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高邊坡設計論文范文1
【關鍵詞】滑動面 非均質巖質邊坡 滑坡
【Abstract】The reasonable determination of sliding surface is vital to the successful treatment of slope, especially to heterogeneous rocky slope which are more than 30 meters high. Such slope's sliding surface are usually made of several long broken lines,it's difficult to determine the potential sliding surface by exploratory methods.In practice,the orientation of sliding surface are usually assumed based on actual geological and prospecting data.Some possible miscalculation may reault in hidden danger.This paper introduces some thoughts on the reasonable determination of sliding surface in heterogeneous rocky slope treatment on the basis of living example for the referance to relevant people.
【Key words】Sliding surface;Heterogeneous rocky slope;Slide slope
1. 引言
滑動面是邊坡巖土體在一定的邊界條件下形成的,隨著外部邊界條件的變化,滑動面也會相應的變化,邊坡治理中滑動面分為已發生的滑動面和潛在的滑動面。目前滑坡處理廣泛采用的參數反演法 [1] [2] [3]、折減法 [4]、不平衡推力法 [5] [6],都是基于滑動面確定的前提下進行的,目前僅土質邊坡的圓弧滑動面可采用SLOPE/W法 [7]搜索確定,而對于大于30米的非均質巖質邊坡潛在滑動面的客觀確定鮮有提及,本文從治理邊坡實例出發,探討一下非均質巖質邊坡潛在滑動面合理確定。
2. 邊坡工程地質概況
(1)以黟(縣)-七(都)K3+394~+462段高邊坡位于路線右側,最大坡高67m。邊坡地貌單元屬低山剝蝕地貌,地勢陡峻,地形坡度在40~60°之間,上陡下緩。該處地層巖性主要為牛屋組(Pt2n)板巖,風化強烈,板理及裂隙發育,巖石破碎,薄層狀構造,強風化層巖芯呈碎塊~片狀,碎塊狀鑲嵌結構,層厚2.40~13.20m;中等風化巖芯呈塊狀~短柱狀,地層產狀195°∠70°,屬中硬巖,表層為松散碎石混粉土,碎石含量可占50~70%,粉土可塑狀態,該層厚1.6~6.2m,如圖1所示。
(2)該邊坡原設計為矮擋墻支護,運營一年多,于二00八年五月中旬產生滑坡滑體厚度1.60~6.20m,體積約為10000m3,滑坡體主要為碎石土,其中碎石占60%,低液限粘土占40%。滑坡堆積體及滑坡后緣坡體均存在進一步滑動的危險性,屬活滑坡。
3. 邊坡穩定性分析與評價
根據邊坡勘察資料,本次滑坡沿風化接觸面形成的淺層滑坡,滑坡體為松散碎石混粉土,坡面雨水下滲通道良好,在雨水作用物理力學性質軟化明顯,在不利條件下,會誘發更大的滑坡,需及時治理。
3.1設計參數的選取。根據勘察資料正常工況下:重度取為20.5KN/m3,c為18KPa,為21°;根據滑坡帶物質組成在暴雨工況下,碎石粉土:重度取為22.5KN/m3,c為6KPa,為21°;強風化板巖:重度取為24KN/m3,c為50KPa,為21。
3.2模型的建立。 根據已經產生滑坡的形態、地貌及坡體的工程地質特性,為了增加下部坡體的穩定性,確定第一級為原擋墻+坡率為1:1.75、高度為5米的人工邊坡,第二、三級坡坡率1:1,高度為8米,第四~六級為1:1,高度為10米,第七級為1:0.5,高度為10~12米,每級邊坡設2.0米寬的平臺,進行刷坡,最大坡高為67米,如圖2。
3.3剩余推力計算。
圖1地質剖面圖 3.3.1刷方減載后,邊界條件發生變化后,滑動面隨之發生變化。由于第三級邊坡開挖邊坡全部 進入強風化板巖中,為此我們將滑坡體分為上下兩個不穩定體,形成兩個滑動面。
3.3.2依據暴雨工況下的物理力學參數,根據勘察資料確定的已發生滑坡的滑動面,當穩定安全系數為1.2時 [8],采用不平衡推力法:
Ti=FsWi sina i+ψiT i-1 -W i- cosa i tanφi-ciLi
ψi= cos(a i-1- a i )-sin(a i-1- a i ) tanφi (1)
ψi為傳遞系數
3.3.3上部碎石粉土不穩定體的剩余下滑力為590KN/m,此外我們對于強風化板巖可能出現的深層滑動進行計算,如圖2所示,對應潛在滑面2的剩余下滑力為80KN/m;對應潛在滑面3的剩余下滑力為100KN/m;對應潛在滑面3、4結合的剩余下滑力為330KN/m;對應潛在滑面4的剩余下滑力為510KN/m;可見強風化板巖中,在固定的邊界條件下,只有滑面4的形態接近客觀的潛在的滑動面,基于此,不斷微調滑面4的形態,直至找出最大的剩余下滑力,本次邊坡治理采用滑面1、4對應的剩余下滑力,進行邊坡處置。
圖2潛在滑面搜索過程及邊坡治理圖3.4邊坡治理。
(1)上部不穩定體中,由于滑面1較陡,抗滑樁效果甚微,滑坡體會從抗滑樁頂滑出,滑面4較厚,錨桿無法進入穩定地層,基于上述因素,本次邊坡治理采用錨索方案:
(2)對應滑面1的下滑力,第4、5、6級邊坡采用預應力錨索框架,根據間距、排數、傾角,每個錨索的設計抗拔力至少要達到25噸,根據勘察資料所提供的錨固體與巖石的錨固強度,所需的錨固段長度在13米左右,初定錨索總長度17米,但對于深層潛在滑動面4的剩余下滑力而言,其錨固長度需大于9.5米,自由端為10米,錨索總長至少需要19.5米,可見,僅按照滑面1來治理邊坡,本邊坡深層滑動的需要無法滿足,無法從整體上保證邊坡的穩定,給工程帶來隱患。
(3)考慮巖體風化界限的不確定性,結合計算情況,確定本邊坡的治理方案為:第四到六級坡均采用錨索框架,每片框架由三根豎肋和三道橫梁連接而成,在節點處設置錨索鎖固,每束錨索由3根15.24鋼筋制成,設計荷載280KN,張拉鎖定荷載300KN,對應滑動面1而言,第五、六級錨索設計長度20m,錨固段長度15米,第四級錨索設計長度17m,錨固段長度12米。本邊坡經過6年多的運營檢驗,穩定性良好。
4. 結束語
(1)滑動面不是一成不變的,而是隨著巖土體邊界條件的變化而改變。
(2)對于一個高邊坡來講,其潛在的滑動面很多 [9],因此,高邊坡治理必須考慮深層潛在滑動面的穩定性,對于強風化破碎巖體的潛在滑動面,必須在一定的邊界條件下,多次模擬形態,找出規律,最終找到最危險的潛在滑動面,從已經產生的滑動面、最危險的潛在滑動面兩方面出發,進行邊坡的治理,做到一次根治,不留后患。
參考文獻
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[5]時衛民、鄭穎人、唐伯明等.邊坡穩定不平衡推力法的精度分析及其使用條件[J].巖土工程學報,2004,(03):313~317.
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高邊坡設計論文范文2
【關鍵詞】錨噴支護;深挖方;邊坡防護
依據該高速公路施工現場實際呈現出的地質狀況分析來看,其設計要求的邊坡頂部臺階位置,要想有效的維護其所存在的邊坡結構,就必須要使用錨桿噴射混凝土的支護措施,才能夠達到支護穩定的效果,而其他部分的臺階,則可以使用錨桿噴射混凝土加錨索支護的方式來維持其穩定。下文主要針對錨噴支護技術在深挖方邊坡防護工程中的應用進行了全面詳細的探討。
1.設計參數
(1)錨桿設計深度4.6m,錨桿孔徑060mm。錨桿桿體為22mm鋼筋,長4.58m。桿體里端距孔底100mm。錨桿間距1.5m>1.5m,按梅花狀布置。注漿采用水灰比為0.5的素水泥漿。
(2)C20噴射混凝土厚100mm,表面彩噴以綠色為主,噴出與周圍環境相協調的圖案。
(3)6@250mm>250mm鋼筋網片。
(4)泄水孔按2.5m>2.5m孔距呈梅花形布置,孔徑60mm。
(5)每隔10m設一道伸縮縫,寬度為20mm,內填瀝青麻絲。
(6)坡頂做5m寬錨噴段,頂端為截水溝;中間平臺做2m寬錨噴段。
2.原材料及配合比
采用42.5R普通硅酸鹽水泥;細度模數為2.98的堅硬耐久的中砂;粒徑5~10mm連續級配碎石;潔凈河水。噴射混凝土的配合比經試驗確定。
3.施工工藝
邊坡錨噴支護施工工藝,所涉及到的具體施工流程有以下幾個:①依照工程計劃進行邊坡開挖工作;②進行施工腳手架搭設;③針對開挖完成的邊坡進行初步的清理,必然出現易松動的石塊;④進行第一層混凝土的錨噴工作;⑤錨桿孔洞鉆孔;⑥孔洞注入漿液,并且保證注漿的合格性;⑦進行錨桿插入;⑧掛設錨索網;⑨針對泄水孔進行埋設;⑩進行第二層混凝土錨噴工作。
3.1邊坡開挖
直接通過開挖效率較高的我挖土機,來從下層開始挖掘,直到最終挖至計劃高度。為了能夠使得邊坡本身的穩定性有所保障,其10m高度的邊坡,應當要分兩次進行開挖,促使邊坡穩定性有所提升。也就是在第一次完成了5m高度的開挖之后,等到邊坡的防護工作完成之后,再進行最下面5m高度的邊坡開挖,從而形成相應的邊坡防護體系,同時還有著極高的穩定性。
3.2搭設腳手架
使用雙排形式的腳手架進行搭設,要保證使用3.5mm×0.48mm規格的焊接鋼管進行。立桿本身的間距位置,應當要和橫桿之間的高度,保持2m的距離,而橫桿高度為1.5m,并且橫桿間距為1m,在這樣的情況下,腳手架呈現出的總體寬度便為1.5m。在進行腳手架搭設的過程中,必須要保證與邊坡坡面的貼合緊密型,同時各個關節點的節點也必須要使用老滾的卡扣進行卡死,而外排位置的腳手架,為了能夠最大限度的維持穩定性,應當要直接垂直于腳手架平面上所存在的斜支撐。此外,腳手架的立桿本身,必須要放置在地面硬度較為穩定的位置,其底層的橫桿距離則不能超出0.3m的范圍。
3.3坡面清理
當坡面完成挖出工作之后,必須要針對邊坡之上所存在的松動石塊以及草根、樹根等活動性的雜物進行清理,這對于錨噴之后的穩定性保障來說,有著直接的作用。
3.4噴射第一層混凝土
針對厚度控制標志的短鋼筋進行埋設之后,再使用超高壓力的水槍進行邊坡表面沖洗,同時起到表面濕潤的效果,這對于實混凝土和邊坡之間的緊密結合,有著良好的輔助效果。在正式開始混凝土錨噴之前,還必須要針對錨噴設備的水管、動力設備、輸料管、風管進行了完善的檢查之后,才能夠進行噴射。其噴射過程中,必須要保證所使用的噴射混凝土集料配比合理性,并且要經過了干拌均勻之后,才能夠篩裝入到混凝土錨噴機之中。之后,便可以展開第一層的錨噴工作,除了要對于錨噴混凝土均勻性提供保障以外。在有條件的情況下,還應當要針對錨噴施工進行分段。
3.5鉆孔
采用潛孔鉆機垂直于坡面鉆孔孔徑60mm孔距1.5m×1.5m呈梅花形布置。孔距誤差不大于150mm孔深誤差不大于50mm。
3.6注漿及安裝錨桿
鉆孔完成后將孔內積水和巖粉應沖洗干凈并檢查孔位、孔徑、孔深及布置形式合格后用灰漿泵向孔內灌注水灰比為0.5的水泥漿。注漿壓力為0.1~0.2Mpa。注漿時注漿管應插入距孔底約100mm處隨水泥漿注入緩緩拔出至鉆孔飽滿為止。然后將22鋼筋桿體插入注滿水泥漿的鉆孔中。
3.7掛網
用細鐵絲將經調直的!6鋼筋按縱橫間距250mm×250mm在邊坡上綁扎成鋼筋網片。鋼筋網的交叉點均應綁扎結實。鋼筋網片與錨桿桿體鋼筋亦應綁扎牢固以免噴射混凝土時鋼筋網晃動。
3.8泄水孔埋設
泄水孔采用直徑為60mm的塑料管長300mm埋入邊坡內200mm里端包土工布。泄水孔間距2.5m×2.5m呈梅花形布置于整個邊坡。
3.9噴射第二層混凝土
用高壓風水將第一層噴射混凝土面沖洗干凈并濕潤表面。調整設備、料管運轉正常后即可開始噴射第二層混凝土。噴射順序和操作方法與第一層相同。開始噴射時應減小噴頭與受噴面的距離并調整噴射角度以保證鋼筋與第一層噴射混凝土壁面間混凝土的密實性。噴射中若有被鋼筋網架住的脫落混凝土應及時清除。噴射手應調整噴槍上的供水閥門控制水灰比使混凝土表面平整濕潤光澤無流淌或干斑現象。
4.質量檢查
(1)每批原材料到達工地后須經檢查合格后方可使用;檢查錨桿所用水泥漿及噴射混凝土混合料的配合比及拌合均勻性每工作班檢查3次。
(2)錨桿每300根抽取1組按(GB50086-2001)的要求做抗拔力試驗每組3根錨桿。
(3)每噴射50m3混凝土混合料制作1組試件;采用噴大板的方法制作按規范(GB50086-2001)要求進行抗壓強度試驗。
(4)按每30m一個斷面用鑿孔法檢查噴射混凝土厚度。
5.結語
綜上所述,在高速公路工程進行深挖方的過程中,其邊坡防護工作要想起到良好的穩定效果,就必須要好似用錨噴支護技術,該技術的應用,能夠促使邊坡整體的高度都得以穩定,并且基巖外露面的抗風化能力也得以有效的強化,如此以來,邊坡出現滑坡或者塌方的可能性也就大幅度的降低。同時,錨噴支護技術所能夠應用的范圍極廣,不僅安全性有所保障,成為也極為低廉,該技術的推廣有著極其重要的意義。
【參考文獻】
[1]吳其靜,吳確敏,韓鵬飛.公路工程中混凝土裂縫的預防與處理[期刊論文]-科技資訊,2010(7).
高邊坡設計論文范文3
[關鍵詞] 邊坡工程,影響因素,分析方法,加固邊坡
[中圖分類號] U418.5 [文獻標識碼] A
我國的高速公路發展迅速,交通、水利、礦山等相關部門都會涉及很多邊坡問題,特別是山區的邊坡,由于各種地質環境的影響,處于山區地段的邊坡穩定性直接影響著山區老百姓的人身安全,滑坡災害嚴重危及到國家基礎建設,所以對邊坡的穩定性研究十分必要。
在各種外在環境作用下,不同巖質邊坡在發生變形破壞時其變形破壞機理和破壞模式各異,當進行工程建設時,如果對于填料的工程特性、工程邊坡的變形規律及施工工藝、現場堆載等認識不足,極易導致發生滑坡等事故。
1 邊坡的破壞類型及影響因素
邊坡分為人工邊坡和自然邊坡。由于受設計和施工以及其他因素的影響,邊坡土體會出現失穩破壞現象,具體可分為:
1.1 邊坡崩塌。崩塌往往發生在地形陡峭的山坡或高陡的路塹邊坡上。
1.2 邊坡滑坡。滑坡一般是緩慢地、長期地往下滑動,位移速度在突變階段顯著增大,滑動過程可以是幾年、幾十年甚至更長。
1.3 邊坡流動。流動往往緩慢地沿坡面或地面溝谷方向呈流體移動。
邊坡的穩定性受很多因素的影響,根據各種因素影響的大小和特點,可分為內部因素和外部因素兩類:內部因素――邊坡土體的材料構成和物理力學指標,以及邊坡的地形地貌和巖石的礦物組成,邊坡巖土體中的地質結構面和邊坡的形狀等。外部因素――邊坡外在所受的雨水、地震、構造應力、植被和風化作用的影響和人為因素等。
2 邊坡的穩定性分析方法
2.1 極限平衡分析法。極限平衡分析法主要是對邊坡穩定性進行定量評價,不考慮土體自身的變形,只對滑動面上的受力情況進行研究分析,對于滑坡體內部的應力狀態不進行研究。目前常用的極限平衡分析法有:瑞典法、畢肖普法和簡布法等。
2.2 數值分析法。數值模擬方法在穩定性評價得到了廣泛應用,這種方法可以求解黏彈性、黏塑性等問題,且計算較快速,準確性較高。
隨著數值分析方法的不斷發展,采用離散單元法就能反映接觸面的滑移、傾翻等大位移,且能計算土體的內部變形與應力分布情況,而且這種方法應該范圍很廣,任何巖體都適合。
2.3 極限分析法。該法建立在土體材料為理想剛塑性體、微小變形及材料遵守相關聯流動法則的3個基本假定上,利用連續介質中的虛功原理可證明兩個極限分析定理即下限定理和上限定理。
3 有限元強度折減法邊坡穩定性分析
用有限元強度折減法進行穩定性分析是指將材料的強度參數除以一個折減系數,然后將新的參數作為材料參數進行計算,通過不斷增大或減小折減系數來反復計算其穩定性,當計算收斂時則坡體發生失穩破壞,與此同時此折減系數就是穩定性安全系數,分析方程為:
c =c/F(1)
tanφ =tanφ/F (2)
式中:c,φ為材料的強度參數;c ,φ 為新的強度參數;F為折減系數。
在本質上強度折減法與傳統的計算方法是一致的,坡體進入塑性臨界狀態。如下圖,在參數折減前土體的實際強度包線與摩爾應力圓相離,坡體不會發生剪切破壞。當調大折減系數后,強度包線逐漸向摩爾應力圓靠攏,增大系數到強度包線將與摩爾應力圓相切,此時相應的折減系數為邊坡的安全系數。因此,通過不斷的折減強度參數,分析邊坡從穩定到破壞的演變過程,這樣便可找出邊坡的薄弱部位,為邊坡加固提供了依據。
4 邊坡的監測防護問題
4.1 邊坡受雨水入浸后,安全系數小于1,已處于不穩定狀態,為確保邊坡的安全穩定,必須采取有效的治理措施;受雨水浸泡的邊坡坡腳,土體黏聚力急劇下降,土體失穩,易形成崩塌體;邊坡坡角失穩后,引起其上部土體的沉降。邊坡受影響程度不同沉降量也不同,受浸泡邊坡上部的沉降量最大,向另一側逐漸減??;邊坡最大不均勻沉降發生在受雨水浸泡的中間區域,此處將受拉伸而產生裂縫。
4.2 邊坡的穩定性與變形問題是一個復雜的工程問題,單純的理論不能滿足計算分析與評價的要求,應該采用計算理論結合現場觀測數據的綜合評價方法,清楚認識邊坡填筑體的變形破壞過程、穩定程度和破壞發展情況。
5 總結
本文在對邊坡進行穩定性分析和討論的基礎上,介紹了邊坡的破壞形式和影響因素,概述了邊坡的穩定性分析方法、分析了降雨對邊坡穩定性的影響,最后對邊坡的防護加固問題進行了探討。
參考文獻
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高邊坡設計論文范文4
論文關鍵詞:路塹:邊坡防護,類型
1公路防護技術的類型
公路路塹邊坡防護技術大體上可分為2種類型,即植物防護和工程防護。
1.1植物防護
植物防護就是在邊坡上種植草叢或樹木或兩者兼有,以減緩邊坡上的ooo水流速度,利用植物根系固結邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達到保護邊坡的目的。這對于一切適合種植的土質邊坡都是應當首選的防治措施。植物防護還可以綠化環境,和周圍環境相協調,也是一種符合環境要求的防護辦法。草種應就地選用覆蓋率高,根系發達、莖葉低矮、耐寒耐旱且具有匍匐莖的多年生植物品種,也可以引進適應當地土壤氣候的優良草種,如蘭莖冰草、扁穗冰草。
1.1.1 條播法
在整理邊坡時,將草籽與土肥混合料按一定比例間距水平條狀鋪在夯層上,寬約10CM,然后蓋土再夯,并灑水拍實。單播只用一種草籽,混播用幾種草籽混合,使根系植被和出芽率為最優。另外由于草皮在5攝攝氏度以下停止生長,10攝氏度以下基本不發芽,另外高溫季節蒸發太快,草皮生長易于干枯,故在此期間不已播種。
1.1.2密鋪法
老邊坡先要整理坡面,填平細溝坑洼路塹:邊坡防護,新邊坡要經初驗合格灑水浸濕后再平鋪草皮。草皮之間要稍有搭界,塊塊靠攏,不得留有空隙,根部要密貼坡面、每塊拍緊使接茬嚴密才能成活。邊坡陡于1;1.5的就需加釘固定。草皮的切塊尺寸約25CM*40CM,厚5CM左右。1.1.3 植樹
植樹不僅可以加強邊坡的穩固性,防風固沙,減輕冰雪對路面的危害,還可以美化路容,調節小氣候,大量栽樹可以獲得部分木材增加收益。但是高大喬木不能植于公路彎道內側,以免影響視線論文范文。
1.1.4框架內植草護坡
在坡度較陡且易受沖刷的土質和強風化的巖質塹坡上,采用框架內植草護坡??蚣苤谱饔卸喾N做法,例如;①漿砌片石框架成45o方格網,凈距2 ~4m,條寬0.3~0.5m,嵌入坡面0.3米
左右;②錨桿框架護坡,預制混凝土框架梁斷面為12cmⅹ16cm,長1.5m,用4根6~ 8mm 鋼筋,兩頭露出5cm,另在桿件的接頭處伸入一根直徑14長3m錨桿,灌注混凝土將接頭固定。錨桿的作用是將框架固定在坡面上,框架尺寸和形狀有具體工程而定,其形狀可設計為正方形、六邊形、拱形等,框架內再種植草類植物。
1.2工程防護
對不適宜植物生長的土質或風化嚴重、節理發育的巖石路塹邊坡,以及碎石土的挖方邊坡等,只能采取工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的類型很多,有護面墻防護、干砌片石防護、錨桿防護、抗滑樁防護和擋土墻防護。各種防護技術都各有其優、缺點和適用條件,一般說除錨桿、抗滑樁和擋土墻外,其他各種防護結不承受荷載,所以不進行內力分析,直接根據適用條件選擇使用。先簡單介紹如下;
1.2.1 坡面防護
坡面防護包括抹面、捶面、噴漿等形式
⑴抹面防護
對于易風化的軟質巖石,如頁巖、泥灰、千枚巖等材料的路塹邊坡,暴露在大氣中很容易風化剝落而逐漸破壞,因而常在坡面上加設一層耐風化表層,以隔離大氣的影響,防止風化。常用的抹面材料有各種石灰混合料灰漿、水泥砂漿等。抹面厚度一般為3―7cm,可使用6-8年。為防止表面產生微小裂縫影響抹面使用壽命,可在表面涂一層瀝青保護層。
⑵捶面防護
捶面防護與抹面防護相近,其使用材料也大體相同。為便于捶打成型,常用的材料除石灰、水泥混合土外,還有石灰、爐渣、粘土拌合的三合土與再加適量沙粒的四合土。一般厚度10-15cm,捶面厚度較抹面厚度要大,相應強度較高,可抵御較強的雨水沖刷,使用期約8-10年。抹面、捶面是我國公路建設中常用的防護方法路塹:邊坡防護,材料均可就地采用,造價低廉,但強度不高,耐久性差,手工作業,費時費工。
1.2.2砌石防護
砌石防護包括護面墻、干砌片石防護、漿砌片石護坡。
⑴護面墻
護面墻是采用漿砌片石結構,覆蓋在各種軟質巖層和較破碎的挖方邊坡,使之免受大氣影響而修建的墻體,以防止坡面繼續風化。在缺乏石料的地方,也可以采用現澆水泥混凝土或用預制混凝土塊砌筑。護面墻除之自重外,也能增加路塹美觀。所以在巖石甚至在一些土質路塹邊坡也可砌筑一定高度的護面墻,以美化路容。若巖層破碎或在開挖時坡面有嚴重凹陷,應局部采用支補護面墻的方式進行。
⑵干砌片
干砌片石防護適用于土質、軟巖及易風化、破壞較嚴重的填挖方邊坡,以防止雨雪水流沖刷。在砌面防護中,宜首選干砌片石結構,這不僅為了節省投資,而且可以適應邊坡有較大的變形。干砌片石受水流沖擊時,細小土顆粒易被水流沖刷帶走而引起較大的沉陷,為防止坡面土層被水流沖擊和減輕漂浮物的撞擊力,應在干砌防護下面設置碎石或砂礫結構的墊層。干砌片石坡腳應視土質情況設置不同埋深的基礎
⑶ 漿砌片石防護
漿砌片石防護也是公路路塹邊坡防護中常用的工程防護方法。漿砌片石是用水泥砂漿將片石間隙填滿,使砌石成為一個整體,以保護坡面不受外界因素的侵蝕,所以比干砌片石有更高的強度和穩定性。干砌或漿砌片石防護在不適于植物防護或者有大量開山石料可以利用的地段最為適合。砌石防護的優越性是顯而易見的,它堅固耐用,材料易得,施工工藝簡單,防護效果較好,因而在公路的邊坡防護中得到了廣泛的應用。
1.2.3 擋土墻防護
在公路路塹邊坡防護工程中,大量的擋土結構得到了廣泛應用論文范文。擋土墻按斷面的幾何形狀及特點,常見的形式有:重力式、錨桿式、土釘墻、懸臂式、扶臂式、柱板式等。各種擋土墻都有其特點及適用范圍,在處理實際擋土工程時,應對可能提供的一系列擋土體系的可行性作出評價,選取合適的擋土結構形式,做到安全、經濟、可行。現結合工程常用介紹如下形式。
⑴重力式 擋土墻
重力式擋土墻是以擋土墻自生重力來維持其在水土壓力等作用下的穩定。它是我國目前常用的一種結構型式,重力式擋土墻可用磚、石、素混凝土、磚塊等建成,其優點是就地取材、結構簡單、施工方便、經濟效益好;缺點是工程量大,地基沉降大,它適合擋土墻高度在5-6M的小型工程。
⑵錨桿擋土墻
錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土面板及錨桿組成的只當結構物。面板起支護邊坡土體并把土體的側壓力傳遞給錨桿的作用,錨桿通過其錨固在穩固土層中的錨固段所提供的拉力;來保證擋土墻的穩定,而一般擋土墻是靠自重來保持其穩定。錨桿擋土墻按其鋼筋混凝土面板的不同,可分為柱板式和板壁式。柱板式擋墻是錨桿連接在肋柱上,肋柱間加當土板;板壁式擋墻是由鋼筋混凝土面板和錨桿組成。
⑶錨釘墻
錨釘墻支護技術有著比單純錨桿支護或土釘支護更廣泛的適用范圍,它可以結合錨桿深部加固和土釘淺部加固的優點路塹:邊坡防護,來對邊坡進行加固處理。工程實際中,錨釘聯合加固支護的形式各異,大體可歸納為兩種: ①強錨弱釘支護體系:該體系以錨桿為邊坡的主要加固手段,抑制基坑邊坡的整體剪切失穩破壞,然后輔以土釘支護,抑制邊坡局部破壞;②強釘弱錨支護體系:即以土釘為邊坡的主要加固手段,形成土釘墻,然后輔以錨桿支護,限制土釘墻及墻后土體的位移。
2結語
公路及其附屬建筑物的邊坡穩定是保證其正常使用的前提條件。邊坡的防護技術類型很多,本文只介紹了一些較常用的類型。從力學角度分析,維護邊坡穩定的方法,一是借助擋墻的自重來平衡墻后巖土體傳來的推力;二是在巖土體中“釘釘子”,如錨桿,利用周圍土體對錨固段的錨固力來維持土體的平衡,從而達到保證邊坡穩定的目的;第三種辦法就是改變土體的性質,通過外加材料而形成強度高、穩定性好的復合土體,這種方法的分析和驗算比較復雜,有的機理還在研究中。在實際工作中,還要強調自然界和人為因素這一外部環境,強調巖土參數的準確性,因地制宜選用上述方法,進行符合實際的施工,達到邊坡防護的目的。
參考文獻:
⑴達.公路擋土墻設計、北京:人民交通出版社,2000.
⑵湯康民。巖土工程。武漢:武漢工業大學出版社,2000.
高邊坡設計論文范文5
1.1邊坡穩定性的影響因素①地質構造。地質構造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態、巖層產狀、斷層和節理裂隙的發育程度以及新構造運動的特點等。通常在區域構造復雜、褶皺強烈、斷層眾多、巖體裂隙發育、新構造運動比較活躍的地區,往往巖體破碎、溝谷深切,較大規模的崩塌、滑坡極易發生。②巖體結構。不同結構的巖體,物理力學性質差別很大,邊坡變形破壞的性質也不同。③風化作用。邊坡巖體,長期暴露在地表,受到水文、氣象變化的影響,逐漸產生物理和化學風化作用,出現各種不良現象。當邊坡巖體遭受風化作用后,邊坡的穩定性大大降低。④地下水。處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用,使坡體的有效重力減輕;水流沖刷巖坡,可使坡腳出現臨空面,上部巖體失去支撐,導致邊坡失穩。⑤邊坡形態。邊坡形態通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一般來說,坡高越大,坡度越陡,對穩定性越不利。⑥其他作用。此外,人類的工程作用、氣象條件、植被生長狀況等因素也會影響邊坡的穩定性。
1.2邊坡工程穩定性分析方法
1.2.1邊坡極限平衡法。極限平衡法是根據邊坡上的滑體或滑體分塊的力學平衡原理(即靜力平衡原理)分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態,以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關系來評價邊坡的穩定性。極限平衡法是邊坡穩定分析計算的主要方法,也是工程實踐中應用最多的一種方法。
1.2.2邊坡可靠性分析法。邊坡工程是以巖土體為工程材料,以巖土體天然結構為工程結構,或以堆置物為工程材料,以人工控制結構為工程結構的特殊構筑物。這些構筑物都程度不同地存在組成和結構上的不均勻性,天然邊坡尤為突出,因為構成邊坡的地質體經受長期的多循環的地質作用,而且作用強度不一,且又錯綜復雜,致使它們的工程地質性質差異很大?,F階段邊坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法,可靠指標法,統計矩法以及隨機有限元法。
2邊坡工程處治技術
2.1抗滑樁技術邊坡處置工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側向土體或巖體,依靠樁下部的側向阻力來承擔邊坡的下推力,從而使得邊坡保持平衡或穩定。抗滑樁與一般樁基類似,但主要承受的是水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材,樁斷面剛度大,抗彎能力高,施工方式多樣,其缺點是混凝土抗拉能力有限??够瑯妒┕ぷ畛S玫姆椒ㄊ蔷偷毓嘧叮瑱C械鉆孔速度快,樁徑可大可小,適用于各種地質條件;但對地形較陡的邊坡工程,機械進入和架設困難較大。鉆孔時的水對邊坡的穩定也有影響。人工成孔的特點是方便、簡單、經濟,但速度慢,勞動強度高,遇不良地層(如流沙)時處理相當困難。另外,樁徑較小時人工作業面困難。
2.2注漿加固技術注漿加固技術是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙,以改變注漿對象的物理力學性質,從而滿足各類土木建筑工程的需要;注漿加固技術的成敗與工程問題、地質問題、注漿材料和壓漿技術等直接相關,如果忽略其中的任何一個環節,都可能造成注漿工程的失敗。工程問題、地質特征是灌漿取得成功的前提,注漿材料和壓漿技術是注漿加固技術的關鍵。
2.3加筋邊坡和加筋擋土墻技術加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強度,增強土體的穩定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術,形成的結構亦稱為加筋土結構。和傳統支擋結構相比,加筋邊坡和加筋擋土墻的特點有:結構新穎、造型美觀、技術簡單、施工方便、要求較低、節省材料、施工速度快、工期短、造價低廉、效益明顯、適應性強、應用廣泛等。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優點,目前其已從公路路堤、路肩發展到應用于其他各種支擋結構和邊坡防護。目前已用于處理公路邊坡、市政建設、護岸工程、鐵道工程路基邊坡、工民建配套的支擋及邊坡工程、防洪堤、林區工程、工業尾礦壩、渣場、料場、貨場等;甚至還用于危險品或危險建筑的圍堰設施等。
2.4錨固技術巖土錨固技術是把一種受拉桿件埋入地層中,以提高巖土自身的強度和自穩能力的一門工程技術。由于這種技術大大減輕結構物的自重,節約了工程材料并確保工程的安全和穩定,具有顯著的社會效益和經濟效益,因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。錨桿在邊坡加固中通常與其他只當結構聯合使用,例如以下幾種情況:①錨桿與鋼筋混凝土樁聯合使用,構成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或預置樁;錨桿可以是預應力或非預應力錨桿,預應力錨桿材料多采用鋼絞線(預應力錨索)、四級精軋螺紋鋼(預應力錨桿)。錨桿的數量根據邊坡的高度及推力荷載可采用樁頂單錨點作法和樁身多錨點作法。②錨桿與鋼筋混凝土格架聯合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻。錨桿錨點設在格架節點上,錨桿可以是預應力錨桿(索)或非預應力錨桿(索)。這種支擋結構主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡,以阻止巖石邊坡因卸荷而失穩。③錨桿與鋼筋混凝土板肋聯合使用形成鋼筋混凝土板肋式錨桿擋墻,這種結構主要用于直立開挖的Ⅲ,Ⅳ類巖石邊坡或土質邊坡支護,一般采用自上而下的逆作法施工。④錨桿與鋼筋混凝土板肋、錨定板聯合使用形成錨定板擋墻。這種結構主要用于填方形成的直立土質邊坡。
2.5預應力錨索加固技術用高強度、低松馳型鋼絞線預應力錨索對滑坡體或崩落體施加一定的預應力,提高它們的剛度,使預應力錨索作用范圍的巖石相應擠壓,滑動面或巖石裂隙面上摩擦力增大,加強它們的自承能力,可有效地限制巖體的部份變形和位移。
2.6排水工程的設計地表排水工程的設計要求:①填平坑洼、夯實裂縫。坡面產生坑洼和裂縫,往往是滑坡的先兆,也是導致嚴重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會匯集在坑洼處或沿著裂縫滲入土層,使土的抗剪強度降低,造成坡體滑動。因此,對坑洼和裂縫應仔細查找,認真夯填。②合理確定截水溝的平面位置。截水溝的平面布置,應盡量順直,并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時,應將凹地填平或與外側擋土墻相連,內側與水溝聯結,避免水溝內的水流越出或滲入截水溝溝底,導致水溝破壞。應該結合邊坡的區域地貌、地形特點,充分利用自然溝谷,在邊坡體內外修筑截水溝、平臺截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流槽等,形成樹杈狀、網狀排水系統,以迅速引走坡面雨水。
3結語
論文對常用邊坡工程的處治措施進行了初步探討,指出了常用邊坡工程處治措施的適用性,然而隨著工程建設規模的不斷增大,邊坡高度增高,復雜性增大,對邊坡處治技術的要求也越來越高??梢灶A見,隨著科學技術的發展,邊坡處治技術將得到進一步的發展,并逐步趨于完善。
參考文獻:
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高邊坡設計論文范文6
關鍵詞 : 多邊界石方爆破, 動力響應, 振動監測 ,波形分析
Abstract: this paper studies the project boundary blasting technology in the cutting of the application of the excavation, and analyzes the blasting cutting slope when the dynamic response of the law and the spread of blasting seismic waves and decay laws. The results of the study show that: in the mountains of highway engineering blasting authors, the spread of blasting seismic waves, decay laws and the terrain, closely related conditions; The energy of blasting seismic waves mainly concentrated in the low frequency part 10 ~ 60 Hz, and the main frequency range with the increase of the transmission distance of narrow, and the low-frequency; Particle vibration acceleration waveform and speed waveform similar, peak acceleration of decay laws and peak speed of decay laws similar but slightly different.
Keywords: more external boundary blasting, dynamic response, vibration monitoring, waveform analysis
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
一、引言
山嶺重丘區公路工程爆破時,微地形變化十分復雜,在爆破設計時,如果仍借用平坦地形爆破經驗,不利于提高炸藥能量的有效利用率,造成大量富余爆能,對巖體邊坡的穩定和周邊環境的影響不利。在山嶺重丘區運用多邊界石方爆破技術[1~3],在保障爆破效果和邊坡穩定的前提下能合理使用炸藥。
在爆破過程中,對路塹邊坡振動情況進行監測與分析,有助于掌握爆破地震波的強度和頻譜結構,了解其傳播和衰減規律,推測爆破震動對路塹邊坡巖體的損傷程度和邊坡穩定性的影響,并檢驗爆破設計方案的合理性。
本論文將結合北京延慶縣西鐵路一典型多邊界石方爆破工程,在爆破設計時,基于多邊界石方爆破藥量計算原理和深孔爆破藥量計算公式,進行深孔控制爆破,并對爆破現場的震動進行監測,然后分析爆破效果和振動監測結果,探討多邊界石方爆破技術在路塹開挖中的應用研究。
二、背景工程
西鐵路[4]位于延慶縣東南部山區,道路起于西二道河,終于鐵爐村。道路全長15.89公里,為山區三級公路,設計速度為30Km/h。西鐵路地處山前區及山嶺重丘區。山嶺重丘區山脈連綿起伏,溝壑與山峰相依,地形變化大。工程地理位置大部分路段地勢陡峻,路線兩側巖體比較穩定。
本次爆破位于西鐵路K4+700~K4+760處,該處地形起伏較大,現狀地形坡度α=45°~60°,地質表土為亞粘土,土層以下主要由花崗巖組成,花崗巖節理、裂隙發育。路基設計形式為全挖路塹,路基全寬7.5米,邊坡設計坡比為1: 0.5,開挖深度為5~20m。
三、路塹開挖爆破設計
(一)爆破設計方案
根據開挖路段的設計資料、周邊環境以及工程地質條件,對于全挖路塹,采用沿中心線首先開槽,然后兩側向中間逐排起爆的方法。為了進一步降低爆破振動對路塹邊坡穩定性的影響,對于孔深大于12m的炮孔,采用孔內與孔外延時相結合的方法來控制最大段別的起爆藥量;臨近設計邊坡,采用緩沖爆破技術,通過控制孔網參數和單孔裝藥量,最大限度地減緩主炮孔爆破對路塹邊坡的破壞。
(二)深孔爆破參數選擇及裝藥量計算
多邊界條件下深孔爆破裝藥量計算公式為[5]:
(1)
基于花崗巖的物理力學性質和現場試爆,取標準拋擲爆破單位耗藥量K=1.6~1.8kg/m3;自然地面坡度α=45°~60°,深孔爆破參數如表1所示。考慮巖體結構的夾制作用,每孔實際裝藥量應增加10%左右。對于臨近路塹邊坡的緩沖孔,其與主炮孔的間距取主炮孔間距的0.7倍,藥量約為表1中主炮孔藥量的一半。
表1深孔爆破參數表
孔深
h/m 孔距a
/m 排距b
/m KF(E,α)
/(kg·m-3) 單孔藥量
/kg 堵塞長度
/m
8 2.5 2.0 0.32 13 3.5
10 2.5 2.0 0.32 16 4.0
12 2.8 2.2 0.34 25 4.0~5.0
(間隔裝藥)
16 3.0 2.5 0.36 43 4.0~5.0
(間隔裝藥)
18 3.0 2.5 0.38 51 4.5~5.5
(間隔裝藥)
四、爆破振動監測與分析
(一)爆破振動監測與分析依據
我國《爆破安全規程》[6]及有關的行業技術規范都沒有對高邊坡開挖的安全判據和標準做出明確規定。本文選用應用較廣的安全振動速度閥值法,結合現場工程條件和監測結果,基于顧毅成[7]地面質點峰值振速V與巖土破壞關系的研究成果對邊坡的安全穩定性進行類比評價。
另外,本文還將分析爆破地震波的頻譜和地面振動加速度情況。頻譜分析用于研究爆破地震波特性及其對結構的動力反應方面,地面加速度能和地震產生的慣性力相聯系,這對分析路塹邊坡在爆破荷載作用下的動力響應規律和邊坡穩定性非常重要。
(二)測點布置
本次爆破振動監測點布置在K4+730處,爆破振動監測采用拓普UBOX-5016和中科TC-4850兩種型號的爆破振動監測儀,并選用豎向速度傳感器記錄監測點振動情況。根據爆區周邊環境條件以及相關單位的要求,在路塹橫斷面上邊坡沿坡頂方向依次布置四個振動監測點,監測點布置如圖1所示。
距離*——指測點到路塹上邊坡線與地面線交點P的距離