高速公路高邊坡滑坡防治施工技術,真夠詳細的!
滑坡治理施工要點:對治理的地質災害體熟悉了解;施工過程中的監測;施工安全措施;施工協調;環境適應;分部分項工序安排;現場交通及材料組織
施工措施:抗滑樁;削方減載;錨索;格構護坡;擋土墻;排水
孔抗滑樁采用人工挖孔法施工,樁間隔跳挖,不能通槽施工。挖孔樁投入勞動力較多,施工機械簡單,勞動強度較大,安全施工很重要。
施工工序包括放軸線定樁位、平整場地、鎖口梁施工、樁護壁、樁孔開挖、鋼筋籠制安、樁身混凝土澆灌、樁間擋板澆灌等。
▲抗滑樁現場
1.樁定位及平整場地:
按設計圖測量定位樁軸線及樁位,設計總平面布置圖標注了測量坐標引點的位置,在樁平面布置圖上標注了每根樁的坐標,包括平面坐標和樁頂高程,也標注了樁軸線方位,按設計測量定位后,要進行實地地形地物查對。
場地平整包括樁位處的施工場地、運輸道路、混凝土攪拌及鋼筋加工場地平整。要有足夠的施工操作面,運輸道路包括樁間通道、棄土通道和材料混凝土運輸通道等,混凝土攪拌和鋼筋加工場地應考慮原材料的堆放。
2. 鎖口梁及挖孔護壁:
挖孔樁鎖口梁可保護孔口防止變形,鎖口梁上設防護欄,搭蓋遮陽防雨蓬。
護壁混凝土強度C15-C25,厚度一般20cm,分段高度1-1.5m,配筋ф10-ф16,鋼筋間距200-500mm,在樁孔開挖后要及時支模及澆注混凝土。由于護壁厚度較薄,一般采用細石混凝土,如要加快拆模進度,混凝土中要加早強劑。
3. 樁孔開挖
樁孔采用人工開挖,提升架提土,提升架要設自動卡緊制動裝置。
開挖過程中要隨時觀察記錄巖土變化,繪制樁周壁地質素描圖,要特別關注滑面埋深,如滑面埋深與設計確定的深度不一致時,要及時通知設計方,以便對樁深進行調整。
入巖嵌固段采用爆破開挖,一般采用松動爆破,對不同的巖石和開挖尺寸,要制定相應的爆破方案。
遇到地下水,要及時進行排水,地下水不大時,可用提桶或泵直接排干。樁孔大量涌水導致施工困難時,應制定專門的疏排水方案,可用降水井疏干周邊地下水。
▲樁孔開挖
▲滑帶
▲淺井中滑帶
▲鉆孔中滑帶
▲平洞中滑面
4. 鋼筋籠制安
抗滑樁鋼筋籠可采用孔內制安或地面制安后吊裝,由于鋼筋配置多,地面制作后吊裝困難,目前多采用孔內制安的方法。
鋼筋接頭一般采用閃光對焊焊接,鋼筋布置要嚴格按設計圖,要注意受力筋的位置,懸臂樁主受力側在滑坡后緣面,錨拉樁上部有負彎矩,錨拉力較大時負彎矩側布筋也較多。
▲樁鋼筋
▲樁鋼筋配置
▲鋼筋籠
5. 混凝土澆注
抗滑樁截面大,混凝土澆注量也大,達數十方至數百方,原材料供應必須要有保障,要將一根樁的所有原材料進場備齊后才能開始澆注。
抗滑樁混凝土強度C30,塌落度4-6CM;混凝土配比要經現場取樣試驗室配比確定。
在混凝土澆注前要排干樁底的積水,如樁壁及樁底涌水量較大,排水較困難時,應先采取降水措施,澆注混凝土過程中出現涌水可能導致混凝土離析。
混凝土要用串筒澆注,串筒距澆注面的高度要不大于2m,每澆注0.5M要采用振搗棒進行振搗,注意鋼筋密布處混凝土的充填,保證混凝土密實。
6.挖孔及護壁施工要點:
抗滑樁揭露的巖土層有滑體、滑帶及滑床,地層復雜多變:滑體一般為土石混合體,上部土石比較高,下部土石比較低;滑帶常為可、軟塑狀的粘性土,滑床多為基巖。在樁孔開挖前應仔細分析地質資料,對不同的樁段采用不同的施工方法。
挖孔工序十分重要,是控制抗滑樁施工的關鍵工序。在滑體中從上往下逐段用鎬鍬挖掘,堅硬土層用錘釬破碎。滑床基巖需要爆破時,應采用淺眼爆破法,嚴格控制炸藥用量,并在炮眼附近加強支撐和保護,防止震塌孔壁。
無論是土層還是巖層,均采用先中部,后邊部的順序,逐段將樁孔修整至設計的尺寸。
護壁起防塌和防水兩種作用,應保證一定的強度和密實性,不同深度不同巖土狀態的孔壁有特定的圍限壓力,如軟、可塑狀的粘性土與硬塑狀粘性土的圍壓力差別很大,除應滿足設計的護壁厚度和強度外,還應根據實際的土性條件進行計算復核。在基巖中常采用較薄的護壁就能滿足安全要求。
7.抗滑樁施工安全:
人工挖孔樁是一種非安全的施工方法,易于發生傷亡事故,最常見的事故是提升過程中產生墜落,其他的事故有護壁失穩、涌水涌土、有毒氣體等。挖孔樁施工要設專職安全員,時刻關注孔內狀態,確保施工安全。
8.抗滑樁施工監測:
抗滑樁挖孔施工將暫時破壞滑坡體的整體性和完整性,降低滑坡的穩定狀態。在挖孔樁施工期,要對施工安全進行監測,以判斷滑坡穩定狀態并指導施工,調整施工安排及進度。
施工安全監測點要布置在滑坡穩定性差、工程施工擾動大的部位,常用的方法是地面位移監測。對于穩定較差的滑坡,專人的每天巡查簡單直觀,巡查的范圍應包括施工所有影響區。
9.抗滑樁施工質量控制:
抗滑樁的質量控制主要有三點:即嵌固段深度、受力主鋼筋位置及連接、混凝土強度。
一般抗滑樁嵌固段深度:懸臂樁約為樁長的三分之一,錨固樁約為樁長的四分之一,設計師確定的滑面埋深是大致的,實際挖孔過程中能對滑面埋深做出準確判斷,并依據設計師確定的計算原則定出實際嵌固深度。
抗滑樁主筋一般為不對稱布筋,受拉力面布筋較多,受壓力面布筋較少,主筋連接很重要,現多采用焊接方法,宜采用粗鋼筋連接新技術,如泠擠壓連接技術、套筒連接技術等。
樁身混凝土強度應滿足設計要求,影響混凝土強度的主要因素有原材料質量、施工配合比、混凝土施工過程控制。
1.滑坡削方:
推移式滑坡的推力主要來自滑坡的后緣。削方治理就是挖除形成不穩定滑坡的推移體,減少滑坡推力使滑坡穩定。
2.坡面整形:
對坡面采取格構等護坡措施前,要對坡面削方整形,將不規則的起伏邊坡整形為直線坡,坡面較長時形成一級級馬道,坡面開挖深度不大,而且很少回填。
3.削方減載:
運土法:在坡面較緩,削方區和回填區距離較遠時,應選擇運土法,削方區挖土機或裝載機挖土,汽車運土至回填區。
運土道路要提前規劃修筑,其坡率、路寬、回轉半徑都應達到安全行駛要求。
根據削方量及工期要求,合理安排挖土機和運輸汽車的搭配,一般單臺挖土機一天可挖掘800-1500M3,單臺挖掘機配合的汽車數量應根據運距和汽車載量確定。
▲滑坡削方
挖推法:運距不大,坡面較陡時應采用挖推法,用挖土機開挖坡面及坡面整形,推土機推運土。挖推法效率高,開挖施工受天氣影響不大,施工機械平行作業,施工工期較短,施工成本相對較低。
▲推挖施工
▲推挖施工
▲削方平臺及馬道
▲滑坡削方后效果
▲崩滑體清方
▲危巖體削方
回填反壓削方施工注意:
回填反壓區一般在滑坡前緣、滑坡剪出口以及地形低凹的溝谷地帶,回填施工的關鍵是分層壓實,采用碾壓機或推土機分層碾壓,分層厚度一般20—50cm,如集中回填也可用強夯進行加固處理,回填土的壓實度一般要求達到90—95%,應分層分區跟蹤取樣檢測。
削方要遵循由上至下的順向開挖,不得先下后上,否則開挖區不穩定造成新的滑移。施工過程中要做好臨時排水措施,開挖面上部要設截水溝,開挖面要有臨時的排水溝。
▲聚集坊危巖體
土方削坡方法選擇:
常用的運土方法有三種:即挖推法、汽車轉運法和鏟運法:挖推法適宜于棄土場地直接位于削方區下部,邊坡坡角在25度以上,推土運距一般在100M之內,這時用挖推法效率最高,也最為經濟。在運距超過1000M,地形相對較緩時,則使用汽車轉運。地表起伏不大,運距在1000M之內時,鏟運法是合適的選擇。
棄方處理及填方壓實:
削坡的棄土應堆放在指定的位置,棄土應堆放穩定,避免對周圍的建構筑物及其他任何設施產生干擾或損壞,避免對環境造成污染。
對需要壓實的填土,應控制最優含水量,從下向上分層分段壓實,并控制其壓實系數達到設計要求。在采用機械碾壓時,要控制虛鋪厚度和碾壓遍數,經試驗檢測合格后方可實施。
▲削方引起崩塌
爆破法:坡面較陡的基巖削方采用爆破法,主要用于高邊坡的危巖削方,爆破方法視基巖強度及危巖體體積而定,一般有整體爆破、松動爆破、光面爆破等:整體爆破適宜大體積硬巖爆破,一次裝藥量大,爆破量大;光面爆破也適宜硬巖,可以使坡面一次成形,爆破工藝要求較高。
爆破的保護措施及安全監測:
石方爆破宜以小型及松動爆破為主,不得過量爆破,應確定爆破的危險區,并采取有效措施防止人員、建構筑物受到危害。在危險區邊界設置明顯標志,專人看守防止人員進入。
削方作業要保持開挖邊坡的穩定,不得對原有坡體的穩定性有任何損壞。削方中,應在開挖邊坡的周邊建立位移監測網,進行地面巡查,確保安全施工。
▲削方引起滑移
樁錨索:是錨索應用最多的一種結構,在抗滑樁較深,滑坡推力和樁承受的彎矩較大,采用懸臂樁難以達到要求時,錨拉抗滑樁是合理的選擇。以抗滑樁樁頭為緊固頭,錨固段為滑坡的滑床,錨固段長度依錨拉力和巖石的粘結力計算確定,自由段為錨索穿越滑坡體段的長度。
▲鏈子崖錨索頭
格構錨索:用于滑坡和不穩定庫岸治理,格構作為錨頭的緊固頭,格構采用截面較大的鋼筋混凝土梁,在錨頭處格構截面可加大加厚。
單錨結構:用于高邊坡危巖體的治理,巖體一般為硬巖,自由段為危巖體段,錨固段為穩定基巖,錨頭采用錨定板,為鋼筋混凝土厚板,邊長0.5-1.0m。
▲鏈子崖錨索頭
錨索構造:錨索一般采用7φ5鋼絞線,根據錨拉力確定錨索鋼鉸線根數,錨孔直徑一般φ100~φ150,孔徑取決于鋼絞線根數及錨固段巖體性態,一般7根鋼絞線孔徑φ100,11根鋼絞線孔徑φ120,15根鋼絞線孔徑φ150。
自由段錨索可自由滑動,錨索包裹在PVC管中,管內注滿防腐蝕油膏,錨固段錨索由定位環固定,定位環間距一般2M,擴張環和收縮環間隔布置。
▲錨索施工平臺
錨索施工工序及平整場地:錨索施工包括平整場地、成孔、清孔、編索、下索、注漿、二次注漿、張拉鎖定工序。
如施工場地坡度較小,可采取開挖回填平整錨索施工場地,要求場地鉆機能就位操作,有下索場地及注漿方便容易。在場地坡度較大,如坡度超過25°時,則應搭建施工平臺,一般用鋼管搭建,高陡邊坡可采用垂直腳手架,搭建的平臺應穩定牢固,平臺能方便施工。
▲錨索施工平臺
▲錨索平臺
▲鏈子崖錨索腳手架
錨索成孔:目前幾乎沒有使用循環液回轉鉆進,而采用氣動潛孔錘鉆進。動力頭為氣動潛孔錘,鉆頭直徑與孔徑相同,空壓機排氣量10-20m3。英格索蘭的20m3柴油空壓機性能優良,一般可提供2臺錨索鉆機的動力。鉆機逐漸小型輕型化,操作臺和鉆架分離,鉆桿節長1.5-2m,鉆進效率淺孔1m/4—6min,深孔1m/10—20min。
▲錨索施工
▲成孔
▲成孔空壓機
編索:在專用的平臺編制錨索,編索應在錨孔終孔后進行,否則可能導致終孔孔深與設計不符,造成錨索浪費或作廢。按設計要求及施工成孔情況確定自由段和錨固段,錨固段用定位環固定成型,自由段錨索應可以自由滑動,并應有可靠的防腐蝕功能,錨頭應留足張拉段,一般長度為2米。
▲錨索測量
錨索制作與安裝:錨索材料選用高強度、低松馳的預應力鋼絞線,直徑15.2mm,極限抗拉強度1860MPa,分有粘接和無粘接兩種,自由段采用無粘接鋼絞線,套有防腐蝕作用的波紋管。錨索編束前,鋼絞線要保持順直,排列均勻,除銹除油污,不能用有死彎、有機械損傷的鋼絞線。錨固段架線環間隔1米設置,自由段每隔2米設置架線環,以保證鋼絞線順直。
▲錨索搬運
清孔及下索:如孔形完整,孔壁不坍塌,則可省去清孔程序。清孔采用風動清孔,直至排除孔內所有的渣土。在錨索較長時,錨索頭應設導向裝置,在入孔段應保持錨索平直,錨索入孔速率均勻,錨端應下至孔底。
錨索注漿:注漿材料有水泥漿和水泥砂漿,水泥漿施工方便,但有易收縮的弱點,水泥砂漿強度較高,體積穩定性較好。
注漿管隨錨索下至孔底,注漿從孔底向上逐段進行,低壓低速,直至孔口滿漿,在水泥漿凝固過程中,會產生收縮,應及時在孔口補漿。
▲錨索注漿
為提高錨索錨固效果,提高錨拉力,部分錨索要求進行二次注漿,在第一次注漿初凝后,也就是第一次注漿2-5天后進行二次壓漿,二次壓漿要克服前次漿體的初始壓力,因此要采用高壓注漿,注漿泵壓在5MP以上。
注漿水泥一般采用高強度的525#普硅水泥,水灰比0.45,摻加減水劑等,水泥用量每米10-30kg。遇裂隙發育、巖溶孔洞,則水泥用量急增。此時要降低水灰比,加大水泥漿濃度。
張拉鎖定:設計一般規定了張拉應力和鎖定應力,張拉力一般為設計抗拔力的100-120%,鎖定拉力一般為張拉力的80-90%。
▲張拉鎖定
張拉方法采取先單根張拉,后全面張拉的分步張拉法,也有僅采用單根張拉或一次整體張拉的簡化張拉法。如采用單根張拉法,應注意張拉一根鎖定一根,保證錨索整體受力均勻。
部分錨索要求在一次張拉完成后間隔一段時間進行補充張拉,全部張拉后應剪斷多余錨索,混凝土澆注保護錨頭的蓋層。
▲張拉鎖定儀
當注漿體強度和墩座混凝土強度達到設計強度80%以上時,才能進行張拉作業。正式張拉前,取30%的設計張拉荷載,對其預張拉1-2次,使其各部位接觸緊密、鋼絞線完全順直,張拉荷載可分四級按有關規范施加,在張拉最后一次荷載時,應持續10-15min,觀察穩定后進行鎖定。
張拉時墩座必須足夠的張拉反力,錨索張拉完成后應及時對錨頭進行補漿和封錨。
▲鎖定錨索
錨索施工復雜巖土層成孔:錨索長度一般15―40M,孔徑100-150MM,常用的施工機械為MD-50,錨索成孔要求干鉆,不得用泥漿循環鉆進,鉆孔軸線的偏斜率不應大于錨索長度的2%,錨索孔深應大于錨索長度的30-50CM,鉆進至設計孔深后,應穩鉆3-5分鐘。
▲封錨
遇到十分破碎的巖土層,或巖溶發育的地層,成孔作業很困難。其一是孔壁不穩定導致塌孔,其二為巖土層不封閉導致鉆進動力氣體損失,甚至無法進尺。在十分破碎的地層段可采用跟管鉆進,也可進行固壁處理,灌注水泥漿液并待凝固后重新掃孔鉆進。錨孔完成后應及時進行錨索安裝和錨孔注漿,以免長時間擱置造成塌孔。
是格構護坡常用的結構形式,用于坡角較陡的岸坡,由錨桿、鋼筋混凝土格構和格構間充填三部分組成。錨桿直徑φ100,桿體為φ18—φ36的鋼筋,全孔注漿,間隔設定位環,錨桿深度4—20m,一般6—12m。格構截面高度30—60cm,寬20—40cm,按連續受力梁配筋,混凝土強度C20—C30,格構間距2—4m。格構間充填干砌石較多,如坡面較陡,也可充填漿砌石或者混凝土預制構件,砌石厚25—45cm。
▲黃土坡滑坡格構護坡
▲黃土坡滑坡錨拉格構
黃土坡滑坡護坡前后:
錨拉混凝土格構施工工序:
1.清理整形坡面,形成直線坡,坡面較長時設馬道;
2.錨桿施工:采用氣動潛孔錘及輕型鉆機,按定位、成孔、下錨灌漿工序施工;
3.開挖格構基槽;
4.格構鋼筋制作;
5.格構混凝土澆注:由于是在坡面澆注混凝土,其模板型式及澆注方法較為重要,澆注應由下至上,在坡面較陡時要分段設梁頂模,對澆注混凝土應進行振搗養護;
6、格構間充填:采用干砌石或漿砌石,應在格構混凝土凝固后砌筑。
▲黃土坡滑坡削坡后打錨桿
▲砼格構施工
砌石格構施工:格構呈方形或棱形,格構間距2—4m,格構截面高度30—60cm,寬20—40cm,下部埋入土中10—20cm,格構之間鋪干砌石或漿砌石。塊石為未經風化的新鮮石,塊徑20cm以上,強度M30以上,砌石砂漿為M5—M10。施工工序:
1.坡面整形及坡面清理:首先對原始坡面進行整形清理,開挖成直線坡面,如坡面較長,則應分段設馬道,馬道寬1—3m,馬道上一般設有排水溝。
2.基槽開挖:基槽深度10—20cm,開挖截面應規整,放線應準確。
▲漿砌石格構施工
3.漿砌格構:其外觀質量要求砂漿飽滿,砂漿強度滿足要求,塊石塊徑較大,外形完整,無風化剝蝕,格構截面尺寸達到設計要求。
4.干砌石格構:干砌石施工與漿砌石基本相同,其施工工藝和質量要求相近,干砌石由于沒有水泥砂漿充填,因此對塊石的塊徑和砌筑質量要求更高,應盡量使用塊度較大的石料,塊石呈棱面狀,干砌石塊石的自穩定要較好。
5.格構間充填:按要求在格構間充填干砌石或漿砌石。
▲漿砌石格構施工
▲紅石包滑坡格構護坡
▲漿砌石格構
▲太礬頭滑坡格構
格構護坡方法選擇:格構護坡方法多達數十種,選擇哪種方法十分重要,常用的方法有:干砌石護坡、漿砌石護坡、砌石混凝土格構護坡、干砌石錨拉混凝土格構、漿砌石錨拉混凝土格構。干砌石護坡的天然坡度一般小于20度,坡度20-25度時,一般應用漿砌石護坡或砌石混凝土格構護坡,坡度25-30度可用干砌石錨拉混凝土格構,坡度超過30度時一般選擇漿砌石錨拉混凝土格構。
▲錨桿成孔
錨桿施工:錨桿的桿體為粗鋼筋,多為單支,少數為雙支及三支。分巖錨和土錨兩種,短的約2米,長的超過15米。錨桿鉆機選擇應注重小型化以方便施工,常用小型潛孔沖擊鉆機,如MD-30型鉆機,對于長度很短的巖錨,也可手持沖擊鉆成孔。對于長度超過10米的錨桿,一般采取先下錨后注漿,較短的錨桿也可以先注漿后下錨,桿體入孔前應平直,除銹除油污。注漿管應插至距孔底5-10CM處,隨漿液的注入緩慢勻速撥出,注漿中途停止超過30MIN時,要采用水或稀水泥漿稀釋管路。
▲錨桿鉆機成孔
▲錨桿成孔噴水防塵
▲測桿長及下錨
▲接桿及注漿
坡面填方及塊石施工:護坡的坡面一般要求為天然坡面,或經削方成形的坡面,一般不宜在填方坡面做護坡,松散回填土上的護坡結構是難以穩定的,所以在坡面起伏很大時不要追求平面完整,而應隨坡就勢,在美觀和穩定性產生矛盾時應選擇后者,砌石格構護坡需要大量的塊石和混凝土材料,坡面運輸量大,施工勞動強度大。在庫水位變動帶需要設碎石濾層時,應對濾層厚度控制
▲錨頭及定板
格構護坡應控制:結構的尺寸、塊石及混凝土強度、護坡面外觀、泄水孔設置等。塊石的塊度、鋪石厚度應達到要求,塊石應新鮮完整,無風化石,成形的坡面應牢固美觀,錨桿應分段抗撥試驗,漿砌格構要間隔設泄水孔。
砌石擋土墻由于依靠墻自重抗滑抗傾,因此墻體較厚。對坡高有限制,在坡高超過6米時不適用,其外墻面內傾,內墻面較平直,呈上窄下寬,墻基嵌固于穩定的地基中,嵌固深度0.5-1.5m。
有一種帶支腿的擋土墻,或稱樁墻式擋土墻,在擋土墻下設抗滑樁支腿,并用混凝土梁做墻基,這種擋土墻起抗滑及擋土兩種作用。
▲擋土墻實例
擋土墻軸線定位及基礎開挖:按設計的墻軸線現場定位,確定擋土墻的頂底面標高。砌筑前應測量放樣,施工時應用樣板控制,并要經常復核驗證,以保持線形完整,砌體平整。
擋土墻必須有良好的地基,應對開挖基槽檢驗,是否達到穩定的持力層位,基槽開挖深度及寬度均要滿足要求。
擋土墻砌石:擋土墻砌筑最重要的為石料質量、砂漿強度及墻尺寸:石料的強度及塊度應符合要求,其強度應在M30以上,塊徑應大于30㎝,無風化石;砂漿強度M7.5—M10,砂漿應飽滿;墻體尺寸應達到設計要求。
砌石應大面朝下,上下錯縫,石料排列穩定,還應注意外墻面必須平直,外觀圖案較美觀,有較好的視覺效果。
▲在施工的擋土墻
砌體分層坐漿砌筑,砌筑上層時,不應振動下層,每砌3-4皮毛石為一個分層厚度,每個分層厚度要用砂漿找平一次。
砌體外露面的坡頂及邊口應選用較平整的塊石,外露面的灰縫厚度不得大于40MM。
泄水孔、墻后回填、質量控制:
擋土墻均設泄水孔,采用φ60—φ80PVC管,外傾5%,泄水孔間距一般2m,下上交錯排列。
▲擋土墻基槽
擋土墻均設有縱向伸縮縫,縫距10-20米,擋土墻要分段砌筑,留出伸縮縫。
回填土以碎石砂土較好,不要回填高塑性粘土,否則土壓力較大,回填土應有一定壓實度和滲透性。
擋土墻施工質量控制主要有:墻體位置及尺寸、砌體及砂漿強度、砂漿飽滿度、伸縮縫及泄水孔設置、回填土控制等。
▲擋土墻砌筑
▲擋土墻施工
▲擋土墻檢驗
排水溝截面尺寸依水流量確定,大者深寬超過2米,小者截面僅0.3M,截面形態有梯形和矩形,一般采用漿砌石砌筑,其施工順序:
1 測量放線:排水溝均要因勢利導,根據設計的排水溝導線現場校正,排水溝應處在地勢較低處,應方便地表水的匯集及排放。
2 溝槽開挖:按設計截面開挖溝槽,在基巖段要爆破開槽.高于地表的砌槽,其地面高度要加以控制。
3 砌石:施工方法同砌石擋土墻,應注意保持外觀形象,在坡度較陡時,要形成疊水坎和消能池,溝底應布設減速齒。
排水溝施工要點:排水溝的位置、斷面尺寸及標高均應符合要求,溝的線形要求平順,盡可能采用直線形,轉彎處宜做成弧形,其半徑不宜小于10M。縱溝的溝底應平整,保證排水的暢通。
漿砌片石應咬合緊密,嵌縫飽滿密實,勾縫平順,砌石新鮮完整,砂漿配合比準確,砌體內側及溝底要平順。
▲黃土坡滑坡排水溝
跌水的臺階高度可根據地形地質條件決定,多級臺階的各級高度可以不同,其高度與長度之比應與原地面坡度相適應。
急流槽的縱坡應按圖施工,一般不宜超過1:1.5,同時與天然坡面相適應,當急流槽較長時,槽底可用幾個縱坡,一般做成上陡下緩的坡槽。
▲排水溝
▲排水溝
排水廊道和排水孔
地下排水采用橫向的排水廊道和縱向的排水孔井,其施工工序:
1 排水廊道施工:采用廊道法開挖施工,邊開挖邊支護,應注意支護結構的耐久性,一般采用混凝土預制件支護,廊道截面1-2M,應方便人員進出,廊道外傾5%,并設排水溝。
2 排水孔井:設垂向的排水井和水平向的排水孔,垂向井的成孔定位十分重要,孔底應與排水廊道相接,形成縱橫向排水系統,水平向的放射狀排水孔應向廊道內傾斜。
3 地表排水溝:在排水廊道口設地表排水溝,將廊道內地下水及時排出滑坡體外。
▲排水廊道
▲排水廊道口
▲排水廊道撐砌
▲排水孔施工
(一)高邊坡病害的空間預測理論與方法
1.高邊坡:一般將人工開挖形成的、高度大于30m的巖質邊坡和高度大于20m的土質邊坡。
2.高邊坡病害:是對高邊坡中存在的不同類型失穩破壞的統稱,如滑動、崩塌、坍塌、傾倒和錯落等;規模上可分為坡體變形、邊坡變形、坡面變形(復雜性)
3.高邊坡病害的空間預測方法:(1)坡體結構預測法;(2)極限穩定斜坡比擬法;
(3)開挖松動區的數值分析法;
(二)坡體結構預測高邊坡變形破壞類型
坡體結構:控制了邊坡的破壞類型、部位、規模和破壞模式
1.坡體結構
以山坡中各種結構面(包括原生結構面和次生結構面),特別是Ⅲ、Ⅱ級結構面(結構面分級僅指規模大小)的空間組合,以及與臨空面的關系為基礎,以不同性質的工程巖組為主體的結構體。
三要素:結構面、工程地質巖組、臨空面
坡體結構確立——高邊坡結構面地質力學調查分析方法
2.坡體結構與邊坡破壞模式
總結易產生變形破壞的Ⅴ類 12種坡體結構
Ⅰ、類均質坡體結構
基本特征:粘性土、黃土狀土、堆積土、堆填土等類均質土,侵蝕面或開挖面以上的較均質巖土體無前期不利
破壞模式:沿弧形面旋轉滑動、坍塌
Ⅱ、基座式結構 —上軟下硬坡體結構(Ⅱ1)
基本特征:上部為土層或軟弱巖層,下伏硬巖,巖層近水平或反傾。
破壞模式:上部土層或軟巖沿下伏硬巖滑動或坍塌
Ⅱ、基座式結構 —上硬下軟坡體結構(Ⅱ2)
基本特征:上部為厚層或巨厚層硬巖,下伏一定厚度軟弱巖層,巖層產狀近水平。
破壞模式:硬巖崩塌、錯落,軟巖擠出性滑坡。
Ⅲ、層狀結構—順傾層狀坡體結構(Ⅲ1)
基本特征:軟硬相間、互層或間層狀的砂泥巖或其它巖類,巖層傾向臨空,巖層傾角一般在10~30°之間。
破壞模式:多層多級的順層巖石滑坡。
Ⅲ、層狀結構—反傾層狀坡體結構 (Ⅲ2)
基本特征:軟硬相間、互層或間層狀的砂泥巖或其它巖類組成,巖層傾向坡內,巖層傾角一般在10~30°之間。
破壞模式:錯落、切層滑坡或崩塌。
Ⅲ、層狀結構—陡傾層狀坡體結構 (Ⅲ3)
基本特征:軟硬相間、互層或間層狀的砂泥巖或其它巖類,巖層面傾向坡內或傾向臨空,巖層傾角一般>40°。
破壞模式:傾倒、傾倒式崩塌、傾倒式滑坡、V形節理崩塌或順層滑動崩塌。
▲青海隆務河峽谷中傾倒變形體
Ⅲ、層狀結構—斜交層狀坡體結構 (Ⅲ4)
基本特征:軟硬相間,互層或間層砂泥巖或其它巖類,巖層走向與臨空面走向夾角大于30°。
破壞模式:層面與節理面組合滑動,V形節理崩塌。
Ⅳ、松散破碎體結構 ——斷層破碎帶坡體結構(Ⅳ1)
基本特征:巖體破碎呈碎石土狀,次級構造面(帶)發育。
破壞模式:沿弧形面或構造面滑動、坍塌。
Ⅳ、松散破碎體結構 ——松散堆積體坡體結構(Ⅳ2)
基本特征:碎塊石堆積或老滑坡堆積體。
破壞模式:崩塌、坍塌,沿接觸面或老滑面滑動。
Ⅴ、塊狀結構——似層狀坡體結構(Ⅴ1)
基本特征:花崗巖、玄武巖等塊狀巖體,有貫通性似層狀節理面,傾向臨空。
破壞模式:沿似層面滑動或崩塌。
Ⅴ2 、眼球狀坡體結構
基本特征:受構造作用巖體中形成眼球狀結構體。
破壞模式:錯落、坍塌、滑動。
Ⅴ3、較完整坡體結構
基本特征:巖體完整,但發育傾向臨空的小斷層或節理面。
破壞模式:V形節理崩塌,沿小斷層滑落等。
高邊坡病害的空間預測和穩定性分析方法 :
(三)高邊坡病害防治工程的設計
(1)特殊性:正確認識高邊坡的工程地質條件是基礎;高邊坡設計是預測性設計;高邊坡設計是風險設計;高邊坡設計是動態設計;高邊坡設計應對施工提出嚴格要求。
(2)基本原則:一次根治、不留后患原則;控制變形、強化排水、綜合治理原則;固腳強腰原則;保護環境、建立綠色通道原則;技術先進、經濟合理原則。
(3)基本思路
① 高度低于30m的邊坡,以設計穩定的坡形和坡率為主,做好邊坡防護工程。
② 高度大于30m的邊坡,則應加強支擋工程,設置較陡的坡率,減小邊坡高度。
③ 支擋工程要樁、錨組合使用。
(4)多層滑面邊坡設計——具有多層潛在滑動面的高邊坡加固設計,如巖石順層高邊坡、應特別注意不同施工工況下的局部和整體穩定問題。
(四)高邊坡的預加固技術
高邊坡病害的防治始終圍繞“如何減小施工期產生的大變形”而展開,提出 “控制變形”設計理念。
(1)工程設計——考慮邊坡開挖后出現的變形破壞模式——采取工程措施
(2)選擇施工方法——控制坡體的變形松弛。
預加固技術特點
(1)全新的、合理的設計思路;
(2)適應了機械化的施工要求,提高了施工工效;
(3)減小了開挖影響區范圍,控制了邊坡的開挖大變形;
(4) 確保邊坡在施工過程中的安全和邊坡的長期穩定。
(五)樁錨組合結構治理高邊坡失穩破壞
(a)預應力錨索加固
(b)樁與錨索聯合加固
(c)兩排樁加固
(d)錨索和錨桿分層加固
(e)減載-抗滑樁加固
(f)錨桿、錨索加固
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