公路边坡加固处理措施

2015-08-26 129 0

  一、边坡稳定性分析方法
 
  (一)定性分析法
 
  定性分析法有历史分析法、图解法和类比法几种,主要是通过工程地质勘察,将影响边坡稳定的地质、地貌、水文、气候、构造运动等综合分析,从而判断可能产生的边坡破坏方式以及可能性。自然历史分析法,根据边坡岩体的结构和构造形式,在地质演变历史的基础上,评价斜坡的稳定性和发展趋势,主要应用于天然斜坡的稳定性分析上。图解法,这种方法可以直观、快速的确定边坡的结构类型,将主要和次要结构面清楚的分辨开,可以判断不稳定块体的规模和形状,预测滑动方向灯,常用的图解方法有实体比例投影法、摩擦圆法以及赤平极射投影法等。工程地质类比法,是目前边坡稳定性分析的一种常用方法,可靠性会因为不同评判人的经验和水平而有所不同,具有很大的主观随意性。传统的类比方法有自然斜坡类比法、观测地质现象判断法等。新兴的灰关联分析法,可以一定程度上解决主观随意性的缺陷,将定量分析引入类比法中,从而保证结果更加接近实际情况。
 
  (二)定量分析法
 
  常用的定量分析法有极限平衡分析法和有限元法。极限平衡分析法,经典极限分析法适用于均质材料,首先假想一个危险滑动面,再计算假想滑动面相应的稳定安全系数,而这也正是极限平衡分析法的不足,因为绝对均质的岩体几乎是不存在的,假设的几种滑动面也无法真实的反应出岩体破坏状态。弹塑性极限平衡法可以解决经典极限分析法的不足,极限平衡状态是由边坡的应力和应变来确定,不用反复计算最小安全系数,减少工作量,并且能够提高准确率。有限元法,能够弥补经典极限分析法的不足,能够处理岩体的非均质问题,容易掌握,具有很强的实用性,应用范围广,能够很好的和计算机相结合,提高运算速度。
 
  (三)不确定性分析法
 
  模糊综合评价法,将层次分析和模糊评判相结合,分析影响边坡稳定的多种影响因素,进而将多种因素分层划分,得到各种指标对边坡稳定性的影响程度。人工智能方法,适用于大型复杂的问题,通过群体概率迭代全局收敛法,全局搜索能力强。
 
  二、边坡加固处理技术措施
 
  (一)常见的边坡地质灾害
 
  边坡常见的地质灾害除了滑坡、崩塌和泥石流三大地质灾害外还有错落、冲刷、剥落等。滑坡是岩体在重力作用下沿着软弱面向下整体滑动的现象,通常因为坡脚地基较软,在雨水作用下发生,公路边坡发生滑坡在施工时发生较多,施工时由于人为作用,造成山坡下部临空,在外界条件作用下岩土不断软化,最终导致灾害的发生。通车时的滑坡具有很大的不确定性,一旦发生会造成很大的生命和财产损失。崩塌,通常指岩土岩软弱面或者裂隙发生脆性破坏的现象,具有瞬时性和突发性,在公路修建和运营时发生后会造成公路堵塞,影响物流运输和人们出行。泥石流,指大量的泥沙等液相颗粒沿斜坡滑动冲泻的现象,通常发生在地质不良山区,公路修建时大多采用避绕的措施来减少灾害影响。
 
  (二)边坡加固处理技术措施
 
  边坡加固处理时要注重简单、有效的原则,结合具体的情况采取有效的、针对性的综合措施,常用的边坡加固方法有减载、加载反压、排水、支挡、改良土质以及综合加固等几种方式,处理时要充分利用自然条件,顺应协调围岩状态,一方面减少边坡下滑阻力,一方面消除下滑因素。减载,将边坡削头和削坡,将边坡上部附近一定范围内的岩体移除,从而降低其总高度,将边坡坡度适当减缓,这样就可以从两个方面来减少下滑力,减载有主动减载和被动减载两种方式,主动减载是指在边坡开挖前就已经实施,而被动减载则是在开挖过程中完成的,实施时要根据边坡周围环境进行,通常削坡会受到地理环境和周边建筑物的影响。加载反压,针对牵引式滑坡灾害,可以修建石跺,增加抗滑土重,从而使得坡体稳定。排水,通过地表排水和额地下排水将滑坡体内的水引出坡体外一定范围,减少因为水作用造成的失稳。表面排水可以在坡顶和坡面修建截水沟,减少裂隙水压力了对边坡造成的不利影响,这种方式可以快速、经济的提高岩质边坡的稳定性。地下排水可以有效的降低地下水位,受到坡体渗透性能、输水能力等条件的影响。支挡,抗滑挡土墙用于中小型的滑坡,大型滑坡则采用加筋土挡土墙、锚索挡土墙等。对于深层滑坡,则可以利用抗滑桩与土体的共同作用,将滑坡推力传递到稳定地层上,抗滑桩布置灵活、施工方便,并且具有较强的抗滑能力。复合式支挡是将锚杆和桩组成为一种挡土结构,桩作为竖向挡土结构,侧向刚度大,倾斜锚索作为外拉系统,可以将荷载分散在周围的土层中,这样就能够保证坡体的自承能力。土质改良,为了提高坡体的抗剪强度,可以通过喷浆注浆法、动力固结法、石灰土加固法、电渗法等改善坡体土的性质。综合治理,采用多种方式组合的方法来进行综合治理,以弥补单一方式的不理想。
 
  三、边坡防护对策
 
  (一)边坡的分类
 
  边坡按照物质组成可以分为岩质边坡、土质边坡和复合边坡,边坡防护要根据边坡类型来确定。岩质边坡按照结构效应和完整性可以分为完整岩石边坡、破碎岩质边坡和受优势结构面控制边坡三种。土质边坡有纯土质和类土质两种,类土质边坡的破坏兼有土质边坡和岩质边坡的双重特征。复合式边坡通常在上部为土质,下部为岩质,是工程中较为常见的边坡。
 
  (二)边坡防护对策
 
  首先将公路边坡的破坏类型和防护标准分为大致五类,采用工程经验类比法等将不同边坡类型、不同边坡高度的防护方式进行初步分类。然后根据具体的边坡类型采取针对性的防护方式,岩质边坡可以采用模糊综合评判分类,土质边坡采用极限平衡及工程经验类比法,类土质边坡可以按照岩质边坡进行模糊综合分类,在此基础上进一步定量分析,以确定防护类型。复合式边坡可以分别按照各区域的不同坡体,确定各自区域的防护类型。结合工程边坡的具体破坏类型,加固效果来确定防护方案,将各个防护方案进行综合对比,确定最优方案。针对规模大、地质复杂的工程,要开展边坡防护稳定性定量分析,对防护方案进行优化。方案决策时要考虑的因素有工程投资总额、治理效果、风险效果、施工要素、维护费用、运行费用、对周围环境影响等。
 
  四、结语
 
  公路边坡加固和防护一直是公路建设中的重点,文章通过对公路边坡的稳定性分析方法的介绍,分析了集中常用的边坡加固处理办法的基本原理和使用条件,强调了综合治理的重要性,最后对边坡防护方案的比选方法和考虑到的因素进行介绍。

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