炭质页岩风化边坡处治实例
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炭质页岩边坡合理开挖施工工艺研究摘要:炭质页岩路堑边坡的坡体结构较为复杂。
为了得到合理开挖施工工艺,利用FLAC3D软件对边坡以不同开挖坡比、不同分级开挖高度下稳定性情况进行数值模拟,研究表明:随着边坡开挖施工,边坡安全系数越来越小;边坡每级开挖深度为10 m时,边坡安全系数最大。
关键词:炭质页岩;开挖深度;开挖坡比;合理开挖;安全系数随着我国西部大开发,高速公路在西部地区迅速发展,在建设过程中出现的炭质页岩路堑边坡引起学者的广泛关注。
炭质页岩主要分布在我国广西、云南等西南部地区,是一种软岩,具有强度低,易风化、易崩解等特点,由于岩体成分中含有大量的分散碳化有机物,遂成灰黑色。
炭质页岩是一种沉积岩,环境差异使其物质组成与岩体结构错综复杂,具有“成分不均、分布不均、性质不均”等特点。
如何保持边坡在施工开挖过程中处于稳定状态是一直是工程难点之一。
炭质页岩边坡受开挖扰动,边坡中的应力分布发生改变,其变形也进一步增大,极有可能在开挖过程中产生破坏,对施工安全构成重大威胁。
为保证施工安全,找到一种最安全合理的开挖方式,使边坡在开挖完成后稳定性最好,魏丽梅等[1]以某公路炭质页岩边坡为依托,结合室内试验及FLAC数值模拟计算,得到了炭质页岩路堑边坡开挖前后变形及稳定性。
本文在前人[2-7]研究基础上,利用FLAC3D 软件对某边坡以不同开挖坡和不同开挖分级深度工况下稳定性情况进行数值模拟,得到不同开挖方式下边坡稳定性的变化,为实际工程提供参考。
1 数值模拟建立及参数选取选取柳南高速公路改扩建工程K21+450断面处边坡为研究对象。
该段炭质页岩路堑边坡高度为50 m,根据工程地质资料,坡顶以下0~30 m为强风化炭质页岩,30 m以下为中风化炭质页岩,边坡典型断面如图1所示。
图1 初始边坡简化断面图运用ANSYS软件对该进行数值建模,然后导入FLAC3D中,模型尺寸宽130 m,左侧高20 m,右侧高70 m。
I I h^UB2020也------------------------------------------------------乜…工对炭质泥岩边坡的加固支护措施及研究刘实旺(中交四公局十公司,北京101101)摘要:最近几年,随着我国经济的不断发展,全国各地都在积极兴建铁路,公路,桥梁等项目。
而这些项目建设中,都需要做好边坡稳定加固支护工作,这对于工程项目的建设有着关键性意义。
本文以文山至麻栗坡至天保二级公路改造为例子,对炭质泥岩边坡的加固支护措施进行研究分析,本工程段侧边坡地质为炭质泥岩,这里就对炭质泥岩结构特征进行研究,并分析影响因素,提出解决方案。
关键词:炭质泥岩;边坡;支护;措施;研究分析文章编号:2095-4085(2020)03-0117-02随着我国基础建设工程的不断增多,对于支护技术的应用也日益增多。
支护技术主要应用在道路两侧边坡位置,对工程两侧地质结构起强化固定作用。
一般而言,在道路建设中都需要加固两侧边坡,强化其力学结构,防止边坡出现朝裂和垮塌现象,提高工程施工质量。
1工程信息概述工程位于文山至麻栗坡至天保二级公路地段,其起点在国家一类口岸的天保口岸,是我国通往东盟的重要经济路段,是当地交通发展规划的重要部分。
此路段属于S210线文山至天保公路段,因此也是本区域的重要主干线,北连GZ75及G320线,并与云南地区道路相连接。
本次将对此路段进行边坡基础支护处理,本地区由于山体为炭质泥岩,并且海拔低,雨水量多,常常导致道路两侧受到周围地质垮塌和积水泥石流的影响,严重阻碍了交通的正常运行,因此这里需要对其做边坡加固支护处理,提高道路的安全性,促进当地经济快速发展。
2对工程炭质泥岩的特性研究在我国部分地区有炭质泥岩,主要以泥岩、页岩及灰岩等成分构成。
一般来说,其岩性都比较脆弱,力学性能差,不具备足够的抗压能力。
而更为关键的,这种岩体结构除了力学性能差,后期还容易出现松动、崩解、风化等问题,而一旦这种地质结构风化,便会形成泥炭土,这种土质并不利道路工程施工,容易出现岩体开裂的问题。
关于炭质泥岩边坡防护的浅谈摘要:近几年,我国经济飞速发展,大量的等级公路都正在建设之中,在建设过程中边坡稳定成为影响工程的重要因素。
文山至麻栗坡至天保二级公路改造工程左侧边坡地质类型为炭质泥岩,炭质泥岩的岩层走向与边坡纹理夹角小,层面结合疏松且夹杂泥质,稳定性较差,易造成边坡的失稳破坏等不良影响,本文通过分析炭质泥岩的工程特性,依据边坡支护原则,对边坡的支护措施方法予以比较,并提出切实可行的防护加固措施,保证边坡稳定。
关键字:炭质泥岩;边坡;防护;措施1、工程基本情况1.1工程所在地文山至麻栗坡至天保二级公路改建工程8合同坪寨段K108+000~K115+000 1.2工程概述文山至麻栗坡至天保二级公路改造工程是文山州交通发展“十一五”计划中的“三纵三横”横向主干线其中之一,是S210线文山至天保公路段,属文山州的重要干线。
北连GZ75及G320线,并通过干线公路与云南其他地区相接。
该工程的起点为国家一类口岸的天保口岸,和越南河江省河江市清水河口岸邻近,与越南二号国道相接。
是中国云南通向越南首都转道最直、路程最短的重要道路。
天保口岸位于滇西开放的前端,平时是对外开放的桥梁和媒质,是连通中国—东盟自由贸易区的重要平台,亦是重要的国防公路。
本项目的建设是文山州整体发展的需要,符合加快西部大开发和促进内需的要求,对加强民族团结、构建和谐社会有较大的促进作用。
项目建成后,能完善云南西南部地区的公路网结构,改善文山州交通基础设施和交通状况,巩固国防。
建设意义非常重要。
1.3工程概况本标段K111+900~K115+000段左侧为大山,公路在山腰通过,山体为炭质泥岩,海拔低,雨水相当充足,雨季期间山水从半山腰喷出,当地取名为散水段,原始地貌被开挖后极易滑坡,其中K113+260~K113+600段为挖方边坡,边坡左侧为大山,山体高度为400米左右,山体陡峻,边坡按1:0.25的坡开挖后,坡口线最高点至路面高度为60左右形成一抛物线形状,开挖后暴露出的地质为炭质泥岩,需防护。
交通科技与管理163工程技术0 引言 炭质页岩岩性差,开挖揭露地层岩性为炭质页岩的边坡往往因为坡体含有水已造成坡体岩性松散,滑塌现象严重。
极少数坡体不含水的边坡坡面,往往在暴露一段时间后也会发生滑塌现象。
因此,受炭质页岩岩性的影响,云南省墨江至临沧公路边坡滑坡较多,针对不同滑塌边坡的处理和加固方案也是多种多样。
1 工程概况 云南省墨江至临沧公路土建6标K70+950~K71+300段左侧边坡原设计为五级边坡,边坡施工至第四级时,第四级平台垮塌,第五级平台明显外鼓,坡顶地面裂缝增多增大,并明显向红线外侧发展,紧邻红线处三户民房出现不同程度开裂。
2 地层情况 根据设计单位工程地质调绘及钻探揭露,该段边坡为典型的炭质页岩边坡,自上而下工程地质层依次为: 滑体(主要成分为卵石)-素填土(主要成分为碎石)-卵石(主要成分为砂岩)-全风化砂岩-强风化炭质页岩夹灰岩-中风化辉长岩。
3 滑坡特征、成因及危害性分析3.1 形态特征 滑体为工程滑坡,属中型滑坡,平面整体上呈圈椅状,滑坡剪出口位于原设计边坡四级坡坡脚。
前后缘高差为29 m,平均厚度为7 m,滑体约8.6万m³。
3.2 结构特征 滑体:主要为全风化的砂岩、强风化的炭质页岩夹砂岩。
滑带:主要位于强风化的炭质页岩夹砂岩中,含水量较高。
滑床:主要为强风化的炭质页岩夹砂岩。
3.3 变形特征 边坡施工过程中,坡面出现垮塌,坡顶开裂,坡面框架梁混凝土开裂。
3.4 形成机制 (1)该滑坡地形条件差,地层及岩土结构差,滑坡所在边坡岩性主要为强风化的炭质页岩,岩体强度较低,自稳能力差。
(2)雨水下渗,坡体含水量增加,炭质页岩岩体强度降低。
(3)现场边坡开挖后,未及时全面封闭坡面,受暴雨及暴晒的影响,炭质页岩岩体强度降低。
4 滑坡治理方案4.1 坡脚堆载反压 发生坡体滑塌开裂后,现场立即组织机械对坡脚进行堆载反压,堆载高度约7 m,有效控制滑坡的发展速度。
4.2 钢管桩 为防止滑坡继续扩展,影响到后缘的者整村房屋,在滑坡后缘增设3排微型钢管桩。
1.基本情况某泵站位于山坡上,属低山、残丘地貌,地面高程22~60m;设计要新开挖1条长约135m的进水渠,进水渠横切山脊。
2000年10月底施工开挖,左边坡因坡面高差较大,在左边坡设4级马道(21.65m、26.6m、36.6m、46.6m),46.6m 高程马道以上开挖坡比为1:1.50,46.6m高程以下各马道之间1:1.25,坡面呈标准的扇形面展布;右侧边坡未分级(马道),一次性开挖到渠底,近似呈长条形展布。
在开挖过程中,由于种种原因,边坡没有立即采取保护措施,直至开挖到渠底,左侧高边坡整个坡面全部暴露在外,如图1。
图1 开挖边坡产生裂隙及滑动图2 上部为临时锚杆支护,下部碳质泥岩产生局部破坏在进水渠局部段开挖至设计底板高程时,左侧边坡渠底附近的炭质泥岩就出现了部分隆起、滑塌现象(见图2),同时在26.6m马道以上出现裂缝。
进水渠左侧高边坡(在26.60m~36.60m马道之间)于2022年春节前后的雨天,出现了第1次的大面积滑塌,虽然后来在左边坡26.60m~36.60m马道之间做了喷砼浆保护与局部喷锚挂网保护等措施,但在后期的两次暴雨天中又分别在26.60m~36.60m马道以及36.60m马道以上出现了大面积坡体滑移、隆起及崩塌,整个坡面到处出现隆起或反坡向的拉开裂缝,几乎到了逢雨必滑的地步,给工程施工与正常运行都带来了极为不利的影响,对工程的安全与稳定带来很大隐患。
图3 边坡的典型坡面类别基本性质颗粒组成(%)含水率% 土粒比重天然密度g/cm3饱和度%塑限%液限%塑限指数自由膨胀率%0.25-0.075mm0.075-0.005mm<0.005mm<0.002mm坡积棕黄色粉质粘土28.1 2.73 1.81 93.6 25.5 38.6 13.1 12.0 6.1 30.3 60.3 42.2灰白色粉砂质泥岩26.2 2.77 1.91 95.8 29 44.5 15.5 9.0 1.7 31.5 56.5 42.7灰黑色炭质泥岩28.7 2.79 1.92 97.3 28.5 46.7 18.2 21.0 1.8 26.5 67.5 49.1灰褐色含砾砂质泥岩18.3 2.79 1.99 77.5 19 30.5 11.5 18.5 5.6 38.7 26 192、边坡滑塌原因分析从整个边坡体的滑塌情况来看,当边坡开挖至渠底时,在边坡暴露、未做任何保护措施之前,边坡仅是在26.6m马道附近与渠底的炭质泥岩发生隆起、滑塌,在左边坡36.6m以上的左侧局部土体发生坍塌;对26.6m马道以下至渠底与26.6m马道以上附近进行喷锚支护后,在整个坡面上喷上一层厚约15cm素砼保护,但坡面还多处出现反坡向下切横向裂缝,裂缝深达2m多,宽约10~20cm,斜交坡面马道延伸,长约5~30m不等,以至后来发展到46.6m马道以上的坡面土体整体下沉10~30cm,36.6m~46.6m马道之间几乎整体滑塌、降起、开裂、沉降,26.6m马道以上坡面岩体大部分产生滑塌,整个左边坡坡面几乎被滑塌体所覆盖,最厚处近5m;通过施工地质的现场查勘及钻孔地质资料分析,左边坡滑塌的主要原因有如下几点:图4 开挖初期在坡底用木桩临时支护(1)边坡开挖出来后相当长一段时间内未作任何边坡保护处理,使其暴露、临空时间过长,且经过连续的雨季冲刷和阳光曝晒,使坡面本来就软弱的岩体反复产生软化、膨胀、龟裂,从而坍塌失稳。
高速公路碳质页岩高边坡加固处治经验谈苗海印【期刊名称】《《交通世界(建养机械)》》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】2页(P183-184)【作者】苗海印【作者单位】山西长平高速公路建设管理处【正文语种】中文高速公路高边坡的治理会直接的影响到工程建设的安全、进度、造价,如果所制定的加固处治方案缺乏科学合理性或者所采用的施工方法和工艺不恰当,就会导致安全事故与经济损失情况的发生,所以,对高边坡加固处治已经成为了当前我们所要解决的瓶颈问题,应不断积累成功的边坡治理经验,确保设计、施工、管理水平的提升,这样,高边坡就实现了安全、经济、实用的目的。
本文主要以某边坡工程为例,对碳质页岩高边坡进行了一番研究。
高速公路碳质页岩高边坡的加固处治措施施工中,必须严格根据相关设计文件以及规范要求进行。
如果所采用的施工方法不合理,那么,加固处治将难以有效果,同时,还会使边坡出现不稳定性因素,严重者将导致边坡失稳。
所以,应选择科学的施工方法与施工工艺,施工过程中,严格按照施工工序与施工工艺、施工操作规程与安全操作规程进行,做好边坡稳定性监测工作,从而提升工程质量与工程进度。
做好锚索、锚杆的抗拉拔试验为了对设计的合理与否加以验证,有利于进行动态设计与正确有效指导施工,要求施工前,加强对锚索、锚杆进行抗拉拔试验,对于锚索,应以强度为1860MPa的钢绞线为主,锚索不应存在搭接、损坏、锈蚀的情况;对于锚杆,应以φ25HRB335 的螺纹钢筋为主,经过一番试验后得出,锚杆与锚索的抗拉拔力与设计要求相符,能够开展施工工作。
锚杆和锚索的施工在做完抗拉拔试验后,应积极开展施工;锚索施工过程中,应按以下顺序进行:钻孔、编索、安装锚索、注浆、浇骨架、混凝土斜托、张拉、封锚。
锚杆施工过程中,应按以下顺序进行:钻孔、清孔、放入锚杆、灌浆。
进行坡脚挡墙的施工在开挖挡墙基坑过程中,应以跳槽法为主,间距在十米,不得对整段进行开挖;挡墙主要采用C20片石混凝土施工,沿着墙身纵向每隔十到十五米进行伸缩缝的设置,沿着墙面每隔两到三米进行泄水孔的交错设置,最底部一排泄水孔要和路肩保持高度一致。
炭质泥岩固化剂在六宜高速公路试验成功发布时间:2011/2/22试验前,没有固化剂炭质泥岩崩解试验后,涂固化剂炭质泥岩表面洒水文字放大(+) 文字缩小(-)近日,六寨至宜州高速公路与长沙理工大学合作开展的炭质泥岩填筑施工课题,通过试验,成功研制出一种防止炭质泥岩风化和坡面防水材料的固化剂。
这是六宜高速公路继2010年4月份取得炭质泥岩完成崩解关键参数之后的又一成果。
研究发现,六宜高速公路炭质泥岩边坡岩体开挖后大部分呈碎裂状,一旦暴露在空气中便迅速风化呈松散细粒状结构,在水的作用下不但风化速度成倍增加,而且呈泥状,极易导致边坡大规模崩塌和滑坡。
为此,六宜高速公路与长沙理工大学对沿线炭质泥岩进行了近2年的时间的观察、取样、试验和分析,依托《炭质泥岩路基填筑与坡面绿化技术研究》项目,在取得炭质泥岩完成崩解关键参数的基础上,通过近10个月的潜心研究,成功研制出一种防止炭质泥岩风化和坡面防水材料的固化剂。
固化剂的基本原理是在刚开挖的炭质页岩边坡涂上一层固坡防水剂,以防止风化崩解,然后在锚杆框架梁内进行挂网培土植草,从而实现炭质泥岩边坡生态护坡。
固坡防水剂抗风化防水机理是在炭质泥岩上涂(喷洒)一层聚丙乳液,使其渗入到泥岩表面一定深度,同时将碎裂状炭质泥岩粘结成整体,被涂表面生成一层分子膜(实际上是一层憎水层)。
固化剂与炭质泥岩表面有一定的粘结力,这层分子膜能使水的界面角增大到一定程度,并使被涂表面的表面张力降低到聚丙乳液的表面张力,从而实现“反毛细管效应”,使该表面达到不渗水、不吸水、抗风化、防侵蚀、防冻裂脱落,基面色泽保持原生态。
通过取样试验,该固化剂涂在炭质泥岩上,降低了崩解的速度,取得了试验成功。
下阶段,六宜高速公路指挥部将以六河路K20+450~K20+695段边坡防护作为试验段,用固化剂喷洒在炭质泥岩的表面后进行边坡防护。
该项研究如获成功,将成为广西乃至全国炭质泥岩边坡防护首创。
炭质页岩风化边坡处治实例
摘要:本文通过对炭质页岩挖方边坡的调查与研究,采用极限平衡园弧法对公路炭质泥岩边坡稳定性进行分析,详细阐述了处治方案,此方法在工程项目中取得了较好的经济效果,具有较高的推广价值。
关键词:炭质页岩边坡处治
0引言
长期以来,我国公路的边坡防治由于建设资金紧缺,而不作为公路建设的主体工程,在工程中特别是国省道工程对边坡治理一直得不到建设者的充分重视,对边坡处治投入少,使得边坡开挖后长期裸露在外。
建成营运后,经常会遇到因为水土冲刷、边坡失稳造成交通中断,酿成巨大的经济损失[1],因此,公路边坡处治具有相当重要的意义。
1稳定性评价
根据现场调查,柳州市柳太公路B标左侧边坡滑塌后平均坡度约为45º~53º,潜在滑动面后缘高度为22m~26m,滑塌影响范围约为K3+950~K4+235,共285m。
根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)表3.2.1边坡工程安全等级规定,本边坡工程的治理工程等级为II级,考虑到该边坡的具体地理位置及重要性,治理后相应边坡稳定安全系数应不小于1.25,边坡开裂充水3m时安全系数应不小于1.20。
边坡稳定分析计算以下三种工况:
工况1:边坡风化吸水后;
工况2:边坡开裂3m;
工况3:边坡开裂充水3m。
2边坡处治设计
2.1边坡岩土工程条件
经现场踏勘,已开挖边坡揭露其地质情况为:表层2m~3m为黄色坡残积粘土,以下为黑色强风化炭质泥岩、炭质页岩、砂岩,岩层倾角小于边坡坡角,未发现有地下水出露。
炭质泥岩、炭质页岩为坡体主要组成部分,由于受泥炭系地层影响及本身不可逆活化作用,造成其具有风化快、强度低、岩体结构差且据有
胀缩性等不良工程地质特征。
据区域工程地质勘查及临近建筑场地同类岩层石块试验资料,砂岩单轴饱和抗压强度13.4~32.6MPa,软化系数0.30~0.62,为软质~次硬质、易软化岩石;泥页岩单轴饱和抗压强度2.6~12.8MPa,软化系数0.16~0.41,为软质,易软化岩石。
部分岩层中含有较多蒙脱石、伊利石及高岭石等粘土矿物,具有一定的胀缩性,暴露地表后较易风化。
岩石节理裂隙相互切割,延伸较长,发育密度大,连通性好,多数闭合,有的因开挖边坡应力释放张启较大,多数被泥钙质充填。
它们起切割破坏岩体的作用,成为较软弱的结构面,不仅破坏了岩体的完整性,使岩体力学强度和抗滑移、抗崩塌能力大大降低,并且有利于降雨渗入,引起岩体质软的泥页岩膨胀变形,促进岩层快速风化等,在上述各因素作用下引起K4+180段位处边坡发生滑移失稳。
该边坡处于区域地下水位之上,不受区域地下水的影响,但边坡砂岩、泥页岩裸露、裂隙发育,由于该地区降水充沛,边坡坡顶有较大的汇水面积,降水和坡顶上方自然边坡的面流较容易顺岩石裂隙发育的边坡岩层,向下渗透流动,少部份沿裂隙向深部渗透,大部份沿岩层面排出,故雨后该边坡面有水渗出。
地下水进入边坡岩体中后,一是增加边坡岩体重量、下滑力及渗透力;二是软化了岩体及裂隙充填物,降低了结构面的力学强度;三是引起岩体胀缩变化,产生促进滑移的附加推力,并加速岩体风化,从而加快边坡失稳。
2.2边坡岩土体体力学指标的选取
依据现场调查及《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),结合工程类比经验和反演分析认定左侧边坡自然状态下力学指标如下[2]:
a.砂土:C1=20Kpa,Φ1=16°,γ1=18KN/m3
b.砂岩:C2=50Kpa,Φ2=22°,γ2=23KN/m3
c.炭质页岩:C3=56 Kpa,Φ3=30°,γ3=20KN/m3。
坡体风化吸水后力学指标如下:
d.砂土:C1′=18Kpa,Φ1′=10°,γ1′=19KN/m3
e.砂岩:C2′=42Kpa,Φ2′=20°,γ2′=23.5KN/m3
f.炭质页岩:C3′=35.5 Kpa,Φ3′=25°,γ3′=22KN/m3。
2.3边坡边坡稳定分析力学模型
开挖揭露的地层表明,坡体砂岩呈破碎状,炭质页岩软化后失去岩石特性,因而坡体失稳采用极限平衡园弧法进行稳定分析[3]。
FS=
式中:Ni= Wi·cosθi第i条传给滑动面上的重量Wi分解在园弧上的法向力;
Ti= Wi·sinθi第i条传给滑动面上的重量Wi分解在园弧上的切向力;
Ti——第i条园弧所在岩层的内聚力;
φi——第i条园弧所在岩层的内摩擦角;
Li——第i条岩条的滑弧长度;
θi——第i条岩条的滑动角;
FS——安全系数。
2.4边坡稳定性分析及加固方案
据现场工程地质综合调查和勘察,滑坡形成的主要原因有:
(1)构成边坡的岩体为软质强~中风化砂岩夹泥页岩,砂岩多呈中厚层状,泥页岩呈薄层,页片状,岩层面发育,层面间粘结力相对较差,形成很多原生软弱结构面。
边坡岩体中发育密集、纵横交错的构造裂隙结构面,把岩体切割成了大大小小的分离体,岩体成散体结构,使岩体力学强度降低,抗错落、抗崩塌阻力减小,影响了整个边坡的稳定性。
(2)边坡泥页岩具胀缩土特征,边坡开挖后,岩体裸露,加速其风化和变形过程,随着气温变化、降水、湿度等外因条件变化,坡面土体的体积将产生侧向膨胀,其液限(WL)、自由膨胀率(δef)等物理力学性质亦发生变化;随着外界因素反复改变,引起边坡岩体交替胀缩。
由此将会产生岩层滑塌现象,严重影响边坡安全。
同样,由于边坡岩土剥落、下滑,进而影响整个边坡的稳定性。
(3)该区雨量充沛,边坡上部汇水面积较大,而发育的裂隙成为降雨的下渗通道,边坡中下部的炭质页岩在水的作用下,其C、Φ值大幅降低,因而发生浅层岩板屈服、边坡脚局部压碎、岩板沿节理面滑出等由于地质构造引起的破坏。
这是该段边坡失稳的主要原因。
从上表的边坡稳定分析结果中可以了解到边坡开挖后初期边坡自稳,有足够的安全储备,由于坡体不断的风化和受到大气降雨的影响,坡体工况不断劣化,最终导致边坡失稳。
从边坡长期稳定考虑,该段边坡加固是提高岩体的整体性,发挥岩体自身强度。
采用预应力锚索加固边坡已塌滑段,采用锚杆与喷锚网联合支护加固边坡其余部分,从而提高边坡体整体强度。
为保证边坡的稳定,应加强对边坡表面和坡体内部排水系统的施工,以防止水对边坡体的进一步侵蚀。
3处治方案
根据工程地质调查结果,经过分析、计算和对比优化,提出预应力锚索格构梁加固与锚杆喷锚网联合支护的方案。
根据边坡现状,加固坡体前清理坡面浮土,削坡至45º~53º。
在K4+110~190段设置预应力锚索框格梁护坡,锚索格梁设计截面为0.4m×0.5m,格梁排距为4m,行距为3.5m。
A区格梁内挂φ8钢筋网并喷射10cm厚混凝土,锚索为3φ15.24钢绞线组成,设计抗拔力500kN,锚索长度为16.0m和18.0m,锚固段长8.0m。
B、C区采用普通锚杆与喷锚网联合支护坡体,锚杆设计长度为6m和9m,间距为2.5~3m,梅花型布置;B、C区挂φ8钢筋网并喷射10cm厚混凝土护面。
锚索设计张拉力由STAB95稳定计算程序得出:
qm=dP/n=4X750/6=500KN
式中,d为锚索排距;P为坡体加固单位宽度锚固力,n为坡体每排锚索数量。
锚索锚固长度按照以下公式计算确定:
式中,D为锚索孔直径;C2为水泥砂浆同岩石孔壁的握裹力,取280Kpa;qm为单根锚索的设计拉力,取500KN;K2为安全系数,锚索孔为俯孔时取1.5。
锚索内锚固段长度取为8m。
边坡中下部按间距10m布设两排6.0m长φ63.5PVC深导水孔,且在导流槽的位置增设部分同规格的深导水孔。
各区边坡上部种植草皮达到美观的目的。
4结语
在公路建设中,挖方边坡处治作为路基工程的重要部分,尤其是高边坡处治技术方案的合理性直接影响边坡的稳定安全、工程进度和造价控制。
因此,在路
堑边坡治理决策上,应进行动态设计、动态施工,根据边坡的工程地质特点,制定出切合实际的整治设计方案,科学合理组织施工。
本文所述的特殊路段边坡处治措施,在已通车的广西柳州市柳太公路应用后,效果较好,具有很高的推广价值。
参考文献
[1]陈一统.炭质页岩挖方边坡处治实例[J].公路交通技术,2004(3).
[2]中华人民共和国建设部发布.建筑边坡工程技术规范[S].中国建筑工业出版社出版,2002.
[3]李斌.公路工程地质[M].北京:人民交通出版社,2001
古大全,男,1975年8月,汉,广西平南,广西大学,高级工程师,学士,道路方向
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