自然斜坡上缓下陡，坡度约20°～30°。根据现场钻探结果，该段斜坡地由第四系土层的坡积亚粘土和下代基岩的震旦系变质砂岩组成。其岩体破碎，节理裂隙密闭，土层及岩层潮湿，含水量较高，且线路处于亚热带季风气候区，雨量充沛，降雨集中，区内叶脉状水系发育，地表水丰富。故所以按高边坡综合处治。
2、设计处理方案
按挖方高度分为四级边坡，设计为台阶状，每级高10m，1~2级边坡坡率1：0.5～1:1，3级边坡坡率1：0.75，4级边坡坡率1:1：平台宽度均为2m。第一级边坡采用φ32锚杆框架加固，第二、三级采用4束预应力锚索框架加固，第四级边坡采用拱形骨架，坡面都采用三维网植草防护，在疏引排水方面，在堑顶设置截水沟，每级平台设置平台水沟，并在K29+520和K29+552.50处设置急流糟。这样便达到了坡体加固，疏导雨水、绿化坡面的综合治理。
3、高边坡的施工
3.1施工顺序：高边坡施工要严格按照从上至下的开挖施工顺序逐级开挖，并且在开挖前最好先完成堑顶截水沟的施工。在进行下一级边坡开挖前，要待上级边坡锚固工程全部实施并产生加固作用后，依次遵守逐级开挖，逐级加固，直至全部防护工程结束为止。
3.2锚杆施工：锚杆钻孔前，先测量定位、搭设架体，并注意搭设架体时按设计调整好杆体与坡面的倾角。然后按设计图纸布孔，施工时按照由上至下的，错开一个孔位钻孔施工，钻孔深度应超过锚杆的设计深度0.5m。同时做好钻进记录以及岩粉的记录。
3.3预应力锚索施工：锚索的钻孔施工与锚杆施工方法相同。值得注意的是锚索的制作工序，锚索应平直，除锈除油，锚索自由段要涂强力防腐涂料，并套φ20～22mm的PVC管，套管两端10～20mm长度范围内用黄油填充，外浇工程胶布固定，避免孔内压浆时，水泥浆灌入自由段的钢绞线；锚索制作时，其长度要增加1.5m的张拉段，锚孔成孔并清孔完毕后，要立即放置锚索并注浆。此段锚索注浆采用二次注浆施工，制作时需将注浆管及二次注浆管用箍环与锚索一起绑扎。第一次注浆采用材料为M30水泥砂浆压力不小于1.0Mpa，第二次注浆材料为M30纯水泥浆在已注浆体初凝时进行,压力不小于2.0Mpa。
3.4其他防护工程的施工：框架梁施工要做到框架梁顶面的平顺和美观，钢筋间距满足设计要求，横梁每隔10～15m设置一道伸缩缝，缝宽2cm，采用沥青木板填塞，深度不小于20cm。如果遇到梁底凹处要采用同标号砼找平，再绑扎钢筋。
砌体工程施工时，要按设计尺寸要求施做，严禁先砌后填。一般要求先行施做基础，然后施做同级坡面的上部砌筑工程，避免产生人为接缝和潜在结构变形及表水渗漏隐患。
4、高边坡的维护
在高边坡综合处治施工完成后，便可以对坡面进行绿化以减少雨水对坡面的冲刷。由于山体的开挖及防护工程施工后，改变了原有山体的排水流向及流量，在一定时期内，雨水及地表水会经过反复的冲刷、排水，从而产生新的排水体系，达到自然稳定的排水状态。
5、高边坡施工过程中遇到的技术问题及对策
5.1钻孔漏风不回渣、卡钻：以上情况多出现在碎石土地层、岩层交接面处，裂隙发育地段及断层破碎带内，主要对策：a、选择回转式冲击钻，并且根据岩层的可钻情况加大冲击功率。b、钻杆采用螺旋钻杆，以利于清除钻孔过程中掉落的小的砾石。C、采用二次成孔，围岩异常破碎地段，采用慢速推进，如出现突然进尺则立即退钻注浆，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，凝胶时间3-5min，待浆液达到8h后，再行施钻，并密切关注钻机速度以及时进行注浆固结岩体。
5.2锚杆、锚索制作、注浆时机及施工成本的控制：锚杆、锚索的制作多在现场根据钻进深度进行，如果按钻孔完成一个安装一个注浆一个的施工程序，施工的周期长，速度慢，并且砂浆量太少不易于搅拌、施工质量也不容易掌握。针对以上情况，可在施工前按设计数量计算注浆量，从而确定钻孔数量，在完成一定数量后再统一安装锚杆锚索，然后注浆施工。并在施工过程中总结实际注浆量与设计量的偏差，以便及时控制浆液用量。
5.3二次注浆施工的压力控制：锚索施工的二次注浆使更多的水泥浆渗透岩土体裂隙，使被加固的破碎岩体更加密实，而使锚索的承载力得以提高的目的。所以，在安装一次、二次注浆管时，选择的材料耐压强度要比设计注浆压力高一等级。这样可以在注浆施压时减少爆管的事件发生，再则是在制作、安装时注意注浆管平顺、无折管、扭曲现象。否则会容易造成堵管使管壁压力迅速提高，最终导致爆管。在加压注浆时，加压的速度不能太快，应逐级渐进加压，以便浆液顺畅通过个别“瓶颈”节点(这些节点只是在安放时产生的偶然截面变形，只要浆液缓慢通过便可恢复正常截面，若浆液太快行进会造成瞬间压力突变，可能发生爆管)。二次注浆时，应注意观察和控制注浆泵的压力，当经过约1min压力表读数上升至2～3Mpa时，水泥浆体补劈开，此时压力表读数急剧下降，然后再继续加至2～2.5Mpa，停留1min即可停止注浆。
5.4锚杆、锚索的防腐、防锈问题：锚杆、锚索施工设计为永久性工程，在施工中要注意锚杆、锚索的防腐防锈防蚀的处理。在原材料堆放保管就要做到仓库堆放，不到制作安装的时候，不得将其暴露于施工现场。在制作安装时，要注意将场地硬化，锚杆、锚索制做完毕后就及时安装，安装完毕后要及时注将封闭。二是注浆材料的施工配合比要控制好水灰比的大小，一般设计要求为0.4～0.6，最好能控制在0.45～0.5。三是控制好张拉时的张力，应严格按设计应力张拉，不得由于过度张拉而造成对锚杆和锚索自身过度变形，导致加快对其的腐蚀速率。
5.5排水工程与周围地表排水系统的联系：在施工排水工程时，除了按设计完成截水沟、平台排水沟及急流槽等设施外。还要注意与其周围地表排水系统的现状，尤其是鸡爪地形、冲沟及垂直落差较大等地形，对于鸡爪地形，可以将主排水沟加以砌筑，其他分支可以土回填平原地面进行处理；冲沟如果长度、宽度比较小，可以填平，否则需做引水施工；垂直落差大的台阶或坡面，除了做急流糟处，还应适当增加消防池或跌水井，以防止对沟底的冲击。
6、结语
高边坡的处治在我国近十几年来，设计日趋合理，施工工艺日趋完善，由过去的单一排水、砌体防护，到现在的排水、砌体防护、永久性加固、植树植草绿化等综合处治施工。但是，人们对以上的设计和施工的重视的同时，却忽略了在完工后对高边坡的维护和细化施工的工作，往往由于大暴雨后造成了堵塞、积淤等未及时处理，从而导致边坡冲刷，甚至引发塌方的现象发生。
参考文献
[1]《岩体锚固工程技术》
[2]《建筑地基基础设计规范》
边坡处治毕业论文 篇4
随着我国公路工程建设逐步从东部平原向中、西部山区转移,高填路堤的安全性问题日益突出而受到广泛研究。高填路堤的安全性主要包括边坡稳定、地基稳定和变形稳定三个方面[1]。三者各有侧重而又相互关联相互渗透的;前两者往往关乎路堤的承载力、具有突发性而第三者相对是影响工程的正常使用而时间上具有缓变累积、量变到质变的特性。其中边坡稳定性问题是其中的核心纽带,同时也是工程实际中出问题最多、最常见和危害最严重的,因而往往受到重点关注。
狭义的路堤边坡是指人工填筑形成的填筑土边坡,其稳定性往往可以通过设计边坡形态(包括填土高度、路堤边坡坡比、地基倾斜角等),控制填土质量,进行坡面防护等措施加以保证。研究表明[2,3,4]:边坡形态中地基倾斜角对路堤边坡稳定性影响最大,填筑土高度次之。
工程实际中的高填路堤边坡破坏,往往是由于高填路堤所处地基由于各种因素导致承载力不足、变形过大而带动整个路堤边坡失稳。此时,传统的将填筑路堤简化为上部荷载,对地基土中任意一点的应力状态进行分析的地基稳定性验算的方法显然也是不够全面[5]。故本文基于工程实例,将人工填筑土层与地基土层整体地质建模,进行边坡稳定性分析。在各因素参数敏感性分析的基础上,结合现场路堤边坡变形破坏特征调查结果,综合得出边坡失稳机理,进而指导分析其处治措施。
1 原理方法和工程背景
1.1 边坡稳定性分析方法
边坡稳定性研究历史已有100多年的历史,随着工程实践的进行,特别是科学技术的发展进步,先后涌现了大批广泛接受的研究方法,分为确定性分析方法和非确定性分析方法两大类,其中前者又包括定性分析、定量分析。定性分析方法有自然历史成因分析法、工程类比法、图解法、优势面理论法、关键块体理论法、专家系统法;定量分析方法主要有数值模拟法和极限平衡法;不确定性分析方法则有可靠度分析法、模糊综合评价方法、灰色系统评价法、人工智能法、神经网络法等等[6,7,8,9,10,11]。
上述方法之中,各有优缺点,定性分析简便快捷并偏向于地质模型分析,是早期工程建设常用方法,但不能满足日益复杂的工程需要;定量分析中的极限平衡法往往采用垂直条分法(如图1所示),具有概念明确,力学原理清晰,分析思路易于理解和掌握的特点的且其计算结果是表达边坡稳定性状态的安全系数(FOS factor of safety,如式(1)所示),因而是最为广泛应用的方法之一[12],并被纳入规范推荐方法[13],而数值模拟法是随着计算机技术发展而日益流行的方法,其能模拟考虑到工程体实际的受力状态和性能,因而能较逼真地构建复杂的三维地质模型[14]并同样能通过强度折减法(式(2))得到安全系数[15];不确定性分析方法,则是考虑到了现场情况的复杂性和多变性,是对实际情况更多影响因素的考虑模拟和综合评价[16],但由于其模拟过程和结果往往难以理解而大多运用于学术研究方面而工程实践中直接应用较少。本研究采用目前应用最为广泛的极限平衡法进行计算。
式中:Fs为边坡安全系数;Mr、Ms为边坡抗滑力矩、滑动力矩;c为凝聚力;l为滑弧长度;N为法向力(Wcosα);φ为内摩擦角;W为土条的重量;α为土条底面中点的法线与竖线的交角。
式中,c、φ、t;c'、φ'、t'分别为岩土体折减前后的黏聚力、内摩擦角、抗拉强度。
1.2 工程背景
某高速公路高填方路堤段左侧为四级填方边坡,边坡高度32 m,由顶到底坡率依次为1∶5、1∶5、1∶1.75、1∶2,路堤中心填高19 m。设计将原始地面软弱粉质粘土层进行换填,并打入8 m碎石桩进行地基处理,设置0.5 m垫层之后再分层强夯填筑碎石路堤。路堤填筑到设计标高之后,现场持续一周强降雨之后,高填路段护脚强出现裂缝,沉降缝处墙身明显变形外移。路堤涵洞洞身、两端八字墙等部位均出现不同程度沉降、侧移,填方边坡衬砌拱出现裂缝,右侧涵洞排水沟有水流进入,左侧未见水流排除,路堤左侧民房开裂、坡脚马路“波浪式”变形(图2所示)。
滑动剖面地质情况如图3所示:滑动方向为80°、基本与线路走向垂直;原始地面坡度较缓,20~25°。填筑土以下依次是:粉质粘土夹碎石层,可塑,6~16 m厚;全风化和强风化砂质泥岩风化层,总共厚度8~14 m;以下是中风化砂质泥岩,夹含煤的炭质页岩。
综合室内试验、工程经验及滑面参数反演成果获得岩土体主要参数范围如表1所示。
2 失稳机理分析
2.1 分析模型
为分析出边坡失稳机理,对影响其稳定性的各项因素进行敏感性分析,这些因素主要包括岩土体性质和降雨。由于填筑的是碎石土粗颗粒,施工过程中遭遇持续强降雨时,雨水可通过颗粒间空隙渗入路堤内,从而形成孔隙水压力,对边坡会产生重大不利,分析模型如图4所示。
2.2 分析结果
按图4模型通过设置不同的水位,并按照表1设置不同岩土体参数,然后进行边坡稳定性计算,得到不同水位或参数值的边坡安全系数,其中天然状态和饱和状态之间中间值(50%)对应边坡最危险滑动面结果如图5所示:最危险滑面位于覆盖层与基岩交界面;滑面后缘位于坡顶,而剪出口位置也正处于坡脚公路“破浪式”变形区域后缘;边坡最小安全系数为1.054,表明边坡处于欠稳定状态,说明即将破坏。总体来说,模拟结果与实际情况基本相符。
不同参数值对应边坡安全系数结果如图6所示,可以看出各因素对边坡安全系数影响差异较大:水位变化影响最大,安全系数变幅达到0.5,且水位达到粉质粘土夹碎石层顶时边坡安全系数即小于1;各岩土体中,粉质粘土各参数影响最大,其次是填筑土,而基岩几乎无影响;同一土体各参数中,摩擦角影响最大,其次是内聚力、容重。
同时,各岩土体参数由天然状态(100%)到一般含水状态(50%),边坡安全系数始终在1.05~1.15之间,说明边坡在正常工况和一般降雨工况下都是处于基本稳定状态;而仅当粉质粘土夹碎石土强度参数降低到饱和状态时,边坡才会安全系数才小于1.0而处于不稳定状态。
综合分析结果,并结合现场情况,可以得出:
1)天然边坡是处于基本稳定状态,填方之后持续的强降雨导致坡坡内水位抬升、岩土体参数降低是滑坡失稳的直接原因;
2)滑坡失稳从沿粉质粘土夹碎石层沿基岩界面顺层滑动,并从坡脚15 m左右挤出,即其失稳机理。
3 处治措施分析
3.1 分析模型
通过滑坡失稳机理分析结果,并结合现场实际情况,拟定对该高填路堤滑坡采取单排抗滑桩的处治方式,桩长嵌入中风化基岩,结合所在剖面地层情况,桩长设为30 m,而对于布桩位置、桩间距及桩尺寸存在还需优化。故本节拟采用如图7所示模型:单排桩位置有距离坡脚5、10 m两种情况,桩间距2~10 m(0%~100%,50%=平均值=6 m),单桩抗剪强度200~1 000 t(0%~100%,50%=平均值=600 t),且首先分析抗滑桩对上节分析所得的最不利滑面支挡效果。
3.2 分析结果
按图6模型通过设置水位,并按照表1设置天然状态岩土体参数进行计算分析。指定滑面安全系数随桩参数变化结果如图8所示,可以看出600 t抗剪强度、6m桩间距的抗滑桩支挡作用下:5 m和10 m位置支挡边坡的指定滑面安全系数分别为1.293、1.304;相同桩间距和桩强度参数时,10 m位置设置桩的安全系数比5 m略高,因为对于指定滑面,10 m距离剪出口更近,支挡效果更明显。
为充分研究抗滑桩支护之后,边坡受力状态发生改变,相应潜在滑动面也有可能变化,故再分别全局搜索最危险滑动面,结果如图9所示:5 m设置和10 m设置抗滑桩边坡全局安全系数分别为1.155、1.223;边坡最危险滑动面均发生了变化,不同的是最不利滑动面仍穿过5 m位置抗滑桩而未穿过10 m位置抗滑桩,这就直接导致了即使减少抗滑桩间距(或增加强度)边坡全局安全系数仍不会发生改变;由此角度讲5 m位置设置抗滑桩更为安全合理。
5 m位置设置抗滑桩后,边坡全局安全系数随桩参数变化结果如图10所示,可以看出如果以1.3为安全系数设计标准[17],600 t强度桩间距需小于2.8 m,对应每米间距强度214 t,故建议每米间距桩强度需大于250 t。
4 结论
1)天然状态下高填路堤边坡是处于基本稳定状态,填方之后持续的强降雨导致坡坡内水位抬升、岩土体参数降低是滑坡失稳的直接原因。
2)滑坡失稳机理为填筑路堤、粉质粘土夹碎石层在其与基岩交界面顺层滑动,并从距离坡脚15 m左右挤出。
3)处治方案分析表明距离坡脚5 m设置抗滑桩比10 m位置设置更为安全合理,且抗滑桩每米间距强度应大于250 t。
摘要：高填路堤稳定性已成为制约山区高速公路建设的重要因素。以某失稳高填路堤为工程背景,基于将填方路堤和原始地基作为整体边坡考虑的基本思路,根据现场调查、勘察成果,构建典型地质剖面模型,通过极限平衡条分法,对边坡稳定性的影响因素,如水位、岩土体重度、内聚力、摩擦角等进行敏感性分析,计算得到边坡潜在滑动面剪出口与现场实际基本一致,并分析其失稳是在持续强降雨入渗、填方路基土强度弱化后,在填筑路堤、粉质粘土夹碎石层与基岩交界面顺层滑动剪出;最后分析不同抗滑桩设置位置、强度、间距支护作用下边坡安全系数及潜在滑面情况,推荐在距离坡脚5 m处设置抗滑桩且其每米间距强度应大于250 t的处治方案。
边坡处治毕业论文 篇5
1 红层岩土工程特性
红层渗水边坡地层组成为第三系红层岩体及覆盖的粉质粘土,自然坡度较缓。粉质粘土层厚一般为2 m～5 m,深处可达7 m～12 m,天然状态下稳定性较好,但在雨季坡体会出现滑塌或蠕滑变形,滑面多为岩土交界面;下部红砂岩在雨水浸润作用下,具有水稳性差、易风化崩解,最后呈渣状或泥状,强度不断降低,造成边坡稳定性差、地质灾害多发。
1)地质构造。盆地边缘分布厚度不等的粉质粘土、第三系砂岩、泥质粉砂岩及砾岩风化层,地表第四系覆盖层结构松散、孔隙大、保水性强,多处泉水出露,土体常处于饱和状态,春润及雨季极易蠕动,饱水条件下边坡易发生流泥、坍塌等地质病害,规模较大时形成滑坡,且破坏具有长期潜伏性和多次反复性。
2)岩土力学特征。粉质粘土:以黄色为主,局部呈红色,液、塑限高,容重大,保水性强,自稳性差。泥质粉砂岩:呈红褐色,为块状构造,常发育微细斜层理、交错互层等。砂岩:灰褐色、中厚层状～块状构造,岩质坚硬,崩解性较弱,抗风化能力较强。
3)水文地质特征。基岩裂隙水主要赋存于泥质粉砂岩、砂岩等岩体裂隙中,孔隙水主要赋存于覆盖层粉质粘土中,水位随地形起伏而变化,主要接受大气降水补给,随季节性变化而呈现较大的动态变化。试样抗剪强度—含水量变化曲线见图1。
2 红层路堑边坡失稳模式
红层路堑边坡失稳一般分为两类:一类是边坡的整体失稳;一类是局部浅层溜塌。整体失稳主要发生在高度超过15 m的较高边坡,在雨季,由于上部覆盖层土体含水量不断增大,岩土交界面与坡面呈大角度斜交、下部岩层风化严重或存在砂砾夹层的边坡极易发生整体滑塌。浅层溜塌的边坡整体稳定性较好,但局部覆盖层会发生小型溜塌。雨季土体含水量增大后,局部坡体稳定性较差,从而产生溜塌。溜滑体表面有网状张裂缝,底部有滞留水出露。红层路堑边坡易发生失稳滑塌,主要是斜坡岩土体平衡条件遭到破坏的结果,根据斜坡岩土特性,其滑动面有平面形和圆弧形两种,如图2,图3所示。
对图2,图3中滑体的受力体系分析如下:1)滑面为平面形时,稳定系数K=总抗滑力/总下滑力=E/T。2)滑面为圆弧状,稳定系数K=总抗滑力矩/总滑动力矩=(G2×d2+τAB×R/G1)×d1。当坡体稳定系数K<1时,坡体不稳定发生滑动;当K≥1时,坡体处于稳定和极限平衡状态,根据路基设计规范规定,边坡稳定系数应取K≥1.25。
3 红层路堑边坡破坏影响因素
红层路堑边坡破坏模式和灾变机理比较复杂,其影响因素比较多,且往往多个因素叠加,造成边坡渗水滑塌破坏比较严重。
3.1 水对红层边坡的影响
红层边坡开挖后在降雨条件下,地表水沿孔隙和节理下渗到土体及岩层内软弱夹层,使覆盖层土体含水量增大、红层崩解泥化,形成较大下滑力。红层边坡强度演化过程如图4所示,随时间的变化分为四个阶段:1)初期浸水崩解阶段。S0是红层未浸水之前的强度。红层初期浸水时与水的接触面较少,且崩解程度较低,其强度比初始强度稍有降低。2)崩解泥化阶段。随着崩解泥化的不断发展,裂隙不断向红层深部发展,从而导致强度快速降低。3)泥化红层应变软化阶段。崩解泥化的最后阶段是红层内产生一层连续的泥化红层,其强度远小于完整红层的强度,且渗透系数较低,从而阻止了崩解泥化向红层深处的进一步发展。4)泥化红层残余阶段。随着边坡在剪应力下的变化,泥化红层的强度会最终趋于稳定值,即达到泥化红层的残余强度Sr。
3.2 地层岩性的影响
软、硬岩层一般呈互层状出现,在雨季,会出现层间承压水而产生超静孔隙水压力,降低岩、土体的抗剪强度。泥化夹层岩性主要以泥夹全风化的泥岩为主,性状较差,泥约占80%～90%,可塑状。泥岩呈碎块、碎屑状,全风化,约10%～20%。夹层厚度在50 cm～100 cm之间。软弱夹层的存在加上由施工引起的临空面,是引起边坡滑塌的内在因素。
3.3 不利结构面组合的影响
结构面在红层路堑边坡失稳过程中具有破坏岩体的完整性、降低岩体结构的稳定性、控制岩体的变形破坏规律等多方面作用。岩层一般呈单斜构造,岩层走向与坡向基本一致,倾角与坡角基本一致或小于坡角,易产生大型滑坡。滑坡区域一般有断层存在,断层走向与边坡基本正交或大角度相交。
4 处治措施
4.1 减小边坡坡率和分级高度
对于第三系红层区泥质砂岩及其上覆盖粉质粘土的边坡,设计中应首先考虑减缓开挖坡率,并遵循“缓坡率、低台阶、固坡脚”的设计原则。坡率放缓的程度应根据边坡岩性、岩体结构特征、岩土交界面与路线的倾角等进行确定。通过对十天高速公路红层边坡的调研和总结,现将有关坡率、分级高度建议值列表,见表1。
4.2 加大边坡平台宽度
对于高度超过20 m、红砂岩上覆盖粉质粘土的挖方边坡,可加大岩土交界面处边坡平台宽度。一般挖方平台宽度为2 m左右,具体处治中可适当减小稳定性相对较好的红砂岩边坡平台宽度,同时加大岩土交界面处的平台宽度至4 m以上,以增加边坡的整体稳定性。
4.3 仰斜式排水孔
仰斜式排水孔能有效排除坡体的深层地下水,并能迅速降低地下水位,减少坡体内的地下水动力和渗透压力,增强抗剪强度(见图5)。具有施工方便、工期较短、节省材料和人工的特点。
排水孔主要在相对隔水层顶部、渗水土质坡面和出水带布设(见图6)。对雨季渗水严重、坡面稳定性差或坡高较大的边坡,则适当布置一定的系统性排水孔,其具体布置原则如下:
1)在岩土交界面或能施工排水孔场地的最低处须布设一排排水孔。2)设计中位置和数量均为原则性布设,施工中可根据开挖揭示地层及含水量等实际情况调整孔位、孔数以及孔深,以确保平孔排水工程效果。3)排水孔间距应视坡体含水层渗透系数和要求疏干的程度而定,一般按5 m～15 m间距布置,长度根据地层情况和渗水程度确定,倾角按10°～15°外倾以利水流顺畅。4)排水孔可采用矩形或梅花形布置,亦可单排、双排、多排设置,还可与支撑渗沟联合排水,以达到对整个边坡排水降压的目的。
排水管一般采用直径为75 mm～110 mm带孔PE管。带孔PE管的圆孔直径为10 mm,纵向间距50 mm,沿管周分三排均布排列;一排在管的顶部,其他两排分别在管的两侧,顶排的圆孔位置与侧排圆孔交错排列。靠近出水口约3 m长的范围内,设置不带槽孔的PE管。在靠近出水口至少60 cm长的范围内,用粘土堵塞钻孔与排水管之间的空隙。
4.4 支撑渗沟
支撑渗沟适用于排除边坡浅层滞水或引排边坡上局部出露的泉水,减轻坡面冲刷。设计中采用支撑渗沟结合拱形骨架共同加固边坡。支撑渗沟垂直嵌入坡体,基底需埋入潮湿土层以下较干燥而稳定的土层内,做成有2%～4%泄水坡的阶梯式。
支撑渗沟的间距取决于地下水的分布、流量和边坡土质等因素,一般采用6 m～10 m。支撑渗沟的宽度约1.2 m～1.6 m,其深度视边坡潮湿土层的厚度而定。由于引排的地下水流量较小,故沟底填以大粒径石料作为排水通道,沟壁做反滤层,其余空间可用筛洗干净的渗水材料填充,顶部采用干砌片石覆盖,其表面大致与边坡面齐平。支撑渗沟的下部出水口采用干砌片石垛支挡渗沟内的填料和排除所汇集的地下水。
4.5 坡面防护
针对红砂岩具有遇水易崩解,抗风化能力低,软化系数小等特点,设计中采用锚杆(锚索)框格梁对坡面进行防护,框格内浆砌六棱块或码砌土袋进行绿化。对于土质边坡可采用预制块拱形骨架护面或采用草灌结合进行生态防护。该防护形式必须结合仰斜式排水孔或支撑渗沟来设置,以保证防护的边坡处于干燥状态,防止因渗水边坡变形造成圬工防护的破坏。对于挖方总高度小于4 m的低矮渗水土质边坡,可通过码砌卵石笼支挡可能产生滑塌的边坡土体,同时可将边坡渗水从卵石笼中排出。
5 结语
本文结合十天高速公路项目中对第三系红层区渗水路堑边坡的处治实践,分析徽成盆地红层渗水边坡岩土工程特性,研究了坡体的失稳模式、破坏影响因素,并对红层渗水边坡的处治措施进行详细分析,得出主要结论如下:1)红层路堑边坡失稳类型主要包括:边坡整体滑塌、浅层溜塌等。2)红层路堑边坡破坏影响因素有:地下水、地层岩性、不利结构面组合等。3)红层路堑渗水边坡的处治措施主要有:减小边坡坡率和分级高度、加大边坡平台宽度、设置仰斜式排水孔、支撑渗沟等。4)红层路堑渗水边坡常用的坡面防护形式有:锚杆(锚索)框格梁、预制块拱形骨架或草灌结合生态防护、码砌卵石笼等。
参考文献
[1]交通部第二公路勘察设计院.公路设计手册[M].北京:人民交通出版社,1996.
[2]姚祖康.公路排水设计手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3]庞志伟.边坡水平排水孔布设模式研究[D].昆明:昆明理工大学硕士学位论文,2003.
[4]邹隽.富水高陡路堑边坡深层排水技术研究[D].长沙:长沙理工大学硕士学位论文,2008.
[5]周强科,陈博,周晗晗.浏醴高速公路红砂岩路用工程性质试验研究[J].山西建筑,2012,38(28):142-143.
边坡处治毕业论文 篇6
1 滑坡工程概况
百罗高速公路K822+460～K822+570段边坡为四级边坡,坡比1∶1,原防护方案为浆砌片石窗式护面墙,在建设交工6年后于2011年8月,随着汛期几次强降雨后,一级边坡和二级边坡间排水沟被挤压变形明显,一级边坡坡顶下滑与平台间出现28m长的裂缝(见图1),最大宽度有3.6cm,在K822+302处的一级边坡两个窗式片石间出现一条宽度较大的纵向裂缝,两侧有错位。另经勘察,在二级边坡顶平台也出现一条21m的裂缝,裂缝宽度为1.4～3.1cm。部分窗式片石横向出现拉断,边坡岩土体整体下挫滑移,边坡有整体失稳趋势(见图2),严重影响了高速公路安全,为确保边坡稳定和公路正常运行,须采取一定措施防范。
2 工程地质及水文条件
该边坡属路堑边坡,一、二级边坡原已采用浆砌片石窗式护坡,三级边坡为钢筋混凝土格梁护坡,四级边坡为植被护坡。
边坡表层一、二级边坡为残坡积亚粘土及碎石土,碎石成分为粉砂岩和泥岩碎屑,窗内坡面裸露部分自生零星杂草。三级边坡为断层角砾岩,断层角砾岩呈灰黑色,主要成分有碎裂岩、断层角砾岩、糜棱岩,具垂直分带性,格梁方格内尽是风化岩,很难生长草木。四级边坡为土质边坡,布满杂草树木。
根据详细勘察,边坡地下水主要是基岩裂隙水,主要分布在基岩的风化裂隙中和构造裂隙中,主要接受大气降水。边坡虽然已进行保护,但经过运营6年的降雨补给,雨水从开放的窗内流入,一二级边坡接受降雨补给较多,对边坡稳定性有较大影响。
3 处治措施
3.1 初步措施
(1)滑坡的判识与观察:一级边坡纵向裂缝错台不是很明显,拟采用砂浆对一、二级边坡裂缝封闭后需再次观测其发展状况,再确定处治方式。
(2)对隐患边坡所在路段实施封闭路肩的临时交通管制措施,按规范摆放标志标牌,提醒沿途车辆途经该路段时,提前减速慢行,注意观察边坡状况,在确保安全的前提下通过。
(3)在边坡坡底安装被动防护系统,可选用工字钢立柱的防护网或是钢管脚手架和竹胶板搭设的防护措施,阻止边坡落石滚落至路面引起交通事故。
(4)对边坡裂缝进行封闭防水处理:使用砂浆对裂缝灌注,防止降雨进一步从裂缝渗入,加快边坡的滑塌。
(5)布置监测点。滑坡监测主要监测表面情况,包括裂缝水平位移监测、裂缝宽度监测和垂直错台监测,监测可采用全站仪、光电测距仪、水准仪、直尺,在滑坡体设置多条测线,测线交叉布置,以能控制滑坡周界,并适当外扩一定范围为原则,形成观测网。在裂缝两侧一定要布置监测点(见图3)。
观测周期:建立观测网后前30d无降水天气可考虑4d观测一次,以后无降水天气可按6～8d一次的观测频率,雨季及降雨期间加密观测,尤其应注意观测收集降雨前天、降雨期间以及降雨后1d、2d、3d、4d、5d、7d、10d观测网中各观测点的位移资料,并收集记录天气变化情况,记录降雨量、降雨时间段、降雨强度等指标。
观测期限:滑坡治理完工后经历1～2个水文年,且经历雨季考验,滑坡位移趋势不再发展后可停止观测,否则,应继续观测。
(6)百罗高速K822+460～K822+570边坡在无降水天气的观测中,裂缝无明显发展,纵向裂缝错位无变化;但在半个月后的强降雨后,原用砂浆封闭的裂缝再次开裂,开裂宽度约3～7cm不等,纵向裂缝错位拉大,横向窗式护面墙墙面变形、破损处较多,部分砂浆勾缝松散的片石滚落坡底,边坡滑移明显,因此,加固措施势在必行。
3.2 设计方案
边坡开裂严重的为K822+490～K822+515段的一二级边坡,因此对此段采用锚索格梁进行加固,其余桩号段采用锚杆格梁加固防护,加固前先用C15混凝土填充裂缝,并拆除严重破损的窗式浆砌片石重新砌筑。锚索和锚杆注浆后,在施做格梁前先把原开放的窗式部分用新片石浆砌封闭,对边坡裸露面全部封闭有利于防止雨水进入滑坡体。
锚索采用4Φ15.24mm、强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线,锚索抗拔试验单索锚固力满足450kN[2],锚索设计深度为20.0m,锚索孔径130mm,水平倾角20°,钻孔全段灌注水泥砂浆,锚索下料长度大于设计1.0m,锚垫板采用厚度20mm、长×宽为220mm×220mm的Q235结构钢板。锚索横纵向间距4m,锚索处的格梁采用60cm×40cm截面的C30钢筋混凝土。
锚杆采用一根Φ25mmII级螺纹钢,长为12m,锚杆单根抗拔力大于90kN,毛孔孔径大于110mm,位置与水平夹角成20°,锚垫板采用厚10mm、长×宽为200mm×200mm的Q235结构钢板,锚杆沿边坡横向3m、纵向4m分布,锚杆处的格梁采用30cm×30cm截面的C30钢筋混凝土。护坡立面图见图4所示。
采用锚索和锚杆两种形式结合使用的方式,一方面既能对滑坡重点地方进行重点处治,对轻微地方进行预防处治,也充分利用了两种加固方法的优点,节约了处治成本。
注:图中黑色实心为锚索,白色空心为锚杆
3.3 预应力锚索、锚杆施工
(1)放线
根据设计要求,将钻孔位置准备放线定点在边坡上,孔位偏差不得超过±50mm,由于原为窗式片石护坡,部分孔位在片石上,钻孔前应将片石清理再进行钻孔。
(2)锚索、锚杆孔的开凿
钻孔应采用干钻方式进行,不得使用水钻,防止水质进一步渗入到滑坡体,加剧坡体滑塌速度。水钻会使钻孔塌孔频率增大,因此采用干钻较利于锚索和锚杆的放入。搭设稳固的脚手架平台,安装钻机,由于干钻灰尘较大,必要时需设置防护措施。为确保钻孔深度大于设计值,钻孔深度应大于设计20cm,但不得大于100cm。钻孔角度应时时监控,稍有偏差及时调整,最终成孔保证角度偏差不得超过±2°。出现塌孔无法放入锚索、锚杆时应拟另钻新孔。钻孔过程中应做好详细记录,钻孔深度与地层变化、钻孔速度、地下水情况等,利于判定附近钻孔地质情况,及时调整钻孔方法。如遇地下水涌喷,或是塌孔现象,应进行水泥浆预注浆处理,待到一定强度后再进行钻孔。钻孔成型后,必须将孔内的岩粉和掉落的石块清理出孔,否则锚索、锚杆无法放入到孔底。
(3)锚索、锚杆的制作及下孔
锚索自由段与锚固段相接处用热缩带绑扎,热缩管待安装好后均应加热收缩裹紧,锚索对中器间隔1m设置,可用橡胶板制作。锚杆制作时先用除锈剂清除钢筋表面的锈,必要时用钢丝刷清洗,确保表面不被锈蚀;锚杆锚头有多样,本工程采用锚垫板外两侧绑接满焊5cm当做锚头。安放锚索时应注意观察,防止锚索扭转、弯曲;锚杆安装可借助钢管先摆直再逐渐放进。同一排的锚索、锚杆安装露出部分要拉线保证在同一直线上,且预留下步格梁尺寸和锚头端的长度,较短或较长都使锚索、锚杆的作用效果大减。
(4)注浆
严格按照设计配合比调制水泥浆,水灰比一般为0.4～0.45,用M30强度砂浆,注浆时从里到外,待孔底注满后再慢慢把注浆管往外拉,直至整个孔注满为止。注浆过程停留时间不宜超过水泥初凝时间。
(5)地梁制作
格梁制作中,绑扎钢筋环节至关重要,梁钢筋要连续,在通过锚杆孔时保证锚杆在安放锚垫板后有足够长度安装螺母,通过锚索时要把露出的锚索部分摆直方向,以防在后期张拉中拉力偏向导致应力损失较快。
(6)锚索张拉
锚杆在地梁制作后封锚就算完成,而锚索还需要待地梁和注浆强度达到设计要求的80%后才能进行张拉。张拉前先对张拉机具进行标定,张拉分两次张拉,先进行预张拉,保证4束锚索都绷紧到同一种状态,初张拉力可是终张拉力的一半,待初张拉稳定后就可进行终张拉,终张拉力为锚索设计拉力值的1.05～1.1倍,张拉完成后,用机械切割多余的钢绞线,严禁使用电焊切割。切割后封锚即可。锚索张拉见图5。
4 结语
在边坡加固中,锚杆格梁和锚索格梁加固都是常用的加固方式,针对边坡滑塌位置程度的不同,可灵活采用锚杆格梁和锚索格梁结合加固,锚杆格梁具有灵活、简单、施工快、造价低等优点,而锚索格梁加固具有加固效果好、锚索运输方便等优点,两者有效结合,可以既把边坡加固成本降到最低,又能提高岩体整体性,达到边坡加固的效果。
参考文献
[1]章勇武,马慧民.山区高速公路滑坡与高边坡病害防治技术实践[M].2007.
[2]王明恕.全长锚固锚杆的工作机理[J].矿山技术,1985(2):10-14.