高边坡病害防治对策研究论文_郭科萱

湖北省交通规划设计院江城分院

1、研究背景

我国正处于大力发展阶段,随着西部资源开发工程以及铁路、公路等基础设施建设工程高速推进,人工高陡边坡的出现频率越来越高,导致工程所处的地质条件更加复杂,各种边坡类地质灾害问题更加突出,严重威胁人民生命财产安全的同时一定程度制约着当地经济发展。在此背景下,高边坡防护工程对推进山区基础设施建设以及保护人民财产安全具有重要意义。

2、高边坡病害的影响因素及类型判定

高边坡是将地质体的一部分改造成为人为工程设施,坡体开挖厚岩体长期裸露于陡崖或陡坡上受到风化以及卸荷作用通常会产生复杂节理裂隙,因此其稳定性取决于边坡所在地质体的地质条件与人为改造的程度。

高边坡是设计是预测性设计,也是风险性设计,同时高边坡防护是预加固设计,要实现动态设计、动态化施工。因此高边坡设计应以详细的地质资料为基础,针对每一个边坡的独特性,查明其失稳原因及可能出现病害类型,加强针对性设计。

高边坡病害类型及范围

3、高边坡病害防护措施

高边坡防护设计理念应遵循1、人地和谐,预防为主;2、减少边坡高度和对自然环境的破坏;3、坡形、坡率与加固、排水设计相结合,固脚强腰;4、预加固与环境保护。现

有研究应用阶段,应用较为广泛的高边坡支护措施有如下几种。

3.1抗滑桩预加固

抗滑桩是指穿越滑坡体嵌入于滑床底部的桩柱,借助桩周岩土体对桩的嵌固来稳定土体,用以支挡岩土体发生滑动破坏而产生的滑动力,起稳定边坡的作用。

(1)针对地面横坡较陡,具有比较明显的滑动面和不稳定迹象,采取抗滑桩嵌入硬质地层提供足够的锚固力,增强坡脚抵抗力,并保证潜在滑坡体不越过桩顶滑动。

(2)每两根抗滑桩和桩顶承台连为一个承载单元,和其上衡重式挡土墙共同作为半填高路堤,重力式抗滑挡墙既防护边坡,又作为路基的重要组成部分,抗滑桩、承台和抗滑挡土墙共同支挡坡脚土体,起到平衡和稳定作用。

(3)抗滑桩设计可通过各项措施的综合应用使该段设计达到经济合理、安全可靠,起到主动预防的目的。

3.2锚索支护

预应力锚索(杆)工程造价低,具有显著的经济效益,无论从安全性、工人劳动条件、人力物力资源的投入,针对岩质边坡、高陡边坡而言锚索加固方案有明显优势。锚索支护结构特性如下:

(1)锚索受力可靠,当锚索施加预应力后,对被锚固的岩体立即产生主动压力,发挥锚固效应,对控制边坡的变形极为有利。

(2)锚索施工无须放炮开挖,对岩体基本不产生扰动和破坏,在锚索孔内灌浆能增加孔周围岩体的力学性能。另外,施工干扰少,安全易得到保证。

(3)采用预应力锚索加固可使作用力均匀地分布在需加固的岩体上,增加了边坡体的整体强度,更容易保持边坡的完整。

(4)预应力锚索可以通过锚索的长度安装到较深的岩体之中,其安全性能更加可靠,故在滑面较深的边坡加固工程中具有明显的应用前景。

3.3微型桩

微型桩指直径小于300 mm 的插入桩或灌注桩。早期主要用于地基加固, 以后迅速发展, 开始用于边坡加固。微型桩加固边坡结构形式有如下几种:

(1)将许多微型桩密布在滑体上, 穿过滑动面, 增加抗滑力;

(2)是将滑体与不动体形成一个复合体;

(3)是微型桩加横梁形成排架结构抗滑;

(4)是微型桩网与包围的土体形成重力式挡土结构抗滑等。

3.4钢轨桩

钢轨桩是通过大风量空压机送风到冲击器,采用工程钻机带动特制钻锤进行冲击成孔。然后下入钢轨,再自下而上注入水泥砂浆,凝固后与钢轨成为桩体,桩体主要由钢轨来承受弯矩。适应于公路、市政、铁路、房建等软基及各类滑坡体加固施工。微型桩结构特性如下:

(1)施工快捷,该施工采用钻机为分体式,可拆性好、搬迁、安装方便。可远程操纵,一次搬迁可完成多孔,功效是普通钻机6倍以上。

(2)占地少,无需常见钻孔桩所要的泥浆池、钢筋加工场地等问题。

(3)施工安全,无需挖孔桩炸药、人工在井下操作等不安全因素。

(4)施工工艺及条件简单,质量容易控制。

(5)本工艺对附近河流、村庄,无污染、无噪音。

(6)桩径小、成本低。

3.5钢管桩

钢管桩基础在工程技术领域应用广泛,如跨越河流的现浇桥梁施工临时支撑体系基础,水中施工栈桥基础,大型设备、构筑物的水中操作平台基础,软基地段桥梁采用桁架支撑体系的基础等。钢管桩结构特性如下:

(1)钢管桩承载力较高。

(2)施工工艺简单,施工速度快,材料可多次周转使用。

(3)桩与桩之间连接方式简单,稳定性较好。

(4)施工成本低。

4、高边坡工程施工难点及应注意事项

(1)按有关协议对段内光缆及地上、地下管线等原有设施进行改移或按相关规范、条文要求进行加固防护。

(2)施工前应对地下水及地表水水质取样复查,如发现与地质资料不符,应及时通知有关单位。严禁使用有侵蚀性水作为施工用水。

(3)作好临时排水措施,平整施工场地,施工天沟。

(4)采用路堑边坡平台预加固桩加固段先开挖预加固桩桩顶高程以上路堑边坡,并及时施作边坡防护工程,然后对预加固桩进行准确定位,待核实无误后隔桩开挖桩井,设置锁口,在风化破碎岩层中及时设置护壁,并注意井下排水通风及人身、财产安全。

(5)待路堑堑顶及边坡平台预加固桩身砼达到设计强度的80%后,且经无损检测合格后,方可从上至下分级开挖,按施工图的防护措施分级及时浇筑墙顶边坡防护工程。

(6)对路堑坡脚预加固桩进行准确定位,待核实无误后隔桩开挖桩井,设置锁口,在风化破碎岩层中及时设置护壁,并注意井下排水通风及人身、财产安全。

(7)待路堑坡脚预加固桩身砼达到设计强度的80%后,且经无损检测合格后,方可开挖桩前岩土体,并按图纸要求及时边开挖边施作桩间挡土墙及两端重力式路堑挡土墙。

(8)凿除暴露的锁口和护壁,进行抹面处理,封闭墙顶平台。

(9)路堑挡土墙施工注意事项

①挡土墙应避开雨季选择旱季施工。

②分段开挖墙背临时边坡,每一分段长度不宜大于15m,开挖后及时浇注挡土墙。路堑挡土墙基坑承载力应满足设计要求。

5、总结

高边坡病害多发原因多样,前期地质勘察不足、高边坡数量设计缺乏针对性、高边坡稳定性的预测评价方法不完善、施工方法不科学等均常常造成加固力度不足,施工后发生变形。

现有研究阶段高边坡病害已引起大家的重视,只要认真细致地把地质和工程有机结合,可有效防止其变形破坏。高边坡的破坏模式预测评价理论和方法尚不完善,需要深入研究和提高,其监测手段尚应加强。

论文作者:郭科萱

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/3/16

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