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摘要:针对高速公路边坡防护设计,从水文、地质等方面对边坡的稳定性进行分析,通过采用简化Bishop法计算边坡稳定安全系数,确定了对边坡进行处理的施工方案。
关键词:边坡、Bishop、安全系数、方案
一、工程概况
南光高速公路是深圳市规划的“七横十三纵”干线路网体系中的一条纵向高速公路,路线起点南坪快速干线(桩号CK0+000),终点接龙大高速公路松岗立交(桩号DK31+839.143相应龙大高速桩号K22+000),全长31.069km。路线在K8+300~K8+380段以路堑型式通过,中桩最大挖深12米,边坡最大高度15米。
二、地形地貌及地质概况
1、该段路线穿越剥蚀性低丘缓坡地貌区,地形较平缓,山体自然坡度20~30°,坡面为果树林。在K8+335左侧距离路线中心39.19m的山顶有一高压输电铁塔。
2、开挖出露地层次为第四系残积层砾质粘土,钻孔未穿透。
3、该路段未见明显的断裂构造。
4、地表水体不发育,地下水主要赋存在含砾粘土层中,水量贫乏。
三、稳定性分析
1、计算方法:采用简化Bishop法计算边坡稳定安全系数,其公式如下
bi-各土条宽度,Wi-各土条重力;αi-各土条底滑面的倾角;Qi-各土条垂直方向外力,φti、Cti-第i土条所在地层内摩擦角和粘结力。
2、岩土力学参数的选取:根据"工程地质勘察报告"中提出的岩土力学参数进行合理选取,取值如下;
地层名称及成因代号内摩擦角Ф(度)粘聚力C(KPa)
第四系残积层砾质粘土(Qel)2025
图1 边坡稳定分析示意图
3、计算分析
3.1 若按稳定边坡(稳定边坡坡率和宽平台)开挖,将会拆迁高压铁塔以及产生大量的弃方,为避免拆迁高压铁塔所造成工程量增大、工程投资增加,同时尽量放缓边坡,以减少支挡工程,本路段采用锚杆框架梁加固边坡。
3.2 该高压铁塔位于堑顶以外10m左右,由于边坡的破坏危及到铁塔的安全,因此把边坡稳定安全系数提高为K=1.3。计算分析如下:
总剩余下滑力:(1.3-0.9844)×1111.9=350.9kN/m
边坡采用锚杆框架梁加固:锚杆框架梁间距为2m×2m。
每根锚杆提供的抗滑力取 110 KN。则每延米锚杆的总抗滑力为:6.0×110×1.414/2=466.6KN/m>350.9 kN/m
锚杆提供的抗滑力大于剩余下滑力,满足边坡稳定安全系数设计要求。
四、工程措施
1、为增大坡口到铁塔间的安全距离,边坡坡率采用1:0.75一坡到顶。
3、渐变段K8+300~K8+320坡率由1:1.25渐变至1:0.75,K8+360~K8+380坡率由1:0.75渐变至1:1.25。
4、锚杆采用1孔1根HRB335直径28mm螺纹钢筋,锚孔直径100mm,锚杆长14.5m。锚杆下倾15~20°。
5、边坡框架梁间采用湿法喷播。
五、施工注意事项
1.路堑开挖应先做好地表截排水设施和临时排水措施,再开挖土方。
2.路堑开挖必须从堑顶自上而下顺设计边坡线开挖,边开挖边施工锚杆框架梁加固工程,不得一次挖到路面高程后再施工加固工程。
3.必须坚持旱季施工,雨季前竣工,快速施工的原则,施工过程中必须做好边坡变形观测,一旦产生坍滑应及时治理。
4.锚杆正式施工前应进行拉拔试验,通过拉拔试验验证锚杆设计的各项参数,并确定最佳施工工艺。
5.钻孔时必须采用干钻、高压风清孔。钻孔必须顺直,保证钻孔倾角、孔位满足规范要求。
6.边坡开挖时,若发现不良地质或与设计不符时,应及时通知设计及有关单位。
7.加强施工组织,并做好施工人员及财产安全的保护工作。
8.未尽事项按相关施工规范、规程、规定和专用图的要求办理。
六、结论
本文针对实际案例对高速公路边坡处理的设计思路、设计原则进行了分析、探讨,结合工程实际提出了自己的设计思路及处理方案,并提出了施工的方
案及注意事项,为其它项目值得借鉴方案。
论文作者:崔建利
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/20
标签:锚杆论文; 铁塔论文; 安全系数论文; 高速公路论文; 稳定论文; 钻孔论文; 工程论文; 《防护工程》2017年第16期论文;