边坡支护结构概述论文_汪中萍

边坡支护结构概述论文_汪中萍

重庆交通大学河海学院 重庆南岸 400074

摘要:随着建筑工程、交通等的快速发展,因开挖出现的一系列边坡,威胁着国家财产和人民的生命财产安全。因此对边坡的治理尤为重要。鉴于边坡破坏模式的不确定性和复杂性,所以需针对不同工程的边坡采取合适的支护结构进行治理。本文从边坡病害、边坡传统支护结构和边坡新型支护结构这三方面对边坡进行了简介,并对边坡支护结构的优缺点和应用范围进行了总结。

关键词:边坡病害;边坡传统支护结构;边坡新型支护结构

1 引 言

边坡问题已经涉及到建筑工程、交通等诸多领域。其中边坡失稳已经威胁到一些建构筑物及人员的安全,并且一些失稳的边坡往往会造成较大的经济损失和人员伤亡。因此,对边坡采取合理的支护结构,对保障生命财产安全尤为重要。

边坡往往会形成不同的病害。按运动特征将边坡病害划分为崩塌、坍塌、滑塌、错落、倾倒和落石等[1];公路方面,将边坡病害直接划分为滑坡、崩塌和剥落[2]。目前,传统的边坡支护结构形式根据规范有重力式挡墙、扶壁式挡墙、桩板式挡墙和锚杆挡墙等[3]。一些学者提出了新型的支护结构,如梅益生、马建林提出的景观锚桩板支护[4];陆观宏,詹前进提出的无格梁支护结构[5]。本文通过总结目前的一些支护结构,希望能为合理选择边坡支护结构类型提供参考依据。

2 边坡病害

郑静、李明等人通过调查,将地震区主要边坡病害分为滑坡、崩塌、坍塌、错落和落石,认为崩塌是最主要的边坡病害[6]。本文就此分类进行了阐述。

2.1 滑坡

滑坡是边坡上的岩土体,受地震和降雨等因素的影响,在自重作用下发生向下滑动的自然现象。滑坡主要发生的是剪切破坏,按滑动面纵坡面形态,可将滑坡划分为平移型(顺向)滑坡和弧形或转动型(切层)滑坡这两种类型[7]。

2.2 崩塌

崩塌是边坡上岩土体在自重作用下与母体发生分离,最终堆积在坡脚的自然现象。根据岩土性质,崩塌分为土崩和岩崩;对于规模较大、发生于山体的称为山崩,影响十分巨大。按范围和规模,可将其划分为崩落、坠落和剥落等。

2.3 坍塌

坍塌,是指边坡岩土体受降雨或地下水等因素的影响,致使坡脚部分岩土体软化,其强度指标降低,进而导致一些岩土的崩解和塌落的现象,具有突发性的特征。

2.4 错落

错落,是指因结构面而与其它完整岩体相分开的部分岩体,其坡脚因受冲刷或人工开挖而发生的垂直位移远大于水平位移的变形现象。发生移动的那部分岩土体称为错体,一般错体会保持其原有的完整性。

2.5 落石

落石,主要发生于较陡边坡的上部或顶部,因卸荷作用而与母体发生拉裂的岩体,受震动等因素的影响,发生向坡下抛落或掉落的现象。

3 边坡传统支护结构

3.1重力式挡墙

重力式挡墙是指依靠自身重力抵抗岩土体侧压力使边坡保持稳定的支护结构。其具有就地取材、经济效果好和施工方便等优点,但由于其是依靠自身重力来抵抗的岩土侧压力,所以该支护结构具有体积大的特点;但重力式挡墙不利于控制边坡的变形,开挖后,若边坡稳定性较差,则不宜使用。

传统的重力式挡墙设计是先拟定截面尺寸,然后进行一系列验算,验算不满足要求,则再调整截面尺寸,直至每项验算均满足要求,在设计过程中还需考虑经济因素,以取得合理的断面形式。但该工作量较大,并且比较繁琐。该重力式挡墙的缺点是不适用于开挖后变形较大的边坡。

3.2 悬臂式与扶壁式挡墙

悬臂式与扶壁式挡墙均由钢筋混凝土构成。两者具有厚度小、质量轻和经济指标好等特点,适用于填方边坡。其中悬臂式挡墙适用于不超过6米的边坡,扶壁式挡墙适用于不超过10米的边坡[3]。

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3.3 桩板式挡墙

桩板式挡墙由抗滑桩、挡板和冠梁构成,分为悬臂式和锚拉式桩板挡墙,悬臂式适用于边坡高度不超过15米的边坡,而锚拉式适用于不超过25米的边坡,当嵌固段土质较差时,均不宜采用,而对于需严格控制变形的边坡,可采用锚拉式桩板挡墙进行支护[3]。

3.4 锚杆挡墙

锚杆挡墙可分为板肋式和格构式锚杆挡墙,对于土质边坡,适用的边坡高度不超过15米,而对于岩质边坡,高度不超过30米[3]。

4 边坡新型支护结构

4.1 景观锚桩板支护

梅益生,马建林针对城市道路垂直高大边坡提出了融景观绿化设计为一体的新型边坡支护结构——景观锚桩板支护[4]。该结构主要是在传统的排桩式锚杆挡墙的基础上,将传统的挡土板的平面形式设计为凹向填土方向的曲面形式,在挡土板内能够置土,栽种植物,将景观设计融入了进来,更具美观,能与城市的绿化建设融为一体。该结构与传统的排桩式锚杆挡墙相比,具有以下优点:一是增强边坡整体刚度;二是挡土板的弧形结构能增强挡土板抗弯刚度;三是多支点支撑使桩在地下嵌固段的长度显著减小,减少工程量,缩短工期,减少投资。

4.2 一种无格梁新型边坡支护结构

陆观宏,詹前进针对传统的格构式锚杆挡墙的格梁与坡面脱空的问题,提出了该种支护结构。该结构仅用锚杆对边坡进行支护[5]。该新型支护结构,通过在锚固端和自由端扩孔,提高了锚固段的粘结力,其适用于较完整和完整的岩体,而对于破碎和较破碎的岩体则不能发挥很好的作用。

4.3 桩基立柱锚拉式挡土墙

桩基立柱锚拉式挡土墙由立柱、挡土墙、预应力锚定拉杆、锚定墙、托梁和桩基等组成的挡土结构,比较适用于填方的边坡。薛丽影,杨文生给出了桩基立柱锚拉式挡土墙的计算模型[8]。

4.4 桩基托梁挡土墙

桩基托梁挡土墙,由挡土墙、托梁和桩组成,适用于填方边坡,但在应用过程中存在一定问题。郑飞舟就针对应用过程中所存在的问题,分析了该支护结构的设计选择方法,并提出应用质量控制的方法[9]。

4.5 新型桩墙组合结构

高立,李洪岗等[]提出了一种新型的支护结构——新型桩墙组合结构,由新型桩间挡土墙加桩基托梁衡重式路肩墙组成,适用于开挖形成的路堑高边坡。该新型结构,是在桩间挡土墙和桩基托梁衡重式路肩墙的应用受到地质条件限制的情况下提出来的,并以一工程为例,验证了该组合结构的可行性[10]。

结 语:

总而言之,边坡的稳定性问题对交通、建筑等的安全性有着巨大影响,所以对不稳定的边坡采取合理的支护结构进行治理就显得尤为重要。本文选取了规范上规定的一些传统边坡支护结构和一些规范上未提及的、工程上用得不多的新型支护结构,并对这些进行了简要概括,希望能为边坡支护结构的合理选择提供部分参考依据。

参考文献:

[1] 郑颖人,陈祖煜,王恭先,等. 边坡与滑坡工程治理[M]. 北京:人民交通出版社,2010.

[2] 郭长庆,梁勇旗,魏进,等. 公路边坡处治技术[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2007.

[3] 中华人民共和国国家标准. GB 330-13 建筑边坡工程技术规范.北京:中国建筑工业出版社,2013.

[4] 梅益生,马建林. 景观锚桩板支护[J]. 岩土工程界,2005,8(4):65-67.

[5] 陆观宏,詹前进. 一种无格梁的新型边坡支护结构的研究[J]. 中外公路,2012,32(3):19-22.

[6] 郑静,李明,苏俊霞,等. 地震引发边坡病害的变形破坏模式研究[J]. 铁道工程学报,2013 (9):7-14.

[7] 张倬元,王士天,王兰生,等. 工程地质分析原理[M]. 北京:地质出版社,2009:278–280.

[8] 薛丽影,杨文生. 某高边坡桩基立柱锚拉式挡土墙设计[J]. 岩土工程学报,2013,35(2):1176-1179.

[9] 郑飞舟. 桩基托梁挡土墙在填方边坡支护工程中的应用[J]. 世界有色金属,2017 (4):135-137.

[10] 高立,李洪岗,聂文峰,等. 新型桩墙组合结构在高陡边坡支护中的应用研究[J]. 路基工程,2017 (3):184-187.

论文作者:汪中萍

论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/28

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