浅基于岩土工程治理公路边坡不稳定性研究
2019-10-20张振雷
张振雷
摘 要:在岩土工程施工前,对边坡地质情况采用勘察技术进行探测,对于边坡的滑动面运用极限平衡分析法对其进行研究,并确定相關稳定、安全参数,对边坡的稳定性进行综合评价、分析,计算结果显示。
关键词:岩土边坡;稳定性分析;治理技术
一、岩土边坡失稳破坏形式与机制
在边坡的形成过程中,如果边坡岩土体内本身的应该承受的力受到不同程度的分散,将会导致其失去平衡状态。在这样的条件下,坡体将会发生不同程度的变形,可能是局部的,也可能是整体上的变形,从而再次达到平衡的效果。边坡的变形、损害,可以是自然的,也可以是岩土自身结构,总之,是多种综合因素的结果。
岩土边坡失稳形式多样,可以分为两种类型:根据破坏现象分类、按力学性征分类。其中,根据破坏现象分类又可分为两种:一种是局部破坏,另一种是整体破坏。表层土的滑落、神刷等是边坡局部破坏最常见的现象,这些现象的发生多是由于天长日久、风吹日晒、风化、蒸发、冻结等对表层产生物理学方面的作用,进而导致局部破损。在雨水的冲刷过程中,较为松散的土质在没有任何动力的情况下被雨水带走,形成纹沟。因此,对于这些轻微的岩土边坡破坏要及早做出整治、处理,以免后患,发生安全问题,做好一切防水工作。而岩土边坡整体破坏主要表现在边坡鼓胀、裂缝较宽、坡顶下沉等现象。对于这些征兆,有关部门应及时做好治理、预防工作,应加强稳固,以防措手不及,带来更大的灾害;在治理过程中,定要切记,先观察,后找出原因,切不可盲目开挖,以免大面积的坍塌,造成严重后果[20]。总而言之,岩土工程边坡失稳的治理前,定要做好勘测、设计准备工作,必须对边坡破坏的一切可能性影响得以重视,做到防患于未然的效果。
另外,如果从力学性征的角度出发进行分类,岩土边坡失稳的形式大致有:坍塌、平移、旋转滑动、岩土流动、岩层变形扭曲等。其中,岩石崩塌主要指岩土边坡顶端部分,如果出现裂缝,时间一久,经过雨水的灌溉、风化、气温的冷暖等,岩土边坡内部久而久之失去粘结力,形成松散状态,整体失去平衡力,顶面就会有坍塌的现象发生。在坍塌的时候,会顺着纹理进行崩塌。而平移滑动多表现在地质较软的岩土边坡倾斜面,经过风化、水冲等顺着下滑造成的破坏;旋转滑动主要是指滑动面呈鼓状,看似弧形状态,这些形状在滑体后通常以马蹄的形状呈现,滑体后会有裂缝的产生。岩块流动则是发生在均质较硬的岩层中,这种破坏的可能性就是岩层上方受到极大的振动或者其它,使得岩层最高点失去应力所造成,这种坍塌是全面性的崩塌。此种坍塌导致周边岩块受到波及,产生裂缝的现象,又一次造成邻近岩土的崩塌,此岩块流动破坏性不规则,变形各异。岩层曲折也称溃曲,在岩层表面,由于受裂缝、风化、冻结等的影响,岩层表面本身失去重力作用,在此情况下,岩层在负荷的状况下,形成坡面岩层扭曲、变形,导致岩层破坏、崩塌。
二、岩土边坡治理的原则
(一)应该以岩土工程地质条件为前提条件。重视岩土边坡滑坡定性评价、定量评价。其中,定量评价是在满足定性评价的基础上进行的。
(二)安全性:依据需要防护、治理的岩土边坡对象,对其破坏的不同程度进行详细设计,并规划其使用年限。根据当地地震条件、地下水条件等经济、合理、有效地设置滑坡推力,并进一步计算其稳定安全系数。
(三)技术经济合理性:合理有效的利用所在地形、地质条件,根据当地不同的情况,采取有效的工程防护、治理措施,稳固滑坡的整体稳定性,一切以工程措施、技术、经济合理性为主要目的、手段。
(四)实施的可能性:岩土边坡在施工阶段,一定要做好施工阶段的一切保障工作,安排好施工阶段的一切前后程序,确保滑体逐步趋于稳定状态,同时,还要确保施工人员的安全问题。
(五)重视社会人文因素:在岩土边坡稳定性的防护、治理过程中,首先要制定一份施工前后顺序、规章、措施等,在施工前一定要把当地居民安顿好,并作进一步的协调工作,与当地居民处好关系,施工过程中,尽量做到不扰民,不影响居民生活为前提。
(六)重视环保绿化。岩土边坡工程的实施过程,一定要注意环保绿化,多种植一些绿色树苗、草地等。
三、岩土边坡的浅层治理
(一)地面排水
地面排水主要有以下几种类型:
(1)边沟:在岩土边坡外侧进行设置,用来排除和汇集地面水。
(2)截水沟:在岩土边坡顶部或者周围进行设置,用以拦截或者引流边坡上方地面沿岩层流下的水,防止进一步冲刷岩层、腐蚀边坡,减轻其泄水负担。
(3)排水沟:为了防止岩土边坡最下方积水,造成渗水、塌方,固设置一条排水沟,起到快速排水的效果。
(二)截水沟设计
1、截水沟设计的一般要求:
①如果岩土边坡上侧积水面积比较大时,需要设置截水沟,以防岩坡坍塌、失稳。
②截水沟的设置,一定要确保岩土边坡面尽快、迅速的把积水排除,切不可让水流停滞,如果遇到岩土较为松软的地质,需要实施加固措施,进一步防止因岩土松懈而遭受雨水的冲刷、渗漏,导致坍塌、失稳。
③截水沟的设置过程,应在设置前对地质条件进行观察、监测,而后做出合理、有效、经济的方案,从而进行布置,遇到拐弯的地方,必要时实行加固措施,以防出现失稳现象。
2、截水沟断面形式
①截水沟的设置过程,其断面呈梯形,深度根据设计流量的多少而定,底部的宽度大约在0.5M左右便可,岩土边坡的坡度根据岩土质地而定。②截水沟的施工过程中,如果沟壁的最低处无法与断面设计相吻合,可以根据情况对沟壁较低的地方筑土埂,其中,土埂上部宽度大约在2M左右,背水面坡度大约1:1便可,而迎水面则要根据水流情况而定,必要是采取加固措施。
四、岩土边坡的深层治理
(一)渗沟排水
根据不同的作用将其分为不同的排水结构,具体如下所示:
①截水渗沟:如果岩土边坡遭遇不同程度的滑坡,并且深层地下水进入滑坡体,这时就需要在地下水流的方向,垂直设置拦截,并将其排出滑坡体外。截水渗沟通常情况下都比较深而长,因此,在设置的过程中,为了便于维修、疏通孔道,应该在直线段或渗沟的拐弯处设置检查井,其中,直线段基本上每隔40米处设置一处检查井。
②边坡渗沟:此种支撑结构主要垂直嵌入坡体,用来疏干潮湿的边坡,并且起到引排的效果,用以支撑岩土边坡,减轻坡面冲刷,主要掩埋于潮湿土层最下边,其基底在正常状态下,都要铺砌防渗。而地下水的分布、流量和边坡土质等因素与边坡渗沟的间距有直接影响关系。
(二)土钉支护
近些年来,土钉支护已经成为一种新的挡土技术,该技术经济实惠、操作便捷,并且可行度极高,因此,在工程建设中应用较广。主要用来支护岩土边坡的稳定性。土钉最大的优点就是可以与周围土体形成一个组合体,形成一个大的群体作用,通过与土体接触面的摩擦接触,形成粘接力、摩擦力,进而使土钉被动受拉,在受拉的作用下,起到加固、稳定的效果,提高边坡的整体稳定性。
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