建筑及边坡设计

建筑及边坡设计（精选九篇）

建筑及边坡设计 篇1

1 建筑工程周边边坡设计可靠性的影响因素分析

在建筑工程周边边坡设计的过程中,影响其可靠性的因素有很多,如岩土条件、水文条件等。因此,要想有效的提升边坡设计的质量并提高边坡的可靠性和稳定性,设计人员就必须在建筑工程周边边坡设计的过程中,对其影响因素进行全面的了解。下面就对影响建筑工程周边边坡可靠性的因素进行简要的分析和阐述。

1.1 边坡作用力变化

在建筑工程周边边坡设计的过程中,边坡的作用力是非常重要的影响因素,也是整个设计的关键。但是,往往在实际建筑工程周边边坡设计的过程中,其边坡的作用力一旦受到某些因素的影响,就会发生一定程度上变化。这对边坡的可靠性和稳定性非常不利。在建筑工程周边边坡坡顶堆放施工材料或建筑工程的原有荷载较大或在建筑工程施工的过程中,打桩(挤土桩)、施工运输车辆、爆破作业、震动等产生的作用,都会引起边坡的作用力发生变化,在一定程度上破坏了原有的平衡状态,这对建筑工程周边边坡的设计是非常不利的,对其可靠性和稳定性也会造成严重的影响。

1.2 边坡岩土体强度下降

在建筑工程周边边坡设计的过程中,其岩土体的强度是保证其可靠性和稳定性能的关键。但在边坡设计的过程中,设计人员往往对建筑工程施工过程中应力变化对其周边岩土体强度的影响,没有给予足够的重视。这样对边坡设计及其后期建筑施工就会埋下安全隐患,对整个建筑工程也会造成严重的后果。

1.3 边坡坡面滑塌

坡面滑塌是建筑工程周边边坡设计可靠性的重要影响因素,主要是因为雨水和地表水体下渗、冲刷会导致边坡坡顶及坡面产生裂缝。在长期持续的作用下,会导致局部边坡及边坡坡面发生滑塌现象,对边坡的可靠性和稳定性造成严重影响。

2 提升建筑工程周边边坡设计中可靠性的主要方法

2.1 加强建筑工程周边边坡的判断

在建筑工程周边边坡设计的过程中,要想有效的提升边坡的可靠性和稳定性,就要对边坡进行准确的判断。设计人员可以利用力学的相关原理,对边坡的可靠性和稳定性进行全面的计算,准确的得出稳定系数和定量数据,这样设计人员就能判断出边坡的承受能力。但是,在建筑工程其周边边坡判断和计算的过程中,由于其地质条件相对较为复杂,如边界条件、边界范围、岩土参数等,都会影响对边坡的判断和计算。这样不仅会影响计算结果的准确性,也会对边坡的设计造成严重的影响。因此,设计人员在建筑工程周边边坡设计的过程中,应当对该工程所在位置的场地条件进行全面的了解,并根据边坡地形地貌条件、区域地质构造、岩土体特征及其分布情况,对边坡边界的范围、工程地质条件和水文地质条件进行梳理,从而对边坡现状进行细致全面的分析,这样可以为边坡的设计提供精准的判断和评价。

2.2 加强对建筑工程周边边坡工程地质的对比工作

在建筑工程周边边坡设计的过程中,尤其是边坡的施工中,设计人员对地质条件的对比工作,将起到重要的作用和意义。在建筑工程周边边坡工程地质对比的过程中,设计人员应当注意以下几点:(1)对自然边坡的形状、坡度等形式进行全面的了解,并且与人工的边坡的形状和坡度进行全面的对比。同时利用计算的形式,使两者可以处于一个平衡的状态,从而有效的提升边坡的可靠性和稳定性;(2)设计人员要对同地区的人工边坡进行积极的收集、采样和测绘工作,对其工程地质条件、应力历史和稳定性给出相应的分析评价,并作为可靠的工程经验应用于自身项目的对比,从而提升边坡的可靠性和稳定性。

2.3 加强对岩土体松动的判断

岩土体松动是影响建筑工程周边边坡设计可靠性的重要因素。在边坡岩土体松动判断的过程中,设计人员可以通过以下几种形式:(1)设计人员可以采用地质调查、地质测绘和物探等手段,对边坡的松动土体、孤石和裂隙进行合理准确的判断,从而提出安全经济的解决办法。这样不仅能提升边坡的可靠性,也对整个建筑工程的安全起到了重要的作用;(2)在对边坡岩土体松动的判断过程中,设计人员可以通过现场采样、原位测试和室内试验等方法,并利用传统的圆弧滑动或平面滑动的计算形式,对岩土体松动的程度进行全面的分析,从而有效的提升建筑工程周边边坡设计的质量。

3 结束语

综上所述,本文对影响建筑工程周边边坡设计可靠性的因素进行了简要的分析和阐述,提出了一些个人的观点和看法,希望对提升建筑工程边坡的可靠性和稳定性,具有一定的工程应用价值。

参考文献

[1]雷用,郝江南,肖强.高边坡设计中的几个问题探讨[J].岩土工程学,2010(S2):598-602.

[2]李双平.边坡稳定性分析方法及其应用综述[J].人民长江,2010(20):12-15+31.

[3]厉鑫,苌红涛,杨天亮.可靠度方法在边坡稳定性分析中的应用[J].上海地质,2010(03):58-60.

[4]黄昌乾,丁恩保.边坡工程常用稳定性分析方法[J].水电站设计,2015(01):54-59.

[5]李银海.边坡工程常用稳定性分析方法[J].中国水运(理论版),2014(05):94-95.

[6]李晶岩,付丽.边坡稳定性分析方法[J].山西建筑,2011(04):65-67.

建筑及边坡设计 篇2

某工程高边坡道路拓宽改造加固的设计及施工

结合具体工程实例,介绍了高边坡路基加固方案的设计,即锚桩式挡墙和土钉喷锚结构,论述了该高边坡道路拓宽加固施工的过程,得出了该道路拓宽改造技术经济效果显著的结论.

作 者：陈荣节 CHEN Rong-jie  作者单位：江苏华东建设基础工程有限公司,江苏南京,210007 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(4) 分类号：U418.8 关键词：高边坡   道路   加固   设计   施工  

不稳定边坡抗滑设计及具体措施探讨 篇3

关键词：边坡；工程设计；挡土墙；污水池；措施

1.边坡工程概况

某不稳定边坡总体坡度约为30°-60°，前部坡度达40°～50°，现状坡比在1：1～1：12之间。前缘高程6930M-7400M，后缘为住宅楼建设场地地面整平标高，约8100M，高差约310M-1170M，在本次的设计段边坡的高差为3-7M，边坡已开裂，处于不稳定状态，一旦发生大规模边坡下滑，将直接威胁小区居民的生命、财产安全，并影响边坡外缘居民正常的生产及生活（实地照片见图1）。

通过对边坡所在区位的地理地质环境大量调查、现场勘察、计算、分析与评价，对边坡地理地质情况稳定性有了充分的了解，综合整个场区，整个自然边坡处于不稳定状态，对周边居民及农作物存在危险性威胁，需进行治理。

2.治理工程设计

2.1治理工程方案总体设计

考虑到场区的地质环境条件，为消除该区段地质灾害安全隐患，治理工程以前緣坡进行支挡措施为主，而在边坡上缘开挖人工截水沟。前缘支挡拟采用重力式挡土墙，并在墙前布设排水沟，挡土墙长度5153m，截水沟、排水沟总长度约331米。

2.2治理工程分项设计

（1）挡土墙设计

在前缘坡布设挡墙，使坡体稳定。挡墙结构设计为重力式挡土墙。基本沿自然地形布设，以减少开挖及征地工程量。该挡土墙为居民小区内挡土墙，因无超重型车辆要求，设计荷载采用qk=30kPa。

挡土墙设计为重力式，基础埋置深度不小于20m；挡墙拟布设泄水孔，泄水孔水平距离2m，垂直距离2m，呈梅花状布设，斜度为5%，泄水孔采用φ100PVC管，在进水口反滤层下部用粘土夯实；挡土墙每隔10m设置伸缩缝，缝宽20mm，缝中填塞沥青麻筋；不同高度断面处需设置沉降缝，缝宽20mm，缝中填塞沥青麻筋。本工程设计为C20混凝土挡土墙。墙背回填要分层施工，压实要求不小于95%，回填时不要损坏墙背反滤层，保证泄水孔的通畅。

（2）污水池设计

本次污水池工程设计拟修建在场地西侧，用于储存居民区地表水及居民生活废水。污水池北面、南面、西面池壁采用开敞式梯形结构，采用同一尺寸，污水池注满水澄清后在往外排放，污水池深25m，宽约10米，长约40m，可储存污水1000m3。

北面、南面、西面池墙尺寸为：顶宽04m，底宽08m，墙高25m，基础埋深06m。

池底采用C20混凝土，厚度为120mm，底设垫层100mm，底板铺设φ8钢筋，保护层厚度30 mm；污水池内设置上下梯级台阶，台阶宽120m，高250m；池顶设护栏，护栏高度180m。

因东面边坡坡高约10米，如采用与其他三面相同尺寸的池壁不满足抗滑移及稳定性要求，故东面采用挡土墙形式。

为了增大挡土墙的抗滑力，拟在东面挡土墙底板采用冲击取土钻孔灌注桩基础，桩径350mm，有效桩长8m，经计算单桩水平承载力为6581kN。

（3）排（截）水沟设计

本次地表排（截）水工程设计拟在挡土墙上、墙前、边坡后缘，形成完善的整个坡体排水系统，以将边坡区内的大气降水最大程度地导入西侧的污水池中，减少大气降水渗入边坡体内软化滑带。

工程布置

水管采用直径为100mmPVC排水管，厚度32mm，坡度5%，间距2000×2000mm，排水管内侧采用土工布包裹，以防堵塞施工时需做好滤水层，泄水孔应保持直通无阻。

排水沟采用明挖沟槽，横断面采用矩形结构，排水沟500mm×500mm，高05m，排水沟采用C20混凝土。

（4）围墙

场地西侧拟修建1米高围墙，采用梯形结构，围墙顶04m，底08，高10m，基础埋深07m，采用C20混凝土。

基础开挖时土基槽应进行翻夯处理，深度不小于40cm。

（5）围栏

由于污水池深度较大，为避免当地村民及畜养牲畜不慎从高处掉落水池，保障人民群众生命和财产安全，拟在污水池墙顶及围墙顶安装公路护栏网。护栏网选择18×30m规格，安装护栏网总长度约223m，施工时采用预埋件（或预埋立杆），预埋深度50cm以上，然后进行护栏网安装。

挡土墙顶部围栏（防护栏）由业主自行安装，高度应不小于150m。

（6）反滤包

为了保土、排水挡土墙墙背做反滤包用300-400g/m2反滤土工布，1-4mm石屑，20mm碎石，防水土工布，夯实粘土。

3.主要施工方法及基本要求

本次工程主要为挡土墙、污水池及排水沟工程，主要涉及机械土石方开挖及混凝土等方面的施工。

3.1挡土墙施工

3.1.1在施工前的精准测量放样后进行基础施工

（1）基槽清挖：采用人工清挖并严格按放样控制线进行挖掘。表土层和回填层挖完后，岩层部分用破碎机探打基岩至基槽设计基底标高。待基槽挖至设计基底标高后进行基底倒坡清探。基槽清理完后报请监理工程师及业主代表到现场验槽、送检。

（2）对基槽土质应保持干燥，雨天基槽内积水应随时排除，对受浸泡的基底土应全部予以清除，并换以好土回填，以碎石（砾）石夯填至设计标高。

（3）挖基时如发现与设计不符的软弱地基，承载力不满足设计要求时应通过设计进行变更设计程序，采取措施后方可施工。

（4）基趾部埋入深度和襟边距离应同时符合设计要求。

nlc202309012139

（5）采用倾斜地基时，应按设计倾斜挖槽，不宜用填补法筑成斜面。

在岩体破碎或土质松软，有水地段，宜选择分段集中施工。

3.1.2挡土墙体浇筑与分段设置伸缩缝

（1）浇筑墙体基础前，将基底松软土清除干净，然后再拼装模板，模板安装每层按18m高度进行拼装，搭设钢管脚手架进行加固校正，模板安装校正完后，经验收合格后立即进行混凝土浇筑，浇筑混凝土时注意振捣，不能漏振；混凝土浇筑完时，混凝土表面要采用木砂板砂毛，以便上层浇筑时接口；混凝土每层浇筑高度按模板拼装高度进行浇筑。

（2）挡墙基础浇筑完后即进行墙身浇筑，墙身模板施工按基础模板安装进行施工。在进行模板校正加固时，墙身内应按设计要求安放Φ100PVC塑料管当泄水管用，鉴于本挡土墙单层浇筑混凝土量较大且高度较高，在模板加固时，需用Φ14钢筋从塑料管内穿过，两端固定在模板外的脚手架上，作加固用。

（3）在基槽验收合格后立即封基，封基定位放样后开始组织基础模板支撑施工。

（4）沿着挡土墙边搭设双排脚手架，搭设高度，高出挡土墙12m。

（5）本分项工程采用商品混凝土，在砼浇筑前应提前对安装设备进行调试，调试完毕后并进行检测便于砼浇筑时一次性成功。

（6）砼浇筑施工时应做好施工记录、同时做好砼试件抽取并作好记录。砼试件频率不低于规范要求，每一个台班应抽取1-2组砼试件或200m3取1组以上。

（7）墙身模板安装时预先用墨汁弹出墙身下底宽度线，便于模板安装时使用；弹出底边线后应立即对墙身前后坡面搭设样架坡面线，模板支撑安装时严格按已搭设好的样架坡面线进行拼装；为了加强模板的整体性和牢固性在模上纵横向每隔1m加设一根Φ14横向拉杆；在沉降缝处支模时应预先把沉降缝的泡沫塑料板安装固定好使其缝能从下至上整体断开；模板安装时架管应采用双层脚手架其纵横间距不能大于1m；每一次拆模时要保留已浇筑砼的模板有一米高度不能拆，便于下次支模更能顺接，同时尽量减少第二次浇筑时的水泥浆下渗到已浇筑好了的砼墙面上。

（8）模板支撑高每模不超过20m（含预留高度），再次浇注必须插直径为Φ8的三级钢筋，长200mm，每段每天砼浇筑高度不超过20m，结合面凿毛，剔除浮浆及松动石子，冲洗干净。

（9）砼浇筑时严格按要求及相关规范执行，原材料严格按规定进场，配合比严格按设计配合比执行。

（10）砼模板拆除后应立即组织工人进行洒水养护，一定要让砼慢慢的浸透。

（11）挡土墙按设计要求应分段浇筑，按设计要求10m间距留置20mm宽伸缩缝，缝成直线，伸缩缝内采用沥青麻筋填充密实，伸缩缝表面采用油膏灌缝；挡墙外墙面按设计要求按1：03的斜面进行施工，内墙面1：1的坡度自支摸浇筑砼，为此可设立临时标准样架作准绳，使墙面顺直整齐。

（12）砼检验每200m3取样不少于一次，同一配合比的砼总取样数量不少于三次。

3.1.3回填用料与泄水孔设置

（1）混凝土挡墙浇筑后7天，待强度达到80%后即可进行墙身背后回填，分层夯实，密实度大于94%，墙后填料中的树皮，草根等杂物应清除干净。

（2）挡土墙身在进行回填过程中，必须随时掌握浇筑到一定高度后按设计要求尺寸位置设置泄水孔，并在进水孔墙背做好反滤防渗隔水设施，排水孔口设置反滤包。

（3）泄水孔间距2m×2m，上下排交错布置，呈梅花型布置，孔内预埋φ100mmPVC排水管，最下面一排泄水孔出口应高出地面20cm以上；墙内PVC管应在支模时安装好并进行定位；墙背进水口处管道应伸出墙体5-10cm，在进水口处管口采用反滤包。

3.2污水池

施工程序分為：地基处理、池墙浇筑、池底建造、池墙再继续浇筑到顶、防护栏预埋件、附属设施安装施工等部分。

（1）地基处理。施工前应首先了解地质资料和土壤的承载力，并在现场进行坑探试验。如土基承载力不够时，应根据设计提出对地基的要求，采取加固措施，如扩大基础，换基夯实等措施。

（2）池墙浇筑。按图纸设计要求放线，严格掌握垂直度、坡度和高程。池墙浇筑时，要预埋（预留）进、出水管（孔），出水管处要做好防渗处理。防渗止水环要根据出水管材料或设计要求选用和施工。

（3）池墙采用C20混凝土，底板采用钢筋网片铺设，底板厚度120mm，铺设垫层100mm。当钢筋网片铺设完成时再进行混凝土浇筑。采用C20混凝土，浇筑厚度不小于120mm，依次推进，形成整体，一次灌筑完成，表面要求密实、平整、光滑。池底施工程序：池壁浇筑到池底段时，开始进行污水池底板施工，分底土处理、垫层、钢筋网片铺设、混凝土浇筑等环节。

3.3排水沟

地表排水沟的施工顺序为：放线整平→沟槽开挖→沟体砌筑→砂浆摸面→养护。

（1）按设计要求确定轴线，然后按设计图纸尺寸、高程，量定开挖基础范围，再进行施工，开挖地基，进行修建。

（2）开挖土方基坑时，必须留够稳定边坡，以防滑塌。对松软土层，应尽量挖除。重要的大落差跌水陡坡地基，还应夯压加固处理。

（3）填方基础，必须按规定尺寸分层夯实，达到设计要求，并做必要的土样测试检验。

（4）排水沟应尽可能平顺，要求沟底满足坡度要求，不得出现反坡，断面不小于设计断面，以便排水通畅。必要时可采用沟底加厚垫层或局部浅层开挖方式来确保排水沟沟底纵坡。

（5）排水沟砌筑前应单独进行分项基础验收。

（6）排水沟采用C20混凝土，浇筑厚度底部不小于120mm，侧壁不小于120mm。

4.总结

该类工程施工应遵循“信息法”施工，勤监测，勤巡视，及时反馈信息，并根据信息指导施工。另外，场区挡土墙工程施工应实行由业主成立指挥部为直接领导，下设项目经理部的管理方式，且指挥部受质量管理相关部门的管理和监督。

根据投资概算，本工程总投资与投入产出比表明该治理工程经济效益十分明显，在工程治理后，环境得到改善经济效益是十分明显的。通过该边坡治理工程的实施，改善了生态环境、稳定社会、促进当地经济发展和人民群众安居乐业，发挥巨大效益。

作者简介：赵菊花（1987.2-），女，本科学历，水工环工程师，现主要从事地质勘察、基础工程、地质灾害治理工作。

某边坡建筑地基沉降分析及处理 篇4

陕西省某县一处建筑的结构类型为砖混结构, 建筑层数为1层, 设计使用年限为50年, 建筑面积51 m2。该建筑平面形式为“一”字形, 建筑长度14.920 m, 建筑宽度3.440 m, 建筑高度3.900 m。该工程基础采用砖放脚条形基础, 基础底面标高为-1.500 m, 地基处理采用300 mm厚3∶7灰土, 压实系数不小于0.95, 处理后的地基承载力不小于160 k Pa。该工程墙体采用MU10粘土实心砖, M10水泥砂浆砌筑, 纵、横墙厚度均为240 mm。屋面采用现浇混凝土板, 该工程标高-0.060 m处设置一道地圈梁, 屋面处设置一道顶圈梁。圈梁截面尺寸为240 mm×200 mm, 混凝土构件设计强度等级为C25。该建筑投入使用3个月后, 发现存在较严重的地基不均匀沉降。为确保该建筑的安全使用, 以及为后期处理提供技术依据, 因此对该建筑现状进行主体结构的安全性检测鉴定。

2 重点检测内容

2.1 现场情况调查

该建筑坐落于某小学东侧挡土墙的坡顶, 挡土墙高度为3.1 m, 建筑西侧外墙距挡土墙边缘仅1.0 m, 该挡土墙下侧坡底建有某小学锅楼房, 该锅楼房东侧外墙距挡土墙边缘2.5 m~3.4 m。该建筑投入使用后, 某小学新建锅楼房, 锅楼房在基础开挖及建设过程中, 对其东侧挡土墙及边坡产生一定程度的扰动。

通过现场检查, 该建筑上部主体结构墙体除个别墙体 (门洞上方) 存在倒“八”字形细微裂缝, 相应位置的外墙瓷片脱落, 其他部分的墙体无明显裂缝及瓷片脱落等现象。

该建筑主体结构完好, 东侧墙体与地面散水之间开裂, 裂缝宽度为2.0 mm~3.0 mm, 建筑西侧散水因该建筑沉降产生纵向断裂。

建筑东侧挡土墙存在竖向开裂, 裂缝宽度2.0 mm~3.0 mm, 裂缝自上至下贯通整个墙面。挡土墙石材砌块受水侵蚀, 局部砂浆灰缝勾缝脱落。

2.2 建筑物倾斜检测

该建筑由于地基基础在东西方向产生了较严重的不均匀沉降, 导致该建筑出现严重的倾斜变形, 为能够准确判断该建筑的变形情况, 现场通过经纬仪对其进行倾斜测量, 测量结果见表1。

mm

通过该建筑倾斜变形的观测结果可知, 该建筑四个角部的顶点位移在90 mm~170 mm之间, 均大于现行国家标准GB50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准中第6.3.5条关于单层砌体结构墙体不适于继续承载的侧向位移25 mm的允许值。

2.3 建筑构造措施及其连接构造检查鉴定

墙体实际高厚比β最大值为16.25, 墙体允许高厚比为26, μ1按照规范要求取1.2, μ2按照规范要求取0.7, β=16.25≤μ1μ2[β]=21.84, 满足现行国家标准GB 50003—2011砌体结构设计规范第6.1条关于墙体高厚比的构造要求。

现场检测中, 采用钢筋探测仪对墙体拉结钢筋进行了检测, 检测结果表明墙体转角处和纵横墙交接处按照规范要求设置了拉结钢筋, 满足现行国家标准GB 50003—2011砌体结构设计规范第6.2.2条关于墙体拉结钢筋的构造要求。

该工程标高-0.060 m处设置一道地圈梁, 屋面处设置一道顶圈梁, 满足现行国家标准GB 50003—2011砌体结构设计规范第7.1.5条关于圈梁设置的构造要求。

3 检测结果分析

该建筑建造于某小学东侧挡土墙的坡顶, 挡土墙高度为3.1 m, 建筑西侧外墙距挡土墙边缘仅1.0 m, 建筑物处在边坡的滑动范围之内, 边坡的滑动是指边坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。边坡的滑动常常出现于一些特殊的环境因素下:1) 边坡受外力作用:诸如坡顶的堆载、车辆的震动以及爆破等引起其平衡发生破坏的外因。2) 土体自身内部结构发生变化:土体含水率、孔隙水压力、裂缝水压力以及地下水的渗流对边坡的影响都是产生边坡失稳的重要因素。

挡土墙的回填尽量避免完全使用粘性土, 多选用透水性较好、抗剪强度较稳定的沙土、砾石等, 减少粘性土的交替收缩与膨胀产生较大的侧压力, 因为这种侧压力在设计中往往无法考虑, 同时其侧压力的大小也不好完全估算。

综上所述, 该建筑建设位置处的边坡自身存在不稳定因素, 该建筑的不均匀沉降及其倾斜变形主要是由于其自身基础变形造成的, 而基础变形是由于边坡变形导致的, 基础变形导致了地下管道的损坏, 管道渗漏水又加剧了该建筑基础的变形。

4 结构安全性评定

4.1 承重结构构件安全性评级

1) 基础构件。根据现场调查, 基础构件的承载能力基本满足要求, 构造基本符合要求, 但存在较严重的地基不均匀沉降, 地基基础部分构件安全性评为du级。

2) 上部承重结构构件。根据检测结果, 依据国家标准GB50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准, 砌体结构构件的安全性鉴定评级应包括承载能力、构造以及不适于继续承载的位移和裂缝等四个检查项目。

该建筑主体结构完好, 承载能力子项应评定为bu级。砌体结构构件的连接方式正确, 构造子项应评定为bu级。砌体结构构件存在较大不适于继续承载的位移和变形现象, 该子项应评定为du级。个别砌体结构构件 (如门洞上墙体) 出现非受力裂缝, 该子项应评定为cu级。

4.2 子单元安全性评级

1) 地基基础子单元。该建筑基础的承载力基本满足要求, 但存在较严重的不均匀沉降现象, 建筑场地地基发生过滑动, 目前仍存在滑动迹象, 依据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准第6.2.7条规定, 该建筑地基基础子单元的安全性应评定为Du级。

2) 上部承重结构子单元。上部承重结构的安全性评级, 根据所含各种构件的安全性等级、结构的整体性等级及结构侧向位移等级确定。根据各种构件的安全性等级, 按照GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准条文6.3.2规定, 构件的安全性等级项目应评定为Du级;从结构的整体性考虑结构布置、支撑系统、圈梁构造、结构间的联系, 结构整体性应评定为Bu级;结构侧向位移等级应评定为Du级。因此依据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准中6.3.4条规定, 该建筑上部承重结构子单元的安全性评定为Du级。

4.3 鉴定单元安全性评级

根据该建筑以上子单元安全性评级结果, 依据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准, 该鉴定单元安全性评定为Dsu级。

5 相关问题修复

1) 对该建筑西侧挡土墙受水侵蚀墙体表面进行凿除清理, 外粉水泥砂浆进行修补, 同时, 在开裂墙体位置增设扶壁柱。

2) 在挡土墙上增设泄水孔, 泄水孔应在挡土墙的竖向和水平方向均匀设置, 在挡土墙每米高度范围内设置的泄水孔水平间距不应大于2 m;泄水孔直径不应小于50 mm;泄水孔与土体间应设置长宽各为300 mm、厚200 mm的卵石或碎石疏水层。

3) 由于现有建筑安全性等级较低, 加固费用大, 加固效果差, 应予以拆除, 针对其边坡存在稳定性差的隐患, 建议在该处重建活动的轻质建筑, 同时, 做好新建建筑的排水及周边排水措施。

6 结语

对于建造在永久性边坡上的建筑, 必须考虑到边坡稳定性等因素, 对于边坡、挡土墙设计建造的任何疏忽, 都可能造成严重的后果。针对本工程, 建设各方就应该充分重视建筑物地形地貌环境, 严格按照国家相关规范设计建造。

参考文献

[1]GB 50292—1999, 民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[2]GB/T 50344—2004, 建筑结构检测技术标准[S].

[3]GB 50003—2011, 砌体结构设计规范[S].

公路路堑边坡防护及病害处治设计 篇5

1 影响路堑边坡稳定的因素

(1)岩土性质的影响,包括岩土的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等;

(2)岩层的构造与结构的影响,表现为节理裂隙的发育及分布情况、其下岩土界面的形态及坡面倾角等;

(3)水文地质条件的影响,包括地下水的埋藏条件、流动及动态变化等;

(4)地貌因素,如边坡高度、坡度坡率和形态等;

(5)风化作用的影响;

(6)气候作用的影响;

(7)地震作用的影响;

(8)其它可能影响边坡稳定的因素。

影响路堑边坡稳定的因素可能是其上一种或几种因素共同作用的结果,因此在分析路堑边坡病害时,应多方面分析,综合处治。

2 路堑边坡防护及病害处治的常用技术

2.1 防护

边坡防护包括植物防护和工程防护。

植物防护常见的有种草和铺草皮,一般适用于土质边坡及严重风化的软质岩石边坡,边坡坡率一般不陡于1∶1;如不满足上述要求,则须采取客土喷播、三维植被网等方案。客土喷播适用于风化岩石、土壤较少的软岩边坡,当坡率陡于1∶1时,宜设置挂网或混凝土框架;三维植被网适用于砂性土、土夹石、风化岩石,一般边坡坡率缓于1∶0.75。

工程防护一般适用于岩质边坡,可减缓其风化速度,起到稳固边坡的作用。其中工程防护主要有砌体封闭防护、喷射素混凝土防护、挂网锚喷防护、主动防落网及被动防落网防护等。

2.2 排水

在路堑边坡外缘设置截水沟,以防止边坡坡体以外的水冲刷边坡,影响边坡稳定性。

2.3 削坡

削坡是边坡处治的常用措施之一,通常为首选措施。它的优点是施工简便、安全可靠、经济。边坡失稳破坏通常是边坡太高、坡率过陡造成。通过削坡,削掉边坡一部分不稳定岩土体,使边坡坡度放缓,提高稳定性。放缓边坡对于大多数的路堑边坡病害均适用。

2.4 支挡

挡墙、抗滑桩等支挡是边坡处治的基本措施。对于不稳定的岩土体,使用支挡结构(挡墙、抗滑桩等)对其进行支挡,是一种较为可靠的处治手段。它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题,达到处治的目的。

2.5 加固

加固包括注浆加固、锚杆(索)加固、格构加固等几种形式。

2.5.1 注浆加固

注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入岩石或土体的裂缝或孔隙,以改变注浆对象的物理力学性质,从而增强岩土的稳定性。应用一般有两个方面:一种是对于由崩滑堆积体、角砾堆积体以及松动岩体构成的极易滑动的边坡或由于开挖形成的多卸荷裂隙边坡,对坡体注入水泥砂浆,固结坡体并提高坡体强度,避免不均匀沉降,防止出现滑裂面;另一种是对于正处于滑动的边坡、存在潜在的滑面的边坡、或者出于不稳定的滑坡,运用注浆技术对滑带压力注浆,从而提高滑面抗剪强度,提高滑体稳定性。

2.5.2 锚杆(索)加固

锚杆(索)加固是利用锚杆(索)周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定,由于锚杆、锚索的作用,它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力;可以使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用;可以增强地层的强度,改善地层的力学性能;可以使结构物与地层连锁在一起,形成一种共同工作的复合体,使其能有效地承受拉力和剪力,详见图5。

2.5.3 格构加固

格构加固技术是利用浆砌块石、现浇混凝土或预应力混凝土进行边坡坡面防护,并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索,然后通过锚杆(索)传递给稳定地层,从而使边坡坡体在由锚杆(索)提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此格构仅是一种传力结构,而抗滑力主要由格构结点处的锚杆(索)提供。见图6。

格构技术一般与公路环境美化相结合,利用框格护坡,同时在框格之内种植花草可以达到美观效果。这种技术在山区高速公路高陡边坡加固中被广泛采用,其护坡达到既美观又安全的良好效果。

3 工程实践

凤城市张关线K40+500～K42+000段地貌为中低山地貌,路线一侧临山,一侧临河,表现为盘山道的显著特征。路线临山边坡多为石质路堑边坡,岩体较为风化,容易碎落。区域内主要岩性为中生代的喷出岩安山岩,同时分布有不同时期的砂岩、火焰角砾岩、花岗岩、斜长岩、斑岩等,岩性变化较为复杂。由于该段石质边坡修建时边坡坡率较大、边坡过陡,接近直立;且开挖后经过多年风化,裂隙逐渐发育,在外界空气、温度、水等不利条件持续作用下,近年出现了边坡较大的碎落及小范围的崩塌,影响了周围居民的出行安全,需对其进行适当的防护及处治。

根据安全、经济、适当考虑美观的原则,对路堑边坡进行分段处理。处理方案如下:

(1)边坡陡峭,表面风化不严重、但裂隙发育、可能有大块孤石滑落的石质挖方段,采用削坡处理。路堑挖方高度不大于10m采用1级边坡,边坡坡率1∶0.5;挖方高度大于10m,采用多级边坡,自下而上每隔8m设2m平台,边坡坡率依次为1∶0.5、1∶0.75、1∶0.75。削坡时,碎落台宽度不应小于1m,同时对原有挖方边沟进行疏通。

(2)边坡缓于1∶0.5,硬质岩石、表面碎裂的石质挖方段,清理表面浮石后采用SNS主动防护系统。主动防护网采用带锚垫板的预应力钢筋锚杆将专用的TECCO格栅固定覆盖于边坡上,起到对边坡加固的作用。清除浮土浮石后布设安装锚杆并注浆;铺设缝合格栅,使用边界绳张紧;安装锚垫板施加预应力,使格栅张紧并紧贴坡面。施工中应注意锚垫板的弯钩必须卡在格栅网孔内,上边界及侧边界绳必须卡在锚杆外侧,下边界绳必须卡在锚杆上侧。安装格栅后应仔细检查格栅与平坡面紧贴情况,根据需要布置安装短锚杆或打入式锚杆。预应力使山坡成为一个牢固的整体;防落网能够拦截、稳固脱落的碎石。见图7。

(3)边坡陡峭,表面岩石风化严重的石质挖方段,适当削坡、清理浮石后采用锚杆及挂网喷射混凝土进行边坡防护。见图8。锚杆采用Φ25螺纹钢筋制作。要求锚杆体平直,并应除油、除锈,涂防腐漆。挂网采用Φ6光圆钢筋制作,节点采用铁丝绑扎。挂网与锚杆钢筋及加强钢筋应牢固绑扎,保证喷射混凝土时钢筋网不能晃动。边坡支护采用从上往下进行,锚杆支护与土方开挖同步进行,分层开挖,分层支护,随挖随支。

(4)土质、土夹石及严重风化碎落的挖方段在路堑边坡坡脚处设置拦土墙进行防护。拦土墙采用浆砌片石结构,其后可适当种植矮灌木,进行绿化、美化。

4 结语

由于山区公路边坡地质条件比较复杂,往往具有多种潜在的边坡病害类型,在防护及加固方案设计时应全面分析,建立基于边坡病害类型的防护加固对策。边坡工程地质信息和病害类型是在勘察、设计、施工和养护各个阶段逐步揭露和完善的,因此应强调“动态设计”思路,建立勘察阶段、设计阶段和施工阶段的“三阶段”动态设计模式和方法。运营阶段养护也应加强巡视,对于潜在的路堑边坡病害,尽早发现、尽快处治,保障用路者的生命财产安全。

参考文献

[1]JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].

[2]公路设计手册-路基(第2版)[M].北京:人民交通出版社,1996.

公路边坡防护设计原则及注意事项 篇6

1 公路边坡防护设计的主要原则

1.1 安全第一, 质量保证

公路边坡的防护直接影响到公路交通的安全。目前, 我国公路的防护工作主要是由边坡起防护作用, 对自然灾害和人为因素造成的公路塌方、陷落等起到很好的防护作用, 对公路交通设施的安全顺畅运行, 对车辆行使的安全, 起着巨大的作用。因此, 在设计公路边坡时, 首先要考虑的是边坡的质量问题, 要在保证边坡防护设施自身的质量过硬的情况下, 要以防护坡的安全系数为设计的首要考虑因素。

1.2 考虑地理环境, 因地制宜

随着我国公路交通设施的进一步完善, 公路穿越范围越来越广, 所处的地形地貌多种多样, 各有特点, 各不相似。因此, 就给公路边坡防护的设置带来了许多复杂的问题, 在不同的地方因为地质情况的差异、气候情况的不同、环境的差别等, 公路边坡的建设情况也不一样。一般边坡崩塌所遇到的问题可以归为3类, 即落石型、滑坡型、流动型, 而这3种坍塌形式是由于不同的地质地理环境造成的。在设计时, 就必须注意对岩石裂缝产生进行控制, 采取积极的防水措施。

1.3 多层防护相结合, 防护措施相协调

由于地理环境的复杂, 在公路穿行的同一区域内可能会在很小的范围内出现多种地质情况和地形差异, 因此在相近的边坡上, 或者在同一边坡上, 就有可能处于各方面的考虑, 采取多种防护措施。因此, 在防护设计时, 必须要考虑到这一情况, 在设计上对多种防护措施在同一边坡上采用, 或相邻边坡群采用不同的防护措施时, 必须根据实际的环境和施工情况考虑防护措施间的协调。公路边坡的防护是一项复杂的工程, 需要多种防护措施和手段的结合才能真正的对公路起到防护作用, 因此, 在较近距离, 不同的防护措施不能孤立存在, 不考虑其他措施的存在, 应该相互协调。

1.4 统一规划, 具体实施

在公路边坡的设计中, 必须要注意边坡防护各方面的区别。毕竟一道坚固的边坡防护线是由许多部分组成的, 所以必须要有统一的设计, 把边坡的各方面联系起来, 比如在设计时要把边坡的范围与具体的防护设施, 如护面墙、矮墙等各部分统一设计。同时还要注意对边坡、上下坡设计的区分。因为当路基的下边坡为填土路堤时, 边坡坡面就会受雨水的直接冲刷和因降雨造成的坡面径流的冲刷, 而造成路基边坡沿坡面流水方向, 因流水冲刷形成冲沟, 冲沟的扩大则会致使路基发生破坏。此外受洪水及河道影响较大的路堤, 会导致路堤坡脚被毁坏, 进而导致边坡破坏。因此, 在边坡设计时, 根据这种情况必须对边坡的下边坡采取增强压实度的措施, 以增强边坡耐冲刷能力。

2 刚性结构与柔性结构相结合

传统的公路边坡防护设计主要是着重对钢性结构防护措施的设计, 在设计上, 主要是采用可以确保边坡稳定的砌石防护和架防护钢网的形式。钢性结构的边坡防护措施, 对维护边坡的安全, 起着有效的作用, 是边坡防护设计中常用的一种, 它即简单又有效, 可以切实的起到公路边坡防护的作用。

然而, 近年来随着社会对环保工作的重视, 国家实施交通基础建设时, 对自然生态环境予以更多的关注, 在建设交通设施时, 把保护环境作为工程设计的重要环节。因此, 这就对公路边坡的柔性防护提出了要求, 在确保边坡稳定的前提下, 适当的改变钢性砌石防护单一的模式, 进一步采用柔性防护。通过植物防护, 在进一步巩固边坡稳定性的同时, 也起到了防护边坡的措施。植物防护一般包括在边坡上种草、植草皮、植树等。根据具体的地理和气候环境选择不同的方式, 或者多种方式相结合, 比如种植草皮与植树相结合, 增强公路边坡的水土稳定性, 可以有效的防雨水冲刷, 限制泥石流和坡土坍塌的事故发生的机率。

在环保意识不断加强的今天, 有必要把钢性结构与柔性结构的防护措施结合起来, 在设计公路边坡的防护时, 可以通过具体路段的实际情况, 充分考虑两者的结合, 设计出符合时代要求和趋势的防护设计方案。

2.1 发展生态型防护, 注重景观设计

在现代的公路设计中, 公路的景观设计已经成为整个公路设计蓝图中重要的一部分, 许多地区的公路景观成了地区标志性的风景, 成为地区文化内涵的承载体。因此, 对公路边坡的防护设计而言, 加强对边坡的美化, 是边坡防护设计中重要的环节。因为公路的边坡景观是公路景观的主要组成部分, 要建设具有审美情趣的公路, 就必须在边坡的防护设施上进行美化, 以此作为整条公路美化的基础。在防护设计上, 从环境保护、美学观感上考虑防护措施的选择与调整, 在可以保证防护坡安全有效的同时, 优先考虑景观效果, 力求设计出具有生态美感的防护设计方案, 以协调自然为准则, 充分考虑公路与沿线景观的和谐、防护措施与公路景观的和谐, 是今后公路边坡防护设计的主导思想。

3 边坡设计的注意事项

3.1 详细的地质资料是设计的前提

边坡设计时应考虑岩土体的地层岩性、结构、构造、风化程度及强度特征。边坡是将地质体的一部分改造成为人为工程, 其稳定性受控于地质条件和人为改造的程度, 设计的边坡只有符合边坡稳定的所有边界条件, 才能保持稳定, 否则就会造成不必要的灾害。

3.2 边坡设计是预测性设计

由于线长、点多, 前期地质调查和勘探中对高边坡重视不够, 而且变形尚未发生, 因此其设计是在对开挖后可能产生的变形类型、规模、部位的预测中进行的。资料充分、预测准确者将取得成功, 否则会导致失败。

3.3 边坡设计是风险性设计

地质资料的不足使设计依据不充分, 存在某种盲目性。地质条件的复杂多变及难以勘察清楚也使设计具有风险性。如何控制在允许的范围内, 人们对自然的认识还有差距, 因而也具有风险性。

3.4 边坡设计应该是动态的

要把地质工作延伸到施工过程中, 随着开挖暴露, 进一步了解地质条件的变化, 进行设计的调整或变更, 即所谓"动态设计, 信息化施工"。

4 结束语

边坡是公路工程中最常见的形式, 对边坡防护的设计是整个公路设计不可或缺的一部分, 对公路边坡防护设计的重视就是对整个公路建设的重视。在边坡的防护设计上, 要求讲究一定的原则, 才能保证边坡的防护是安全, 而且是行之有效的。随着我国公路事业的快速发展, 公路边坡防护的趋势也在发生变化, 开始朝着多样化和综合化方向发展, 朝生态型和注重景观设计型发展。因此, 这要求对公路边坡防护进行设计时, 要从多方面考虑, 在保证质量的同时跟上时代的需求。

参考文献

[1]王恭先.滑坡学与滑坡防治技术[M].北京:中国铁道出版社.2004.

建筑及边坡设计 篇7

关键词：路堑边坡,锚索,锚杆,框架防护

0 引言

近年来, 随着国家基础设施建设进程的加快, 国家的公路网体系日渐完善。越来越多的公路穿越各种复杂地质状况地带, 为了满足行车要求和路线设计规范, 更重要的是满足工程施工和工程经济的要求, 道路边坡的处治的安全性、因地制宜性以及美观就显得尤为重要。

1 工程概况

本文以贵州省某高速公路合同段路堑边坡工程为依托, 系统阐述该路堑边坡设计的优化过程。该路堑边坡地处构造侵蚀~溶蚀型低山地貌的斜坡区中部, 坡上植被茂盛。边坡总高为48 m, 共高六级, 分级高度8 m, 堑顶后地形缓慢下降 (见图1) 。该段边坡上覆粉质粘土1 m~4 m, 下覆强风化薄层的志留系下统龙马溪群粉砂质页岩和弱风化、中厚层的志留系中统石栏组泥灰岩, 岩体较破碎, 节理裂隙发育。边坡设计坡率为第一级到第五级坡率都为1∶0.75, 第六级坡率为1∶1。

2 边坡处置方案优化

2.1 初次设计方案

初次边坡防护设计方案为:第一级和第二级边坡采用坡面爬藤植物防护, 第三级到第六级边坡采用主动防护网。考虑到在施工过程中由于开挖过程暴露的地质情况较差, 原先的坡面防护不能满足路堑边坡的稳定, 故在对实地再次进行详细勘测后, 决定采用锚具对其进行加固。对该路堑边坡右侧边坡第三、第四级边坡布设锚索, 施工框架梁, 以期提高路堑边坡的稳定度。

在实际施工过程中发现现场地形与设计中不符, 致使初次边坡设计防护范围小于实际工程需要, 导致该路段边坡发生多次垮塌。该年6月, 第三级边坡开挖完成后该路段边坡在第四级和第三级边坡产生坡面变形, 主要以松散破碎的岩土体滑塌为主;同年11月当开挖至第一级边坡、路基开挖至设计标高后, 浅层坡面变形进一步发展为边坡变形。从第四级至第一级产生边坡变形, 坡面进一步垮塌, 垮塌范围和深度加大。路堑坡面从第四级至第一级从上至下发生垮塌变形, 垮塌范围和深度主要受外倾结构面组合控制, 清理坡面后可以清楚的看到垮塌边界为一组外倾结构面。因此, 边坡虽然为逆向坡, 但坡体物质为风化程度高的软质岩体, 在外倾结构面及其组合的切割下, 边坡易产生楔形体滑移为主的变形破坏。随着坡体物质的不断风化, 在降雨等不利因素的作用下, 变形的深度、范围将继续发展。

2.2 变更优化设计方案

次年3月, 通过对该路段边坡垮塌进行详细的调查后, 按照业主方的要求对该段边坡防护方案进行优化, 具体为在第一级、第二级路堑边坡增设锚杆框架防护, 第三级、第四级边坡增设锚索框架梁防护, 第五级以上边坡增设锚杆框架防护。

3 变形破坏原因分析

路堑边坡工程地处构造侵蚀~溶蚀型低山地貌的斜坡区中部, 且该边坡为岩质逆向坡, 出露岩层与边坡呈反倾, 产状为250°∠21°。路堑边坡上覆残坡积粉质粘土, 下覆强风化薄层的粉砂质页岩、弱风化中厚层的泥灰岩, 岩体较破碎, 节理裂隙发育。边坡发育有外倾结构面, 其中粉砂质页岩中发育两组外倾结构面, 分别为J1为105°∠70°, J2为15°∠75°。泥灰岩中发育外倾结构面78°∠64°。初次设计图纸中地形图与现场不符, 造成防护范围小于实际需要, 造成了大里程侧边坡未能及时支护, 造成边坡在外倾结构面组合的控制下, 产生楔形体滑移, 且在受大气降雨和施工扰动等不利因素的作用下, 边坡稳定性不断降低。因此, 边坡破坏模式应为:在外倾结构面组合与层面的切割下岩体发生的楔形体滑移变形。

根据边坡治理设计优化图, 现今对该段边坡设计优化方案评价如下:1) 路堑边坡分级高达6级, 坡体物质为风化层较高的软岩, 该段边坡在开挖过程中已出现过两次垮塌, 优化设计方案采用锚杆框架和锚索框架结合的防护形式, 方案基本合理。2) 优化设计图中的滑塌面性状、位置等需要进一步核实其合理性。对于滑塌面参数、岩土层锚固参数等的资料, 应当随时跟进, 需进一步核实, 在该基础上随时关注施工具体情况, 以便随时优化变更设计方案。

4 建议

本次边坡防护工程优化设计方案合理, 若遇到类似工程可以以此为借鉴, 从以下几个方面考虑:

1) 应当在设计初期明确地形图, 了解施工现场的实际情况, 随时根据实际核实修改地形图, 以使得变更设计方案符合现场实际需要。2) 建议类似工程在施工初期进行预应力锚索锚固试验。选择在加固工程地质条件类似的现场进行抗拔试验, 以检验锚索可承受的最大张力、锚固工程的安全及设计所选用的参数是否正确;在具有代表性的工作锚索中进行张拉试验, 验证设计的合理性及安全性, 同时检查和控制施工质量的技术要求是否合适。3) 设计方案中应注重排水措施部分, 一旦发现边坡坡脚处有积水现象, 应当引起重视, 增加坡面排水措施, 如截水沟。4) 建议按照动态设计法进行设计施工, 加强施工期间的边坡变形监测和日常巡查工作。

参考文献

[1]李明, 唐树名.主动锚和被动锚联合锚固碎裂结构岩体路堑边坡的模型试验分析[J].公路交通技术, 2003 (3) :19-22.

[2]赵明阶, 何光春.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[3]许云华, 周小平.混合式锚固结构在高速公路路堑边坡加固中的应用研究[J].昆明冶金高等专科学校学报, 2005, 21 (5) :25-30.

建筑及边坡设计 篇8

关键词：市政公路,高边坡,治理设计,稳定分析

1 工程概况及地质条件

某路网工程阳关大道东段K0+880～K1+240段为路堑挖方段,最大开挖深h=42.460 m,采用爆破开挖,据现场勘察及钻探资料显示,施工现场地质条件如下:

1.1 地形地貌及地质构造

工程位于某市开发区,地势较平坦,原始地形人为破坏较严重,场地总体西高东低,呈台阶状,高差约10 m,施工场地为中低山溶蚀、侵蚀地貌。

根据区域地质资料结合现场地质测绘,施工场地岩性单一,无断层通过,下伏地层为三叠系中统杨柳井组第一段(T2yll)地层,岩性为中厚层白云岩。

1.2 岩土构成

下伏基岩为三迭系下统安顺组(T1f)之中厚层黄灰色泥质白云岩。据钻探资料,从上至下依次有以下岩土:(1)杂填土。由建筑垃圾、碎块石土夹黏土组成,硬质成分大于30%,新近回填,结构松散。(2)粉质黏土。灰黄色,硬塑状,为坡残积冲积层,厚0～2 m,局部厚5～8 m。(3)基岩。①强风化三迭系下统安顺组(T1a)泥质白云岩。黄灰色,紫红色,中厚层状,溶塌角砾结构,岩质软,节理裂隙发育,岩体破碎,岩芯呈砂状。②中风化三迭系下统安顺组(T1a)泥质白云岩。A单元:黄灰色,紫红色,中风化,中厚层状,溶塌角砾结构,岩质较硬,节理裂隙发育,岩体破碎,岩芯呈砂状、碎块状。B单元:黄灰色,紫红色,中风化,中厚层状,溶塌角砾结构,岩质较硬,节理裂隙发育,岩体较破碎,岩芯呈块状、短柱状。

1.3 水文地质条件

场区地势相对较高,边坡坡面上未见水体流出,地下水水位埋藏较深,地下水对场区的影响较小。

1.4 边坡安全等级

边坡形成后将在坡底对地下构筑物进行施工,如果边坡垮塌后果十分严重。因此,将本边坡工程的安全等级划分为二级。

2 边坡支护设计原则及依据

2.1 岩土物理力学指标

边坡体各结构面抗剪强度指标标准值取值:中风化泥质白云岩承载力特征值为1 000 kPa,内摩擦角Φ=30°,内聚力C=5 kPa,重度γ=20 kN/m3。

2.2 与边坡支护结构相关的重要性系数

根据《建筑边坡工程设计规范》GB 50330-2002中第3.3.1条的规定,支护结构的重要性系数,对安全等级为二级的边坡取γ0=1.1;根据《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002中第6.4.3条和《建筑边坡工程设计规范》GB50330—2002中第13.1.8条的规定,滑坡推力安全系数γt=1.25;根据《建筑边坡工程设计规范》GB 50330—2002中第7.2.1条的规定,锚杆荷载系数取γQ=1.30;根据《建筑边坡工程设计规范》GB 50330—2002中第7.2.3条的规定,岩石与锚固体粘结强度特征值取frb=200 kPa。

3 边坡防护设计方案评述

3.1 方案评述

参照国家强制性规范、规程的规定,采用了抗滑治理和稳定维护相结合的方案。具体方案如下:开挖形成人工边坡高度在10～42 m,该边坡为逆向坡,整体处于稳定状态,以掉块崩塌破坏为主。针对该边坡特点,采用挂网喷的支护方案。

为减少地表水渗入边坡体内而影响坡体自身的稳定性,在边坡后缘设置截排水明沟。支挡工程设泄水孔。

3.2 设计方案(如图1所示)

(1)边坡按3种坡度放坡:第一阶按1:0.33放坡,边坡高6 m;第二阶按1:0.5放坡,边坡高12 m;第三阶以上按1:0.75放坡,逐级放坡每一级边坡不大于10 m,平台宽2 m,边坡坡面作挂网喷浆护坡处理。

(2)岩石边坡爆破后,坡面应及时清除危岩后,再进行其余工作。

(3)锚杆入射角为20°,锚杆采用全粘结锚杆,钻孔直径为70 mm,灌注M30水泥砂浆,锚杆杆体材料为Ⅱ级Φ20 mm螺纹钢。

(4)边坡坡面挂单层Ⅱ级Φ8 mm圆钢,间距200 mm×200 mm钢筋网,喷射100 mm厚C20砼,每次喷射厚度50 mm。

(5)坡面上设泄水孔,孔径Φ100 mm,间距为3.0 m×3.0 m,按i=5%放置PVC管。

(6)挂网、喷射混凝土每15 m断开,预留伸缩缝,内填沥青麻丝。

(7)坡顶修建高500 mm、宽500 mm的截水沟,用标砖砌筑,M7.5清光。

(8)泄水孔内放置泄水管,喷砼前应将泄水管出口遮挡,喷后除去遮挡物。

补充说明:①网筋、加强筋之间采用绑扎联结,加强筋与锚头构造10 cm HRB335Φ22短钢筋底部点焊联结。钻孔深度应比锚杆底部加深0.1 m,倾角20°,孔径100 mm,灌注M30水泥浆。②路堑边坡按工况开挖后,及时进行第一次喷射砼,喷射厚度不小于40 mm。

3.3 技术要求

(1)伸缩缝,缝宽20～30 mm,缝内填塞沥青麻丝。

(2)锚杆钻孔应比锚杆底端加深0.1 m,成孔后应将孔内土、石屑清除干净。

(3)锚杆孔压浆应从孔底至孔口一次性完成,并随时注意从孔口补浆,以确保孔内浆液饱满。

(4)泄水孔孔径Φ50 mm,进入坡体0.5～1.0 m,采用PVC花管设置,花管渗水段包裹土工透水布。

(5)施工前应设置固定监测点,对整个施工过程均进行监测。

4 治理设计说明

(1)施工过程中应对弃土、材料的堆放进行妥善管理,禁止在边坡顶面乱堆乱放。

(2)施工时,应在坡顶安置准确的控制观测点,做到定时、定人、定点观测,作好边坡稳定性监测工作,以便在异常变化时,及时修改、调整边坡整治方案。

(3)边坡整治工程进行中,有必要与设计人员交换意见,沟通设计意图,使支挡方案更好适合建筑物平面布局和结构设计要求。

5 稳定分析计算

计算项目:简单平面滑动稳定分析(以最高挖方断面K1+100,开挖深h=42.460 m计算)

5.1 计算简图(如图2所示)

5.2 计算条件及基本参数

计算方法:极限平衡法;计算目标:计算安全系数;边坡高度:42.460 (m);结构面倾角:55.0 (°);结构面粘聚力:20.0 (kPa);结构面内摩擦角:17.0 (°);坡线参数:坡线段数9 (见表1);岩层参数:层数1;控制点Y坐标:21.300(m);容重:26.8 (kN/m3);锚杆和岩石粘结强度frb:550.0(kPa)。

说明:竖向投影即为边坡高度,平台无竖向投影,但现场应结合实际作4%排水坡。

5.3 锚杆(索)控制参数

边坡工程重要性系数:1.0;锚固体与地层粘结工作条件系数:1.00;锚杆钢筋抗拉工作条件系数:0.69;钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数:0.60;交互锚杆钢筋的抗拉强度:否;锚杆(索)配筋荷载分项系数:1.30。

5.4 锚杆(索)参数(见表2)

钢筋类型对应关系:d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500;锚杆(索)道数:共20道。

5.5 计算结果

岩体重量:736.2 (kN);水平外荷载:0.0 (kN);竖向外荷载:0.0 (kN);侧面裂隙水压力:0.0 (kN);底面裂隙水压力:0.0 (kN);锚杆(索)的抗力:计算结果见表3;结构面上正压力:690.5 (kN);总下滑力:531.1 (kN);总抗滑力:894.8 (kN);安全系数:1.685。

以上计算结果说明,边坡参数及防护设计满足稳定、安全要求。

6 结语

挖方路基高边坡高度、坡度等因素将对边坡稳定性产生重要作用和影响,引起土木、地质和公路建设等相关领域设计和施工人员的广泛关注,边坡稳定性分析和防护加固工程设计是施工管理、边坡病害整治的一项重要工作,文章对路堑高边坡治理设计及稳定分析做了介绍,为类似工程提供参考。

参考文献

[1]GB 50021—2002,建筑地基基础设计规范[S].

[2]GB 50330—2002,建筑边坡S程技术规范[S].

[3]GB 50010—2010,混凝土结构设计规范[S].

建筑及边坡设计 篇9

关键词：高速公路,路堑边坡,加固方案,工程效果模拟

引言

进入二十一世纪, 随着我国经济稳定快速增长, 高速公路也进入了前所未有的飞速发展阶段。至2005年年底, 我国高速公路通车里程接近4万公里;随着高速公路从省会城市、沿海较发达地区向偏远山区延伸, 路堑高边坡的加固处治问题, 越来越成为工程项目顺利施工、安全营运的关键性因素。本文主要论述了某高速公路有多处路堑边坡, 由于岩性较差, 表面岩石风化严重, 节理裂隙发育, 路堑开挖过程中部分边坡发生局部滑塌, 表现出不同程度的变形及失稳, 并有进一步失稳的迹象, 如果继续按原设计方案进行防护, 已不能保证安全施工及边坡的长期稳定。经分析, 该段路堑边坡出现问题的主要原因有:

a.边坡岩性复杂, 节理裂隙发育, 表层岩土风化严重, 强度参数较低;b.该路段处于降雨充裕的地区, 年均降雨量超过1000mm, 水在边坡的变形破坏中有着举足轻重的作用, 90%左右的边被破坏均发生在雨季, 尤其是暴雨、连续雨或是地下水的参与, 这充分说明了水是影响边被变形破坏和稳定性的重要因素;c.岩质边坡开挖过程中燎破振动的影响。

为保证该段路堑边坡的稳定性和高速公路的安全运营, 必须对该段路堑边坡稳定性分析并进行适当的加固处治。

1 路堑区工程地址特征

该段路堑边坡最大高度26m, 每级坡高约8m。边坡岩体为灰绿色辉石闪长岩.强风化一中风化, 岩体呈块状结构, 岩石质地硬脆。岩体不连续面发育但连通性稍差, 不连续面呈张性, 中间充填白色钙质薄膜。边坡较多发育强风化闪长岩脉, 易分解, 岩脉斜插进边坡岩体内部, 坡面显露宽度0.3~1m。二级边坡发育一小型平面滑塌, 滑塌体宽度4~6M, 高度约6m, 滑塌体厚度1~2m, 滑面产状70/55, 滑面潮湿巳具有泥质裂痕。边坡整体为中风化闪长岩, 块状结构, 总体稳定性较好;局部边缘土质化, 有破碎的软弱夹层和小滑体, 稳定性相对较好。根据路堑边坡失稳原因分析及现场调查, 考虑到高速公路通车的要求, 设计采用劲结型锚杆和钢筋混凝土格构联合加固方案进行路堑边被的加固, 主要加固力案如下:

a.对一级边坡, 安装3排粘结型锚杆, 锚杆长度均为12~16m;同时在表面进行浆砌片石防护;b.对二级边坡, 安装3排粘结型锚杆, 锚杆长度均为12~16m;同时在表面进行钢筋混凝土格构防护;c.对于高度大于20m的路堑边坡, 三级边坡局部适当布设粘结型锚杆。

2 路堑边坡稳定性计算

2.1 计算方法选择

目前对岩土体边坡以及滑坡体稳定性计算方法较多, 常用的主要有极限平衡法和数值计算方法, 根据对现场工程地址调查, 采用有限差分数值计算。

2.2 有限差分程序FLAC简介

岩土工程计算程序FLAC是由美国地质工程应用而开发的连续介质显示有限差分计算程序, 主要适用于模拟计算岩土工程地质材料的力学行为, 特别是材料达到屈服极限后产生的塑性流动。FLAC程序建立在拉格朗日算法基础上, 特别适合模拟大变形及扭曲变形。FLAC程序没有多种本构模型, 可解算地质类材料的高度非线性、不可逆剪切破坏的压密、粘弹、孔隙介质的固流耦合、热力耦合以及动力学行为等。另外, 程序没有界面单元, 可以模拟断层、节理和摩擦边界的滑动、张开和闭合等行为。支护结构, 如砌衬、锚杆、可缩性支架或板壳等与围岩的相互作用也可以在FLAC中进行完善的模拟。FLAC程序主要是地质工程应用而开发出来的岩石力学数值计算程序, 在国内外岩土力学研究和岩土工程计算中得到广泛应用。该程序采用显式算法来获得模型全部运动方程的时间步长解, 从而可以追踪材料的渐进破坏;程序允许输入多种材料类型, 亦可在计算过程中改变某个局部的材料参数, 可方便地模拟岩土体开挖与支护等工艺过程。

2.3 本构关系

岩土力学试验表明, 当载荷达到屈服极限后, 岩土体在峰后的塑性流动过程中, 随着变形的进一步发展, 仍将保持一定的残余强度。

2.4 计算模型材料力学参数

计算模型中锚杆划分为10个计算单元, 加固结构力学参数见表1。

2.5 边坡计算模型

由于边坡范围广, 整个坡体在沿道路轴线方向的变形很小, 可以忽略不计, 力学分析可采用平面应变模型假设, 即垂直于计算剖面方向的变形为零。模拟计算模型在水平方向即长度方向坡高的1~2倍, 在垂直方向即高度方向两倍坡高作为计算范围。

3 计算结果

在数值计算的过程中在锚杆中分别设置了六个监测点以检测锚杆轴力随着时间步的变化情况。计算结果表明:加固后边坡塑性区明显减少, 只在坡体局部范围有零星的剪切破坏, 拉伸破坏区基本消除, 位移量很小, 最大位移只有2.3mm。可以看出, 锚杆最大轴力最终稳定性在5000N左右。由此可知, 锚杆起到了良好的加固作用。数值计算结果表明, 加固设计方案及时进行施工后, 加固结构发挥了良好的效果, 可以阻止了边坡的进一步变形, 提高高速公路安全运营的需要。

4 结论

由于在加固设计中采用了中高压注浆, 这不仅可以充填坡体岩层中的裂隙, 而且通过浆液的渗透、积压及劈裂等作用可以充填到岩土体中其他一些细小的软弱结构面, 从而可以使岩土体改性达到充分利用坡体自身的“残余强度”的目的, 减小坡体的下滑力。同时设计中布置粘结型锚杆, 可以根据外部荷载的不同而自行优化杆体的承载力 (轴向应力) , 从而可以使锚杆和坡体处于同步的位移变化状态, 保持的加固边坡的整体稳定性。从数值计算的结果来看, 杆体的轴向应力和设计之初的设想是一致的, 加固结构在坡体变形过程中充分发挥加固作用, 边坡位移级塑性变形区域在设计控制范围之内, 加固后的边坡可以保持长期稳定。

参考文献

[1]许光祥.裂隙岩体渗流与卸荷力学相互作用及裂隙排水研究[D].重庆:重庆大学, 2001.

[2]李天斌.岩质工程高边坡稳定性及其控制的系统研究[D].成都:成都理工大学, 2002.

[3]蒋洋, 柴贺军.某失稳高陡路堑边坡综合加固处治方案设计[J]土工基础, 2008 (5) .

[4]高永涛, 金爱兵.失稳高陡路堑边坡桩锚加固方案分析[J]岩石力学与工程学报, 2005 (21) .