巖土工程中邊坡加固工程施工技術思考

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巖土工程中邊坡加固工程施工技術思考

[摘要]巖土工程中邊坡支護加固工程是避免邊坡失穩的重要途徑,因此加強邊坡加固工程施工技術的研究,有利于防止巖土工程中邊坡失穩對工程結構的穩定性所造成的威脅,從源頭上消除造成邊坡失穩的不利因素。通過具體論述邊坡穩定性的影響因素,并根據實踐經驗提出巖土工程中常用的邊坡加固技術,旨在為邊坡加固工程提供可參考的資料,減少邊坡失穩垮塌事故的發生。

[關鍵詞]巖土工程;邊坡加固;施工技術

1邊坡穩定性影響因素

1.1地形地貌與地質構造

邊坡穩定性與所在地的地形地貌之間有著較為密切的關聯。通常情況下,地質條件越是復雜的區域,其對工程建設的影響也較大,且自然地質對邊坡的影響多為不利。不僅如此,若是地形相對較為開闊,則在降水量豐沛之際還容易形成大面積的積水,而受雨水沖刷、地表水下滲等影響,邊坡巖土體的抗剪強度將大幅降低,很容易導致邊坡失穩的現象發生。除此之外,地質構造亦會對邊坡工程的穩定性產生一定影響。如在區域地質較為復雜的斜河谷區域,邊坡的穩定性通常也較低。而通常情況下,若構造線與河谷的走向之間呈現出相互垂直的關系,則其岸坡也相對較穩定,但若兩者之間走向相同,則容易導致滑坡現象的發生。

1.2巖體結構

施工領域常說的巖體結構主要包含兩大因素,分別是結構面與結構體。其中結構面指巖石物質的不連續面與分異面,以上兩面分別有著各自的方向、形態與規模;結構體則是由不同狀態的結構面所組成,而巖體雖是由眾多的獨立塊體組合而成,但因不同獨立塊體的穩定性亦有一定的差異,故結構面的走向、傾向、傾角及結構面的膠結情況、軟弱面和破碎帶的分布與邊坡的關系等,也將對邊坡的穩定性造成一定的影響。

1.3人為因素

人為因素對邊坡穩定性的影響主要是開發過度所致。由于人類的過度開發,使得邊坡坡度變陡,甚至邊坡頂部還作用外部荷載,外界力的作用破壞了巖土體原有的應力平衡狀態,進而引發邊坡局部失穩甚至坍塌現象。

2巖土工程中邊坡綜合加固技術的應用

2.1HDPE防滲膜護坡加固技術

由于HDPE防滲膜的施工工藝簡單、牢固性好、成本低、適應性強等優點,因此HDPPE防滲膜加固技術被廣泛的推廣和應用在復雜破碎露天邊坡加固工程中。HDPE防滲膜護坡加固技術所遵循的原理主要是基于防滲膜本身能可起到隔離雨水的作用,故能避免因雨水下滲而降低邊坡巖土體物理力學性質,同時還能避免邊坡主體裂縫或貫通裂縫的出現,進而避免邊坡穩定性的下降及邊坡失穩問題的發生。為了HDPE防滲膜達到最佳的防滲效果,采用該技術進行護坡加固時應注意以下幾點:首先在敷設HDPE防滲膜之前,應將邊坡坡面整平,防止出現尖突,然后再用HDPE防滲膜覆蓋松散土體;其次是對HDPE防滲膜的鋪設厚度予以合理控制,通常情況下,最佳的厚度是在1.0mm左右,過厚或過薄均將對邊坡的穩定性造成負面影響。除此之外,用HDPE防滲膜覆蓋土體時,應采用溝槽錨固法進行固定,錨固溝槽的深度最好控制在0.5m左右,寬度控制在0.6m左右。

2.2抗滑樁支護加固技術

邊坡加固工程中的抗滑樁是利用樁自身優良的抗彎、抗剪能力和巖土體的承載力,借助樁身將上部承受的坡體推力分散到樁下部的側向土體之中,而樁下部的側向阻力則承擔來自邊坡的下推力,以此提升邊坡的穩定程度。由于抗滑樁適用于淺層和中厚層的滑坡工程,能從根源上阻止邊坡失穩,采用抗滑樁支護加固技術,能很好地控制坡體變形,且開挖土方量小,工期較短,因此該加固技術在邊坡工程中得到了普遍的應用。抗滑樁施工多采用機械成孔或人工成孔,現場灌注混凝土施工。因抗滑樁的打造不僅對質量要求極高,且其中還涉及多道工序并且需要在較短的時間內連續完成,故有關抗滑樁的施工除了嚴格按照既定的程度來一步步推進外,在具體施工前還應就施工組織設計文件是否完備予以嚴格審視,以免因文件中未能提前制訂施工組織設計的要求而使抗滑樁的施工過程變得無序,進而嚴重影響到施工的質量及效率。就抗滑樁的施工而言,從最初的測量放樣到后期的養護,期間還需經歷諸多工序,包括平整場地、井架安裝、井口挖掘、混凝土澆筑鎖口、出渣、加工鋼筋籠及安裝鋼筋籠等。而基于以上繁瑣的步驟,故有關抗滑樁施工過程所需關注的要點亦應包含如下幾方面。(1)為保證理想的工程質量,則相關簽證除了要進行自檢并在取得監理工程師的簽字同意后方可開展后續工作。(2)有關抗滑樁樁孔的開挖過程,需嚴格遵循由兩側向中間靠攏的開挖原則,切忌跳樁。(3)對樁位的測定必須精確,而在確定樁位后,需在其中心十字交叉位置放出樁位。(4)需確??椎闹芯€誤差、截面尺寸及孔口的平面位置均滿足設計要求。(5)上下節的護壁搭接長度需至少在50mm以上,且有關護壁的安裝過程需務必保持施工的連續性,以此確保護壁施工擁有較高的密實度。倘若期間出現滲水的狀況,則需使用速凝劑。而若使用了速凝劑,則有關護壁膜的拆除便需在24h之后進行。(6)有關孔內混凝土的澆筑必須確保其過程的連續性,中途不能有任何的停頓,否則均將對抗滑樁的安裝質量造成嚴重影響。(7)應在指定地點堆砌挖抗滑樁而產生的棄土,不能將之隨意堆放在孔口的四周。(8)需合理存放鋼筋并做好相關管理,以確保鋼筋的綁扎與焊接質量。通過對上述事項的嚴格把控,使得抗滑樁加固施工質量安全可靠,避免不利因素對整個邊坡加固施工質量產生影響。

2.3格構加固技術

格構加固是利用漿砌塊石、現澆鋼筋混凝土與預制預應力混凝土來為邊坡坡面提供防護,之后再基于錨桿與錨索來進行加固的一種邊坡加固技術。既為格構加固技術,則格構當是該技術作用最重要的凸顯。格構的具體作用是能將諸多壓力分散至各階段的錨桿與錨索處,包括邊坡坡體的剩余下滑力、巖石壓力及土壓力等。當上述壓力分散至各節點的錨桿與錨索處時,錨桿或錨索便會將此壓力平穩傳遞給地層的穩定層,從而促使邊坡坡體亦能保持在較為平穩的狀態。相比于其他邊坡加固技術,格構加固因其布置更加靈活且能根據實際需求來合理調整界面,故也同時具有與坡面貼合度較高且能隨坡就勢等優點。與此同時,因加固所使用的材料為現澆混凝土,故其堅固程度亦能得到有效保障?;诟駱嬁刹捎玫牟牧项愋陀性S多,故基于材料方面的差異,格構亦將分為漿砌塊石、現澆鋼筋混凝土格構及預制預應力混凝土格構。而就以上幾種格構類型而言,穩定性最強的當屬漿砌塊石格構,故該格構最適合運用于前緣表層開挖出現失穩或溜滑現象的邊坡。而現澆鋼筋混凝土格構因本身的硬度較高,故在邊坡穩定性較差時使用,而對穩定性差又當邊坡處于下滑力較大的滑坡位置,則需采用預制預應力混凝土格構來進行加固。而就以上格構加固而言,為確保理想的加固成效,則具體的施工過程還需對以下幾點給予高度重視。首先是漿砌塊石格構所需關注的施工要點:(1)嵌置于邊坡中的漿砌塊石格構,其深度需不低于格構截面高度的2/3;(2)安裝格構的表面需務必保持平整和密實;(3)若格構是以毛石為主要材料,則其厚度需不低于150mm,強度則需大于MU30;而若主要材料水泥砂漿,則強度不應低于M7.5。而采用現澆鋼筋混凝土格構技術,則以下幾點需引起施工方的足夠重視:(1)現澆鋼筋混凝土格構技術的施用同樣要確保坡面平整;(2)現澆鋼筋混凝土格構應以嵌置的形式覆于邊坡之上;(3)為避免污染與銹蝕而影響到鋼筋強度,則對用于現澆格構的鋼筋需予以專門存放;(4)邊坡開挖的棄渣應按設計的要求堆放,不得造成次生災害。

2.4設置排水系統

水的因素對邊坡穩定性的影響極大,邊坡工程應根據實際情況設置地表及內部排水系統。邊坡表面應設地表排水系統,常用的地表排水措施有截水溝、排水溝、泄水孔等;常用的內部(地下)排水措施有大口徑管井、水平排水帶及排水截槽等。邊坡排水措施設計和施工的基本原則有:預防為主,防治結合;分級截流,縱橫集合;表里排水,綜合治理;坡面防護、支擋并重。在邊坡加固工程設計和施工過程中,要根據邊坡的實際情況(邊坡高度、邊坡坡度、匯水面積、工程地質條件、水文地質條件等),設置截水溝、排水溝、滲水溝、泄水孔等排水設施;如果邊坡長度較長,還應根據地形和坡面條件,隔一定距離設置一道豎向的跌水槽;要根治水害,除了要注意排水外,必要時還要修筑一些坡面防護工程(如拱式護坡、護墻、植被護坡等),在坡腳設置一定數量的支擋結構物,以提高抗水害的能力,確保邊坡的穩固。

3巖土工程中邊坡加固工程技術質量保證措施

為確保良好的施工質量,需采取完善的質量控制手段,針對巖土工程中邊坡加固工程,需要做好以下幾方面。(1)按規定進行專項邊坡勘察及設計:針對邊坡加固工程,應先按照相關法規及規范、規程的規定,組織勘察技術人員開展專項巖土工程勘察工作,根據勘察單位提供的勘察報告,設計單位依據邊坡各區段的工程地質、水文地質條件,分段進行合理可靠的邊坡支護加固方案設計。(2)注重圖紙會審和技術交底工作:圖紙會審和技術交底是工程施工技術管理不容忽視的重點內容。在邊坡支護加固開始施工前,需組織建設單位、監理單位、設計單位、勘察單位、施工單位等參建單位進行圖紙會審和技術交底工作。設計單位和勘察單位應交代邊坡加固工程所需注意的事項,施工單位對圖紙進行提問,弄懂弄通各工序技術要求。(3)編制詳盡的施工組織設計及作業指導書:開工前施工單位應依據施工圖設計文件編制施工組織設計及作業指導書,詳細說明各工藝操作流程,明確各施工工序的技術要求、質量保證措施、應急處理預案等,并將其下發到各施工班組,為邊坡加固工程的順利施工奠定良好的基礎。(4)做好現場監理及質量檢測:正式施工前監理工程師應對施工組織設計進行審查,施工過程中對施工原材料進行驗收,并對各施工工序進行現場監督及驗收。同時還應根據相關規范的規定及施工圖設計文件的要求做好支護樁、格構梁、錨桿(錨索)等支護結構進行質量檢測。

4結束語

邊坡加固是一項技術復雜、施工困難的災害防治工程。近年來,隨著高速公路及城市建設事業的迅速發展,工程建設規模的不斷增大,邊坡處治問題越來越突出。若邊坡失穩,必將會對周圍相關設施及人身和財產安全帶來嚴重威脅,因此要高度重視巖土工程中邊坡的支護加固,根據邊坡高度、坡度、周邊環境及地質條件等合理選擇邊坡加固方式。隨著科學技術的發展,邊坡加固技術將得到進一步的發展,并逐步走向完善。

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作者:熊歡 曹青 單位:湖南化工地質工程勘察院有限責任公司

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