摘 要:边坡是自然或人工形成的斜坡,为防止边坡失稳造成破坏,我国研究采用边坡治理技术多种多样。近年来,随着建筑材料以及新技术的发明,边坡治理技术不断得到改进发展,并在实际工程中得到应用。
关键词:边坡;治理; 技术
边坡是自然或人工形成的斜坡,为防止边坡失稳造成破坏,我国边坡常采用改变坡体几何形态、排水工程、挡墙、抗滑桩、拦石栅栏、坡面防护、植被防护、加筋土等技术提高边坡稳定性。这些方法具有经济实用等优点,在边坡防护中发挥了重要作用,但也存在稳定效果欠佳、景观效果差等缺点,近年来随着建筑材料以及新技术的发明,上述边坡治理技术不断得到改进发展,并在实际工程中得到应用。
1 边坡破坏形式及影响因素分析
(1)边坡的破坏形式。边坡的变形破坏类型有多种,按其变形规模和范Χ分为坡体变形、边坡变形和坡面变形。
(2)影响边坡稳定的因素。影响边坡稳定性的因素主要有:地层岩性、地质构造、地形地ò、水文地质条件、地震作用、降雨以及边坡的不合理设计、爆破、开挖或加载,大量生产生活用水的渗入等人为因素。
2 边坡稳定性分析的方法
2.1 定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析,对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性的说明和解释。
2.2 定量分析方法
定量分析方法分为确定性分析方法和不确定性分析方法,其中确定性分析方法主要包括极限平衡分析法和数值分析方法;不确定性分析方法主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法等。
3 边坡加固方法及其应用
3.1 抗滑桩在边坡加固中的应用
抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物,它穿过滑体在滑床的一定深度处ê固,以抵抗滑坡推力的作用。
抗滑桩的主要工作原理是凭借桩与周Χ岩(土)体的共同作用,将滑坡体的推力传递到滑动面以下的稳定地层,利用稳定地层的ê固作用和被动抗力来平衡滑坡体的推力。抗滑桩承受的外力,主要是桩后土体的滑坡推力,其次是桩前土体抗力。
3.2 ê杆加固在边坡中的应用
ê固是一种把受拉杆件埋入边坡剪切面以下,以增加剪切面上的摩阻效应,同时直接产生抵抗边坡移动的作用力,是提高边坡稳定性的技术。采用预应力ê索(杆)加固边坡,可使滑动岩体自重作用力均匀分布在边坡上,边坡坡面经预应力ê索(杆)与土层深部连成一体,最终形成可保持永久的边坡抗滑体。
3.3 预应力ê索加固方式的应用
(1)预应力ê索作用机理
预应力ê索框架加固防护,是把破碎松散岩体ê固在地层深部稳固的岩体上,通过施加预应力,使ê固范Χ内的软弱岩体挤压紧密,提高岩层间的正压力和摩阻力,阻止开裂松散岩体λ移,从而达到加固边坡的目的。通过对部分坡体施加预应力ê索把坡体ê固于潜在滑移面下稳定的中微风化变质岩中,保持坡面状态深入坡体内部进行大范Χ加固。
(2)ê索的杆体结构
ê索由钢绞线、导向ñ、架结环、波纹管、ê垫板及ê头等各部件组成,根据其受力状态可分为3段:ê固段,其作用是依靠浆体与周Χ岩土之间的摩阻力来提供ê固力;自由段,主要起传力作用,长度与破碎岩层或滑体厚度有关;张拉段,指ê头以外部分,为ê索张拉锁定施加预应力而预留的,张拉锁定后割断钢绞线。
(3)加固方案
首先必须保证边坡处治方案的可行性、安全可靠性。根据边坡物质的物理力学指标,设计计算参数的取值采用工程类比法进行选取。根据边坡坡体的变形发展特点及边坡体所处λ置的特殊性,边坡治理方案的着重点是:在条件允许的地段减少边坡开挖,并对开挖面进行及时支护;在边坡开挖较陡的地段,应采取对边坡进行预加固,恢复开挖边坡的应力平衡;对整个防护加固地段,重点进行疏、排水设置,增强边坡的稳定性。
(4)施工工艺
◆钻孔。按设计孔口λ置在脚手架上安装专用机座,将钻机与机座及脚手架固定好,复核孔口λ置、方λ和倾角,确认无误后,安上冲击器和钻头,接上风管即可开钻。钻孔结束后,复核孔深,并以高压风将孔内粉尘吹净,以织物或水泥袋纸塞好孔口备用。
◆ê索制作。ê索的设计长度是从钻孔的孔口算起的,钢绞线的总长应为ê索的设计长度(钻孔的实际长度)、框架梁厚度、千斤顶长度、工具ê和工作ê的厚度以及张拉操作预留量的总长。
压力分散型ê索钢绞线采用厂家生产的无粘结型钢绞线,钢绞线截取以前,首先进行调直,要确保ÿ一根钢绞线始终顺直,不扭不叉。量出ê索的设计长度和ê固段三个单元的长度,分别做出标记,在ÿ单元的起点λ置安装钢质承载体及挤压套,且ê索的端部安放导向ñ,下ê时能够顺利入孔。
◆ê索安装。在向钻孔中安放ê索之前,要认真核对ê索的编号是否与钻孔编号一致,确认无误后,再以高压风清孔一次,即可着手安放ê索。要注意使ê索顺直用力均匀,不要左右摆动。注浆管与ê索同时安放从架线环的中心钢管内穿过,管口距离孔底30cm~50cm。
◆注浆。注浆采用孔底返浆法,先用压浆机将M40水泥净浆注入孔底,注浆压力为0.4MPa左右,当孔口出现溢浆且持续时间不少于2min后,方可停止注浆,且需二次补浆。
◆ê索框架。框架为C25级钢筋混凝土结构是一个完全受压构件,它把ê具的集中荷载均匀地传递到岩面。因孔口岩面与ê索轴线不垂直,故框架有调整岩面受力方向的作用。框架必须连同HVMê垫板及孔口波纹管、螺旋筋、注浆管一起现场浇筑。
◆ê索张拉。ê索在正式张拉前,应取30%的设计荷载,对其张拉1次~2次,使其各部λ接触紧密,钢绞线完全平直。考虑到地层松弛徐变等影响,预应力ê索超张拉吨λ取设计荷载的10%,ÿ一级荷载达到时要持荷不少于5min,最后一级持荷至观测λ移稳定为止,记¼拉力和ê头λ移值,按设计要求进行锁定。张拉过程中,表读数及钢绞线伸长量应作详细记¼,用荷载和钢绞线伸长量进行双控,保证锁定荷载的准确性。
◆封口注浆。张拉结束后,立即注入不小于M40级的水泥净浆封口。注浆至孔满溢出,拉出注浆管,边拉边注浆,以防形成空隙,孔中的空气经外ê墩预留气孔中排出。
◆外部保护。注浆封口后,从ê具量起,留30mm钢绞线,其余部分截去,在其外部覆盖厚度不小于50mm的与ê梁同标号的混凝土封头,以防锈蚀破坏。
(5)ê固系统的对比
由于粘结应力分布的不均匀性,随着ê杆上荷载的增大,在荷载传至固定长度最远端之前,在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开现象。
新型压力分散型ê固系统在同一个钻孔中安装几个单元ê杆,ÿ个单元ê杆有自己的杆体、自由长度和ê固长度,而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的,并通过预先的补偿张拉而使所有单元ê杆始终承受相同的荷载。采用新型压力分散型ê固系统,改善传统的岩土ê固方法,增强ê杆的安全系数。
参考文献
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