某市政道路边坡失稳原因及防治措施建议论文_周金成

某市政道路边坡失稳原因及防治措施建议论文_周金成

周金成

重庆市广阳岛开发投资有限公司 重庆南岸 400000

摘要:在随着公路建设的快速发展,路基边坡的防治也越来越成为工程建设和后期养护的重点工作。本文结合自身近年实际工作经验对路基边坡的失稳的治理及施工了探讨。

关键词:市政道路边坡;稳定性;影响因素分析;评估方法;防治措施

1 引言

目前我国市政道路建设正在飞速发展,修建市政道路时往往会在一定程度上破坏原来较为稳定的岩体,加上雨水的冲刷,使得市政道路由于边坡稳定性的下降衍生出许多工程灾害事故。例如边坡侵蚀、坡面坍塌等,而这些灾害事故的产生不仅会造成重大的经济损失,对人民群众的生命安全也是一种潜在的威胁。

2 影响边坡稳定的因素

2.1 地层岩性

地层岩性及其组合是构成高边坡的物质基础,岩性决定岩石的强度,抗风化能力岩体结构及所能保持的边坡高度。岩石软弱,风化深度大,构造破碎严重,当切坡高度、陡度达到一定值时会发生失稳现象。

2.2 地质构造

地质构造决定岩层的产状,节理裂隙的性质及发育程度。断层破碎带的性质等受构造的影响,如高边坡体上节理裂隙发育,岩体破碎,将严重影响高边坡的稳定性。

2.3 地形地貌

地形地貌也是产生滑坡的重要条件。不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力,并引起坡顶出现张裂缝;在坡脚产生强烈的剪应力,出现剪切破坏带,这些作用极大地降低边坡的稳定性。

2.4 水文地质条件

水是造成边坡失稳的重要因素,地下水软化岩(土)体,增大容重而增大了下滑力,产生静、动水压力,使边坡失稳,往往导坡体滑坡、边坡滑坡的产生。地下水及地下水发育程度是评价边坡稳定的重要因素。

2.5 地震

地震作用导致边坡稳定性降低,主要是由于地震作用产生水平地震附加力方向不利时,边坡的下滑力增大,滑动面的抗滑力减小。另外,在地震作用下岩土中的孔隙水压力增加和岩土体强度降低,对斜坡的稳定不利。

2.6 降雨

气降雨是滑坡致灾的最主要外因。大气降雨注入滑体,增加岩士的含水量.增加岩土体容重,软化和降低岩体的抗剪强度。降雨渗入到风化岩土体之下的基岩面或断水层面变成润滑剂,降低了接触面的抗滑稳定性。

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2.7 人为因素

边坡的不合理设计、爆破、开挖或加载,大量生产生活用水的渗入等都能造成边坡变形破坏,甚至整体失稳。

3 公路边坡稳定性分析评价方法

3.1 土体稳定极限平衡法

在工程实践中,主要根据边坡破坏滑动面的形态来选择极限平衡法,常常假定滑动面为圆弧形,由此建立土体的作用力与土体强度之间的平衡条件,进行边坡稳定性评价。对于粘性土质边坡可采用刚体极限平衡理论中的圆弧法来分析;对于无粘性土边坡可采用相应的折线法;对于岩质边坡,则常采用刚性块体稳定分析法。极限平衡方法最显著的优点是具有较为严密的理论基础,能为使用者提供一个清晰的破坏模式物理图形,和一个实用的稳定性指标。

3.2 有限元(FEM)法

变形介质边坡的有限元法。该法适用于大部分土质边坡及软弱岩体边坡问题,变形边坡自身的弹性变形、塑性变形或流变变形较大,使变形体在后缘张开、前缘压缩隆起,此时,刚体平衡假设下的分析法不再适用;边坡大变形的有限元法。此法适用于地震、爆破等动荷载作用下边坡的稳定性分析及其滑速、涌浪分析,还应采用有限元动力大位移模型分析。

3.3 其它评估方法

除了上述的评估方法以外,现在用于边坡稳定性评估的方法还有可靠性方法、模糊数学方法、统计分析方法、灰色系统理论、神经网络方法等。这些方法是将调查所得资料借助现有的统计分析软件和编程软件,加以计算得出分类评估的标准,从而对边坡稳定性进行评估。

4 加强市政道路边坡失稳的治理技术分析

4.1 植物防护措施

植物防护以成活的植物作为路基防护的材料,通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用,在拟保护的路基部位,形成有生命的保护层;是一种积极、有生命的防护措施。采用铺草皮、种草形式,利用植被对边坡的覆盖作用、植物根系对边坡的加固作用,保护路基边坡免受降水和地表径流的冲刷。植物防护应根据当地土质、含水量等因素,选用易于成活、便于养护、经济的植物类种。植物覆盖对地表径流和水土冲刷有极大减缓作用。植被根系能与土层密切结合,盘根错节,使地表层土壤形成不同深度牢固的稳定层,从而有效地稳定土层,阻挡冲刷和坍塌。

4.2 挡土墙与抗滑桩

挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。在市政道路工程中,可用以支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、防止水流冲刷路基,同时也常被用于处理路基边坡滑坡崩坍等路基病害。

抗滑桩是整个边坡治理过程中最为常见,也是最为有效,最为经济的边坡治理工程构筑方法之一。在笔者多年的市政道路施工和养护经验过程中发现,抗滑桩多是依靠锚固在边坡滑床上的桩型构筑物,在特定的情况下,当受到外力的时候,桩前土会对滑坡下滑力产生抗力,如此,可以很大程度的阻止整个滑坡的下滑。由于其操作简单,施工方便,经济合理,因而在边坡治理过程中得到了广泛的应用。

4.3 做好排水工作

4.3.1 地表排水

边沟:设置在挖方路基的路肩外测,用以汇集和排除路基范围内和流向路堆的少量地面水。排水沟:用以引出路基附近低洼处积水的人工沟渠。跌水与急流槽:设置于需要排水、高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段。跌水的作用主要是降低流速和消减水的能量。急流槽多用于涵洞的进出水口,或在特殊情况下,截水沟流向边沟的地段。

4.3.2 地下排水

渗沟:渗沟对排水路基边坡下渗水、裂隙水具有显著效果,也可降低路基两侧的地下水位。支撑式渗沟:支撑式渗沟主要设计在路基边坡体裂隙水发育明显,且出现多个渗出点,往以带状、面状发育的坡面,由于其水富丰、分布分散,通过设置“Y”型支撑式渗沟,可有效收集边坡一定范围的渗水,并及时排出,对保证边坡稳定、保持边坡体强度具有一定作用,从而保证边坡稳定。倾斜式排水管:在多雨地区,往往边坡水在一定的深度内大范围分布,若不及时排水,长期储存在路基边坡体内,影响边坡体的岩、土强度,不利于边坡稳定,该情况下,可通过设置深层的带孔排水管,必要式可采用上下交错布设,可有克服支撑渗沟深度不足的缺点,将深层水排水。大孔径排水管(沟):该种情况多用于泉眼式渗水,在多雨地区,部分泉眼雨季水量较大,采用倾斜式排水孔很难及时排除水流,往往造成边坡明显的冲刷。这种情况下采用加大孔径的混凝土排水管(沟)具有较为明显效果。

4.4 做好边坡的施工设计工作

在进行边坡防治过程中,如果遇到一些性质十分复杂的很大规模的滑坡,一般情况下,要尽力的避开,或者是绕道。如果无法避开时候,要在综合考虑滑坡规模,治理费用等多方面的因素的基础上,做出科学合理的设计,优化设计方案。

如果是一些滑坡速度相对而言比较缓慢的滑坡,要坚持从全局出发,做出全面的防治规划,要对每期工程的治理效果都做出观测,针对其中存在的不足和缺陷采取有效的治理改进措施。针对一些滑动速度迅猛的滑坡,要启动紧急治理方案,进行迅速有效的治理。如果是一些中小型的滑坡,在治理过程中,无需避开或者是绕道,一般而言,要结合滑坡的具体情况和工程施工的方案设计,对路线位置稍微的做出合理的调整。

5 结语

要搞好市政道路建设和环境保护,确保市政道路边坡稳定、安全,要深入了解市政道路边坡失稳的影响因素(诸如土质、水文、气候等),正确地评价市政道路边坡稳定性,灵活采用不同的市政道路边坡防治措施,加强市政道路边坡设计和施工管理,才能保证市政道路安全运行和避免坍塌事故的发生。

参考文献:

[1]杨学堂.边坡稳定性评价方法及发展趋势[J].岩土工程技术,2004.2.

论文作者:周金成

论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期

论文发表时间:2019/1/15

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