论文部分内容阅读
摘要:随着公路的不断发展,整个行业对交通工程要求也越来越严格,我国公路路网体系的不断完善,公路病害问题也逐渐显现,其中最为严重的危害之一即滑坡病害,随着雨季来临,各地公路病害频发,因此对公路边坡滑坡病害深入分析尤为重要。
关键词:方案设计、滑坡、变形、病害整治
引言:在公路工程中,既有公路设施随着时间的流逝,公路排水系统排水能力减弱,恰逢雨季时,特别是南方地区,在强降雨作用下,边坡吸水饱和易造成失稳,形成病害,随着我国不断发展,公路系统越发完善,对滑坡病害整治研究具有深远意义。
1. 滑坡形成原因
滑坡多发生在高山深谷斜坡地段,坡面陡峭,斜坡上植被较少,一般来说软硬相间的岩层所构成的斜坡更易产生山体滑坡。其次由于地震、暴雨多发、降雨量较大因素都可以诱发山体滑坡。滑坡土体承载力一般,易产生压缩变形和侧向挤压变形。汇水面积较大,水流向坡下汇集,雨季大量地表降水渗入斜坡体,为孔隙水的赋存提供了有利条件。滑坡土体受水持续清润后呈饱和状,降低了土层的抗剪强度指标,是导致滑坡体形成的直接因素。在经过长时期的物质储备后,在具备物质、地形、水文地质等条件前提条件下,最终造成斜坡上滑坡土體在暴雨条件下发生局部滑动,孤石发生滑移式崩塌[1]。
2.滑坡体变形特征
由于滑坡体滑动,滑坡坡脚存在松散堆积体堆积,滑坡体松散,受雨水清润后呈饱和状,粘聚力逐渐接近于零,失稳并携带大量块石滑移。滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:滑坡体,滑带土(滑带土是滑坡的重要组成部分,与滑坡的发展变形、稳定性等特征有着密切的关系[2]),滑动面,滑坡床,滑坡壁,滑坡台阶,滑坡舌,滑坡周界,封闭洼地,主滑线,滑坡裂隙。
3. 滑坡危害对象
山体滑坡来临的时候会将房屋、田地、道路和桥梁等各种建筑设施冲毁,甚至会威胁到我们的生命安全和造成财产损失。山体滑坡的主要防治工作目标就是确保人员安全财产和重要的交通干道的安全,最大限度的减轻灾害给我们带来的损失。
4.滑坡稳定性分析计算方法
计算方法的确定:滑坡的滑面形态呈折线形,根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218—2006)[3]的相关要求,采用基于极限平衡理论的传递系数法对该滑坡的稳定性进行定量分析计算。
1)荷载组合及工况的确定
a、基本荷载
作用在坡体上的基本荷载有:坡体自重。
滑体自重:天然和地震工况下按天然重度计算,暴雨工况下按饱和重度考虑。
b、计算工况的确定
根据根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),计算工况分为三种:①天然状况:自重;②暴雨状况:自重+暴雨;③地震状况:自重+地震。
2)防治工程等级与抗滑稳定安全系数的确定
根据滑坡危害对象、经济损失、施工难度及工程投资按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)的有关规定,防治工程等级划分为Ⅲ级,抗滑动稳定安全系数为1.15(天然)、1.05(暴雨)、1.02(地震)。
5.影响滑坡稳定性的因素
根据滑坡的形成机制和变形特征分析,其稳定性主要受下列因素影响:
(1)地形因素:斜坡总体较陡。或斜坡有部分裸露土体临空,地形地貌的改变为斜坡的变形失稳提供了有利变形空间。
(2)地层因素:斜坡堆积体具有亲水性强、抗剪强度低、易软化等特点,易因地表水下渗而在局部饱和砂土含量高的位置形成软弱带,这就为斜坡的变形失稳提供了必备物质条件。
(3)人为因素:由于人类活动在滑坡体前缘开荒种植堆载等形成临空面,为斜坡可能的变形剪出提供了有利的变形滑动空间。
(4)水文因素:斜坡的变形与大气降水具有很大的相关性,降雨量大变形往往比较大。降雨后,大量的地表水下渗入土体内,极大地丰富了土体内含水量,既增大了土体重度,又降低了土体的抗剪强度指标。工作区降雨频繁,易在土体内形成软弱带,可见水文因素是斜坡变形失稳的“润滑剂”。
综上所述,滑坡是上述各种影响因素共同作用的结果。水文、地形地貌因素是滑坡失稳的主要控制因素。在暴雨(特别是久雨后)和地震等不利工况条件下可能会出现欠稳定或不稳定状态。
6.滑坡破坏模式分析
滑坡破坏模式有推动式和牵引式。推动式滑坡主要诱因有坡顶超载或地震;牵引式滑坡主要诱因有坡脚受到破坏。滑坡的破坏形式有:滑动面为折线的滑坡和滑动面为近似圆弧面的滑坡,滑动面为折线的滑坡常发生在软硬交错相间的土层中;滑动面为近似圆弧面的滑坡,常发生于同类型性质土层中。坡体在天然工况条件下处于稳定状态,但在雨季特别是久雨后滑坡稳定性大大降低,滑坡土体会处于欠稳定或不稳定状态。
7.治理方案
通过前述分析与评价,该滑坡现阶段整体处于稳定状态,暴雨或地震工况下不稳定,滑坡将失稳滑移,且会导致坡面孤石失稳滑落,造成路面堆积,影响道路通行及运行安全。通过综合分析制定以下几种治理方案:
(1)分级稳定及坡脚加固技术
从上到下分级开挖,分级加固防护,坡脚采用锚固桩进行加固,再开挖施工。
(2)分层稳定及坡脚预加固技术
根据防护加固结构类型的不同,分为下列几种形式:
①土钉墙分层开挖、分层加固技术
从上到下分层开挖、分层施工土钉墙,及时加固开挖后的边坡,其关键是墙身中部和坡脚的稳定。
②挂网喷护及预应力锚索桩加固技术
上部设分层开挖、分层加固的挂网喷护;下部设先加固再分层开挖、分层加固的预应力锚索桩及桩间挂网喷护复合结构。
8.结论与建议
路堑高边坡,当遇暴雨或者地震等地质灾时,往往易出现边坡开裂、坍滑、滑坡等病害,不仅影响行车安全和人民财产安全,而且增加了大量的工程整治费用,给人们出行带来了很大安全隐患问题。由于坡体的坡度较大,滑坡体内的软弱结构面就形成了剪应力的集中带。当其抗剪强度降低到低于坡体的破坏强度时,坡体就会发生累进性破坏,使坡体内的破裂面逐渐贯通[4],导致坡体整体失稳产生滑坡。
针对其产生原因,主要建议如下:
①建议对坡面较大孤石经行清理并及时对坡面采取防护措施;设置排水系统并保持排水通畅,避免积水。
②治理施工过程中,必须加强施工监测、地质校核等工作。
参考文献
[1]李晓,梁收运,郑国东;滑带土的研究进展[J];地球科学进展,2010年。
[2]刘小丽,邓建辉,李广涛;滑带土强度特性研究现状[J];岩土力学,2004年。
[3]《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)
[4]樊晓一,乔建平,陈永波;西藏妥昌公路K351滑坡形成机制及危险性评价[J];水土保持研究,2004年。
华汇工程设计集团股份有限公司湖北分公司 湖北 武汉 430000
关键词:方案设计、滑坡、变形、病害整治
引言:在公路工程中,既有公路设施随着时间的流逝,公路排水系统排水能力减弱,恰逢雨季时,特别是南方地区,在强降雨作用下,边坡吸水饱和易造成失稳,形成病害,随着我国不断发展,公路系统越发完善,对滑坡病害整治研究具有深远意义。
1. 滑坡形成原因
滑坡多发生在高山深谷斜坡地段,坡面陡峭,斜坡上植被较少,一般来说软硬相间的岩层所构成的斜坡更易产生山体滑坡。其次由于地震、暴雨多发、降雨量较大因素都可以诱发山体滑坡。滑坡土体承载力一般,易产生压缩变形和侧向挤压变形。汇水面积较大,水流向坡下汇集,雨季大量地表降水渗入斜坡体,为孔隙水的赋存提供了有利条件。滑坡土体受水持续清润后呈饱和状,降低了土层的抗剪强度指标,是导致滑坡体形成的直接因素。在经过长时期的物质储备后,在具备物质、地形、水文地质等条件前提条件下,最终造成斜坡上滑坡土體在暴雨条件下发生局部滑动,孤石发生滑移式崩塌[1]。
2.滑坡体变形特征
由于滑坡体滑动,滑坡坡脚存在松散堆积体堆积,滑坡体松散,受雨水清润后呈饱和状,粘聚力逐渐接近于零,失稳并携带大量块石滑移。滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:滑坡体,滑带土(滑带土是滑坡的重要组成部分,与滑坡的发展变形、稳定性等特征有着密切的关系[2]),滑动面,滑坡床,滑坡壁,滑坡台阶,滑坡舌,滑坡周界,封闭洼地,主滑线,滑坡裂隙。
3. 滑坡危害对象
山体滑坡来临的时候会将房屋、田地、道路和桥梁等各种建筑设施冲毁,甚至会威胁到我们的生命安全和造成财产损失。山体滑坡的主要防治工作目标就是确保人员安全财产和重要的交通干道的安全,最大限度的减轻灾害给我们带来的损失。
4.滑坡稳定性分析计算方法
计算方法的确定:滑坡的滑面形态呈折线形,根据《滑坡防治工程勘察规范》(DZ/T0218—2006)[3]的相关要求,采用基于极限平衡理论的传递系数法对该滑坡的稳定性进行定量分析计算。
1)荷载组合及工况的确定
a、基本荷载
作用在坡体上的基本荷载有:坡体自重。
滑体自重:天然和地震工况下按天然重度计算,暴雨工况下按饱和重度考虑。
b、计算工况的确定
根据根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),计算工况分为三种:①天然状况:自重;②暴雨状况:自重+暴雨;③地震状况:自重+地震。
2)防治工程等级与抗滑稳定安全系数的确定
根据滑坡危害对象、经济损失、施工难度及工程投资按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)的有关规定,防治工程等级划分为Ⅲ级,抗滑动稳定安全系数为1.15(天然)、1.05(暴雨)、1.02(地震)。
5.影响滑坡稳定性的因素
根据滑坡的形成机制和变形特征分析,其稳定性主要受下列因素影响:
(1)地形因素:斜坡总体较陡。或斜坡有部分裸露土体临空,地形地貌的改变为斜坡的变形失稳提供了有利变形空间。
(2)地层因素:斜坡堆积体具有亲水性强、抗剪强度低、易软化等特点,易因地表水下渗而在局部饱和砂土含量高的位置形成软弱带,这就为斜坡的变形失稳提供了必备物质条件。
(3)人为因素:由于人类活动在滑坡体前缘开荒种植堆载等形成临空面,为斜坡可能的变形剪出提供了有利的变形滑动空间。
(4)水文因素:斜坡的变形与大气降水具有很大的相关性,降雨量大变形往往比较大。降雨后,大量的地表水下渗入土体内,极大地丰富了土体内含水量,既增大了土体重度,又降低了土体的抗剪强度指标。工作区降雨频繁,易在土体内形成软弱带,可见水文因素是斜坡变形失稳的“润滑剂”。
综上所述,滑坡是上述各种影响因素共同作用的结果。水文、地形地貌因素是滑坡失稳的主要控制因素。在暴雨(特别是久雨后)和地震等不利工况条件下可能会出现欠稳定或不稳定状态。
6.滑坡破坏模式分析
滑坡破坏模式有推动式和牵引式。推动式滑坡主要诱因有坡顶超载或地震;牵引式滑坡主要诱因有坡脚受到破坏。滑坡的破坏形式有:滑动面为折线的滑坡和滑动面为近似圆弧面的滑坡,滑动面为折线的滑坡常发生在软硬交错相间的土层中;滑动面为近似圆弧面的滑坡,常发生于同类型性质土层中。坡体在天然工况条件下处于稳定状态,但在雨季特别是久雨后滑坡稳定性大大降低,滑坡土体会处于欠稳定或不稳定状态。
7.治理方案
通过前述分析与评价,该滑坡现阶段整体处于稳定状态,暴雨或地震工况下不稳定,滑坡将失稳滑移,且会导致坡面孤石失稳滑落,造成路面堆积,影响道路通行及运行安全。通过综合分析制定以下几种治理方案:
(1)分级稳定及坡脚加固技术
从上到下分级开挖,分级加固防护,坡脚采用锚固桩进行加固,再开挖施工。
(2)分层稳定及坡脚预加固技术
根据防护加固结构类型的不同,分为下列几种形式:
①土钉墙分层开挖、分层加固技术
从上到下分层开挖、分层施工土钉墙,及时加固开挖后的边坡,其关键是墙身中部和坡脚的稳定。
②挂网喷护及预应力锚索桩加固技术
上部设分层开挖、分层加固的挂网喷护;下部设先加固再分层开挖、分层加固的预应力锚索桩及桩间挂网喷护复合结构。
8.结论与建议
路堑高边坡,当遇暴雨或者地震等地质灾时,往往易出现边坡开裂、坍滑、滑坡等病害,不仅影响行车安全和人民财产安全,而且增加了大量的工程整治费用,给人们出行带来了很大安全隐患问题。由于坡体的坡度较大,滑坡体内的软弱结构面就形成了剪应力的集中带。当其抗剪强度降低到低于坡体的破坏强度时,坡体就会发生累进性破坏,使坡体内的破裂面逐渐贯通[4],导致坡体整体失稳产生滑坡。
针对其产生原因,主要建议如下:
①建议对坡面较大孤石经行清理并及时对坡面采取防护措施;设置排水系统并保持排水通畅,避免积水。
②治理施工过程中,必须加强施工监测、地质校核等工作。
参考文献
[1]李晓,梁收运,郑国东;滑带土的研究进展[J];地球科学进展,2010年。
[2]刘小丽,邓建辉,李广涛;滑带土强度特性研究现状[J];岩土力学,2004年。
[3]《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)
[4]樊晓一,乔建平,陈永波;西藏妥昌公路K351滑坡形成机制及危险性评价[J];水土保持研究,2004年。
华汇工程设计集团股份有限公司湖北分公司 湖北 武汉 430000