公路工程中高边坡的设计和变形勘察
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公路高边坡防护措施边坡是指线路近旁的天然斜坡或经过施工开挖形成的路堑斜坡、填筑形成的方坡等等。
高边坡灾害是我们道路工程中危害较大的一个地方。
一、边坡的变形特征1、公路边坡是将地质体的一部分改造成人为工程设施,因此其稳定性取决于自然山坡的稳定状况(稳定、不稳定、极限平衡)、地质条件(地层岩性、地质构造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等)和人为改造的程度(开挖深度、坡形、坡率等)。
2、人工边坡是对自然坡体的改造,改变了自然坡体的应力状态和地下水的渗流条件,而且是在短短几个月内改造完成的。
自然坡体的应力调整有一个过程,强度低的软弱岩层调整较快,常在施工期就发生变形;强度高的坚硬岩层调整较慢,或可自身稳定,或在1~3年后发生变形。
只有当人工边坡对其改变不大时,才可保持稳定,否则就会发生失稳,甚至引起自然坡体的破坏。
3、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营力的作用之下,如阳光照射、降雨冲刷和下渗、风化和地震等。
但人工边坡所造成的自然状态的改变使这种作用更强烈,如开挖暴露风化加剧、破坏植被地表水容易下渗、坡体松弛、爆破震动等都使边坡更容易发生变形。
4、自然条件千差万别,所以边坡设计也变得十分复杂,每个高边坡工点都需单独分析和计算,这也是目前高边坡设计尚无规范可循的原因。
二、高边坡形成的原因分析(一)主观原因:1、公路选线时对地质工作重视不够,没有将“地质选线”落实到实处,对已经存在的古老滑坡和潜在滑坡认识不足,将线路布设在这些地段,甚至大填、大挖,造成老滑坡复活或新生滑坡。
2、对高边坡的危害认识不够,强调节约工程投资,本来可以内移作隧道或外移作桥或半路半桥的,为节省投资而造成大挖方,结果造成高边坡变形破坏,有时其治理费用比桥、隧还多。
(二)客观方面:1.山区公路(特别是高等级公路)对线形和道路走向有特定的要求,也不可能一味强求优良的工程地质条件,而回避不良地质、高边坡等岩土工程问题,因此就不可避免的在近于极限平衡的天然山坡上或其内开拓修建。
高速公路高边坡及高填路基变形监测要点解析摘要:高速公路对路基变形的要求相对严格,要求施工单位在施工期间加强对高速公路高边坡及高填路基变形状况进行监测。
基于此,本文从高速公路高边坡及高填路基变形监测的作用入手,根据工程案例,阐述高速公路高边坡及高填路基变形监测的内容、周期、流程等要点,以其为施工单位开展监测工作提供帮助。
关键词:高速公路;高边坡;高填路基一、高速公路高边坡及高填路基变形监测的作用在对高速公路高边坡及高填路基分析之前,需要明确相关的概念与定义。
在高速公路施工中,深挖方路基主要是指边坡高度在 20m 以上的土质挖方路基或者30m 以上的石质挖方路基,深挖方路基的边坡处治稳定系数不能小于 1.2。
按照《公路路基设计规范》的内容可知,当填方边坡的高度超过 20m 时,就被称作高填方路基。
但是在不同地区,这一数值有所变化,比如:广东地区属于降雨相对较多的地区,其土石填料的性质相对较低,导致路基的稳定性普遍偏低,所以其填方边坡高度超过 12m 时,就被称作高填方路基。
在高速公路施工中高边坡工程具备较强的复杂性,涉及到边坡成因、空间组合以及内外地质应力等多方面的内容。
施工单位在开展高边坡防护工程的施工时,需要定期监测边坡的变形状况,进一步完善高边坡的防护设计,有助于高速公路工程安全性的提升。
在实际的高边坡及高填路基变形监测工作中,施工单位可以准确掌握边坡在施工期间与运行之后的工作状态,从而有针对性地制定边坡防护措施,避免不必要的损失,保障高速公路的稳定运行。
二、高速公路高边坡及高填路基变形监测要点2.1 工程概况本文将云湛高速公路阳化段作为研究对象,开展高速公路高边坡及高填路基变形监测的分析。
该路段的起止里程为K89+100 ~ K91+500,总长度为 2.4km,线路为南北走向,在 K90+089.13 和阳茂高速公路相交。
该路段的主要施工是路基工程以及黄羌互通工程,在实际的高速公路施工工程中,边坡施工工程与边坡监测工程需要反复交叉进行。
公路工程高边坡专项方案一、前言公路工程建设是国家基础设施建设的重要组成部分,而高边坡工程则是公路工程建设中一个非常重要的环节。
高边坡工程的设计和建设涉及到多个领域的知识和技术,也是一个较为复杂的工程项目。
本文旨在针对公路工程高边坡专项方案进行系统的介绍和分析,以期为相关从业人员提供一定的参考和指导。
二、高边坡工程概述高边坡,是指在公路建设工程中,由于地形复杂导致路基边坡高度较大、坡度较陡的地质体。
在公路工程设计和施工中,高边坡工程是一个相对较为复杂的难点工程。
高边坡的稳定性和安全性对公路的通行和使用有着直接的影响。
因此,在进行公路工程建设时,必须对高边坡工程进行专门的设计和施工方案。
高边坡工程的设计和建设涉及到地质、土力学、工程力学等多个学科的知识和技术。
同时,高边坡工程的施工对于设备和技术的要求也较高。
因此,为了确保高边坡工程的质量和安全,必须进行系统的专项方案设计和实施。
三、高边坡专项方案的编制1. 背景调查在进行高边坡专项方案的编制之前,必须对工程背景进行全面的调查和研究。
包括地质地貌、地下水情况、气候条件、施工条件等多个方面的内容。
只有对工程背景有充分的了解,才能为专项方案的编制奠定基础。
2. 风险评估在进行高边坡专项方案设计时,必须对工程风险进行全面的评估和分析。
包括地质灾害、自然灾害、工程施工风险等多个方面的内容。
只有对工程风险有充分的了解,才能更好地制定专项方案。
3. 技术方案设计在进行高边坡专项方案设计时,必须结合工程实际情况,采用科学合理的技术方案。
包括地质勘探、边坡设计、支护结构设计等多个方面的内容。
只有制定科学合理的技术方案,才能保证高边坡工程的质量和安全。
4. 施工方案设计在进行高边坡专项方案设计时,必须结合施工实际情况,采用合理安全的施工方案。
包括施工工艺、设备选型、施工工序等多个方面的内容。
只有制定合理安全的施工方案,才能保证高边坡工程的施工质量和安全。
5. 可行性分析在进行高边坡专项方案设计时,必须进行全面的可行性分析。
位于断层的高边坡地质勘察及处治措施摘要:根据某山区公路改扩建项目的勘察实例,对通过断层的高边坡地质勘察进行了阐述,并因地制宜的提出了处治方案。
关键词:断层高边坡地质勘察处治1.概述新疆是一个多山的地区,山区公路普遍存在等级低、路况差的实际现状,公路项目往往由于资金的限制,基本在既有道路走廊带范围内改建,当路线附近有断层穿越,无法绕避时准确查明其位置、延伸距离及性质,进而评价其对高边坡的影响程度及采取的工程措施,是勘察中必须要解决的首要问题。
本文以某山区公路改扩建项目为例,简要介绍勘察方法及处治措施,希望对此类问题的解决有所帮助。
2.项目概况本山区公路改扩建后为二级道路,总体方向由南向北,其中K17+210~K17+510段位于低中山区,翻越黑达阪顶部,并穿越一条断层(F1)。
路线所经过的区域地震活动较频繁,项目区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.20g,其相应的地震基本烈度为Ⅷ度,地震动反应谱特征周期为0.40s。
2.1黑达坂基本情况黑达坂位于中山区,两侧山体相对高度60-80m,坡形陡立,右侧局部已设挡墙。
表层为断层破碎带,岩体呈碎裂结构,坡面堆积碎石土,下伏凝灰质砂岩,强风化-中风化。
3.区域地质构造本区新构造运动主要受华力西运动的影响为主,泥盆纪时期形成了泥盆纪亚构造中的短轴褶皱和断裂,早石炭世沉积了以碳酸盐为主的沉积物,复又褶皱上升,形成新的褶皱,并使以前的褶皱构造复杂化,并引起了断裂的复活及华力西中期侵入岩的形成。
图1 地质构造图4、勘察方法本次勘察在收集相关资料的基础上采用现场地质调查、挖探、钻探、物探等综合手段。
4.1断层追索F1断层在K17+200-K17+600段通过,总体走向SN,走向北偏东85°,产状:143°∠79°,延伸长度大于1000km,为断面E倾的逆断层。
从K16+420以西400m山坳可见露头,断层宽度20-28.5米,青灰色,由破碎角砾岩组成,陡立,可见明显磨粒化及U形流纹分布;K17+200-K17+600段从黑达阪上通过,露头宽度约15米,伏于砂岩下,呈角砾状,青灰-灰黑色,夹黑色煤线,有糜棱化现象;K17+600以后多呈隐伏状态。
公路高边坡工程变形破坏机理分析及处治措施摘要:山岭地区公路工程建设中,高陡路堑边坡的稳定是保证路基成型及后期公路运营安全的重要条件。
结合实际工程案例,踏勘调查变形破坏边坡的地质特征,在分析高陡路堑边坡变形破坏形成机理的基础上,提出了切实可行的处治方案,在综合考虑后期运营安全及建设成本后选择坡脚增设棚洞+洞顶堆土反压的高边坡治理方案。
关键词:公路工程;高边坡;变形破坏;处治措施;山区的高等级公路建设,受山区复杂地形地质条件、工程指标、路线线位总体布设及工程造价限制,部分段落不可避免产生人造工程高边坡。
按照《公路路基设计规范》(JTGD 30-2015)中相关规定,土质挖方边坡高度大于20m或岩石挖方边坡高度大于30m的路堑称为深路堑,对应的深路堑边坡称为高边坡。
一般来说,边坡高度越大变形风险越高,边坡变形后支挡、处治难度越高。
本文以某高速公路高边坡变形破坏为例,探讨了复杂地形地质条件下边坡变形破坏模式,并提出多种处治方案进行对比、分析,供今后类似工程参考、借鉴。
1 高边坡工程概况某高速公路K404+670~K404+840段路线穿越中高山地貌,地表上覆第四系全新统残坡积层中粗砂,厚度2~4m,下伏华力西期-印支期强风化状花岗岩。
K404+670~K404+840段路基为挖方路基,左侧边坡按竖向10m一级开挖,边坡开挖坡率为1∶1,每级间设2m宽挖方平台,总计为6级边坡,最大边坡坡高54.5m。
其中第一级~第五级坡面采用框架梁+锚杆、锚索+挂网喷有机基材加固防护,第六级边坡采用喷播灌草绿化防护。
K404+670~K404+840段左侧边坡自上而下开挖至第二级边坡时,在降雨的影响下,第二级~第四级局部坡体发生剪切、变形破坏,坡面已施作框架梁及锚杆、锚索发生剪断失效。
现场实地踏勘、调查发现,K404+670~K404+840段左侧边坡坡体主要为花岗岩坡体,岩体呈全风化~强风化状,差异风化现象显著。
强风化岩体节理裂隙发育,整体稍破碎,岩石块体强度较高。
公路路堑高边坡的分析和处理欢一:艾公路路堑高边坡的分析和处理摘要:随着我国公路行业的快速发展,路堑高边坡的数量越来越多。
工程中经常由于对路堑高边坡的处理不当而造成重大损失和事故,该文基于这一现状,对路堑高边坡的变形、破坏和稳定性进行研究分析,提出了路堑高边坡的处理范围,重点探讨了各种路堑高边坡的处理方法,并结合实例说明各种处理方法的应用,为设计施工提供依据。
关键词:公路工程;路堑高边坡;变形破坏;稳定性;处理方法随着经济和交通的发展,近几年我国的公路行业发展迅速,由于我国地势起伏较大,地质条件复杂,在某些地区特别是山区修建公路时经常会遇到路堑高边坡。
在公路工程中,一般认为土质挖方边坡高度超过20m、岩石挖方边超过30m的边坡称为路堑高边坡,在公路工程中经常能遇到路堑高边坡,由于工程的建设会在很大程度上打破原有的自然边坡的平衡状态,若控制和处理不当,有可能会造成高边坡的失稳而形成边坡地质灾害,损坏公路,带来重大损失和事故。
因此进行路堑高边坡的分析和处理,对提高公路的安全性有重要的意义。
1公路路堑高边坡的处理范围边坡在发生失稳之前通常是稳定的,由于自然因素和人类活动等因素的影响,边坡中的土体强度逐渐降低,边坡内部的下滑力增大,而抗滑力逐渐减弱,使边坡的稳定性遭到破坏。
路堑高边坡的变形破坏的类型主要有坍塌、滑坡、崩塌、错落及倾倒,如图1所示。
路堑高边坡稳定性评价宜综合釆用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进行。
路堑高边坡的稳定性计算方法应考虑边坡的破坏形式,按下列方法确定11]:规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡宜釆用Bishop计算。
对可能产生直线型破坏的边坡宜釆用平面滑动面解析法进行计算。
对可能产生折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力法计算。
对结构复杂的岩质边坡,可配合釆用赤平投影法和实体比例投影法分析及楔形滑动面法进行计算。
当边坡破坏机制复杂时,宜结合数值分析法进行分析。
路堑高边坡的稳定性计算分3种工况:正常工况:边坡处于天然状态下的工况。
膨胀土高边坡勘察及设计分析摘要:针对隧道口高边坡工程而言,其破坏后的影响区域内有重要建筑物隧道。
本文将以该处边坡岩土工程特性、施工前期变形特征等工程地质条件为基础,对其设计和施工管理进行相关探讨,以期提供借鉴作用。
关键词:膨胀土;高边坡;勘察;设计;分析Investigation and Design Analysis of High Slope of Expansive SoilChen JinwenShaanxi Provincial Transport Planning Design and ResearchInstituteAbstract: For the project of high slope at tunnel portal, thereare important building tunnels in the affected area after destruction. Based on the engineering geological conditions such as thegeotechnical engineering characteristics of the slope and the deformation characteristics of the pre-construction period, the design and construction management of the slope are discussed in this paper.Key words: Expansive soil; high slope; survey; design; analysis1.引言本文以关中地区某公路隧道进口处高边坡勘察和试验测试资料等为依托,通过分析该地区膨胀土的基本工程特性与膨胀土边坡的破坏机理,提出适合设计和施工初期膨胀土边坡稳定性评价的有效方法,从而掌握和有效减少该类地层边坡病害。
公路工程中高边坡的设计和变形勘察【摘要】随着我国公路工程的快速发展和投入的加大,高边坡对我国公路工程造成的影响也在逐渐加深,尤其是近年来普遍存在的高边坡变形的问题,对我国的公路工程造成了极大的困扰和损失,不仅耽误了工程的施工,而且对当地的生态环境带来一定的损害,为此,对高边坡设计的研究显得至关重要。
本文对公路工程中高边坡的变形勘察和设计进行了系统的分析,希望对公路工程中高边坡的设计开展有一定的帮助。
【关键词】公路工程,高边坡,设计,勘察
目前,随着全球经济的快速发展,各国对交通运输的要求也在逐渐提高,对公路工程的建设都在不断的发展和完善之中。
而在公路工程中路基中的高边坡问题一直是热点问题,它作为公路的路基的重要组成部分关系着整个公路工程的好坏优劣。
很多学者和施工技术部门等对高边坡的变形勘察的方法进行了探讨,对在高边坡的稳定性分析方面也有不少的学术成果,但至今高边坡的设计问题仍是一个难点,在设计过程中并没有相应的规范可以遵循,可以说高边坡问题仍是一个没有解决并亟待解决的问题,也是近年来研究的一个热点问题。
1 高边坡变形的类型及应对策略
高边坡的变形破坏有很多种形式,从不同的分类角度也可以分为很多不同的类型,如按变形性质可以分为:坍塌、滑坡、落石等,按变形的规模和范围等由大到小可分为:坡体变形、边坡变形及坡
面变形等三种形式。
第二种分类往往关系到边坡防治工程的投入和难易,因此笔者主要从第二种分类的角度,对高边坡变形的类型和应对策略进行一个系统的分析。
(1)坡体变形:边坡所在的地质条件较差,存在着不良的坡体,出现了贯通较长的倾向临空的结构面,地下水对边坡造成了大范围的不利影响,而且此种情况下,边坡的高度较高,产生了大规模的坍塌、滑坡等边坡整体失稳的变形,这种变形的范围远远超出了边坡范围。
这是由于这种变形的规模大,造成的危害常常是非常严重的,坡体变形也因此成为了边坡稳定性分析评价的重点。
针对这一变形情况则需要结合边坡的设计采用一定的支挡工程措施,必要的时候还有配备一定的排水和减重的措施,从而能最大程度上确保边坡的稳定。
(2)边坡变形:边坡在地质条件不佳,含水量较高的情况下出现了倾向临空的结构面,这种破坏的深度在7m之内,可以发生一级或多级的破坏,但均是发生在边坡范围的局部破坏。
针对这一破坏可采取改变坡形和坡面等措施
(3)坡面变形:是指坡体和边坡都是稳定的,而仅仅在坡面发生了深度为一到两米左右的坡面剥落等变形。
这种情况下只需采用一般的加固措施即可,如护面墙,植草等措施。
2 高边坡变形的原因分析
高边坡变形的形成有一定的自热因素的影响,但更大程度上取决于人为因素的作用,因此本文以下主要从工程方面分析上述变形
的成因。
关于高边坡变形形成的原因,笔者认为主要体现以下几个方面:
(1)在公路工程的勘察工作中地质工作的不完善,对边坡的地质要求没有给予足够的重视。
在高边坡选址过程中,并没有严格的遵循选线的原则,甚至缺乏专门的地质勘测,凭经验盲目的选址。
将路线布置在了老滑坡或是有潜在滑坡的地点,因此大规模的施工会造成老滑坡的复活,同时也会出现新生滑坡。
(2)对高边坡的重视度不够,高边坡的设计缺乏规范。
常常因为工程紧或过分的突出了工程成本等造成在坡形设计缺乏一定的依据,没有设置排水或加固等措施,为边坡的稳定埋下了潜在的隐患。
(3)施工方法不科学。
如爆破工程的不科学破坏了坡体的整体性,开挖后长期不防护,不加固。
3 高边坡的勘察
对高边坡的勘察工作一般分为四个步骤,分别详细介绍如下:第一,基础资料的收集:即对边坡所在地的地质结构,自热条件等资料进行收集;第二,地面调查,即对边坡所在位置的地貌、地层结构、变形发展等进行调查分析;第三,勘探,即对在地面调查中不清楚的问题进行第一步勘探,以钻孔为主;第四,稳定性评价,其主要分类和分级等如表1 所示,其中对稳定性的分析步骤如图1所示。
4 高边坡的设计
(1)设计原则
主要有以下四条:
第一,对于低于40m的高边坡以放缓坡率为主,大于40m的则应尽量坡率较陡,此时为了减小坡的高度可以采取一定的支挡加固等措施,这样做的原因是为了避免缓坡造成的地皮浪费,防止对当地植被等环境的破坏;第二,在设计工程中,高边坡应具有排水系统,且无论是地表排水还是地下排水都应该完善,从而预防水对边坡造成的危害;第三,加固工程应同时顾及地脚和局部,既要加固边坡基础的支撑力,也要注意确保局部的稳定;第四,在整个施工过程中要做到对环境的保护,在于环境和谐的情况下实施工程项目的建设。
(2)设计方法
本文开始的时候已经提到,在高边坡的设计中至今仍没有具体的规范可循,设计方法也是各有不同,一般常用的有以下三种:1)经验对比法,即以类似条件下的已经建造的边坡为参考进行设计;2)力学计算法,即通过对坡体结构等建立优化模型(例如图1所示),通过优化设计得到合适的边坡参数;3)地质比拟法,即通过调查自热存在的比较稳定的边坡从而得到可以和工程项目相似的
坡形和坡高等边坡常数;此外边坡的设计中还涉及到对坡率、加固和排水等的设计。
下面着重说明稳定边坡角的设计,以岩石质量法为例,如图2 所示,桥梁埋深要位于稳定边坡角以内,依此来得到桥梁基础的合理
位置和埋深。
其计算式为
α=1417ln(γwrlogd)+3
图3 注:h-边坡高;α-自热边坡角;l-桥基距眉峰距离;θ-稳定边坡角
(3)设计的特殊性
在高边坡的设计中表现出了一些独有的特殊性,主要为:1)设计对地质资料的要求比较高,详细的地质资料是确保设计完美的重要因素。
2)设计是对未来高边坡可能遇到的问题的一种预测性的设计,对高边坡变形的发生及其部位都要做到合理的预测,资料的准确是确保设计成功与否的关键。
3)在设计的工程中存在着一定的风险。
在基础资料的收集中,地质资料的不完善,地质条件的复杂,即勘探的不足等在很大程度上都加大了设计的风险。
人工的大规模、大范围的开发很可能对自热形成的地质结构造成影响,改变了原来的应力状态,如地下水出现向下渗透等现象,这些风险在设计中都是会经常发生的。
4)设计具有动态的特性,根据施工工程中的反馈不断的更新和完善设计内容,从而确保设计的准确性。
5)设计对施工具有更高规格的要求,在施工工程中,施工方法是否科学直接关系到设计的实现与否。
5 结语
高边坡的设计和变形勘察一直以来是人们关注的工程问题之一。
国家对基础设施的投入加大,各地都在上马一批公路工程项目等,根据不同的地质条件和地理环境对高边坡问题进行因地制宜的
研究是目前学术界对高边坡的主要研究内容之一。
本文从理论上系统的分析了高边坡变形的类型及预防措施,同时探讨了其成因的人为因素,给出了勘察和设计的方法原则。
希望对高边坡方向的工作者有一定的指导和帮助。
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