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文档简介
边坡工程灾害治理
1.边坡包括自然边坡和人工边坡两种类型:自然边坡是指在自然地质作用下形成的山体斜坡、河谷岸坡、海岸陡崖等;人工边坡是指人类工程活动形成的规模不同、陡缓不等的斜坡,例如道路工程中的路堑、路堤边坡,高层建筑、桥梁工程的基坑边坡,露天矿山的边帮,水利水电工程中的运河渠道边坡,船闸、溢洪道边坡、引水渠进、出口边坡,土石坝边坡及坝肩边坡等。
概述
2.边坡失稳的主要形式
边坡是一个成因复杂且岩性、结构、变形条件各异的地质体,除崩塌类外,边坡失稳主要以坡体未出现贯通性的破坏面为特点,表现为松动和蠕动。其主要失稳形式包括:①松动;②蠕动;③崩塌;④滑坡等。概述3.影响边坡稳定性的主要因素:
边坡岩体的物理化学特性;岩体结构因素;地应力因素;水的因素地震、爆破动力因素概述3.影响边坡稳定性的主要因素:
其它影响因素:主要指边坡开挖的工程技术手段、方法,边坡的角度和高度等。其中,构成边坡的岩体的物理化学特性、岩体结构以及水是影响边坡稳定的最直接和最关键的几个因素。
概述4.研究意义
随着人口剧增和土地资源的过度开发,边坡问题已经成为同地震和火山相并列的全球性三大地质灾害(源)之一。边坡的滑塌频率远远大于地震或火山事件的发生频率,其所造成损失比地震和火山灾害所造成的损失大得多。
概述4.研究意义
因此,对导致边坡失稳的关键原因进行分析,并在此基础之上找到预防与治理边坡失稳的有效技术手段十分重要,是岩土工程领域经常面对并须有效解决的重大技术难题。概述实例1京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理位于山东省境内的京沪高速路堑边坡地质构造相对简单,无大的断层通过,但边坡中覆岩以下全为白云岩,经强风化而形成角砾状的松软土,将对边坡的开挖产生不利影响。土中残留大量溶洞(约占2%),大气降水随着地表渗至溶洞,再由溶洞外渗侵蚀土层,造成边坡整体失稳。一、工程背景边坡开挖前,交通部一院曾对该边坡作了初步设计,选用普通粘结型和预应力锚杆对边坡进行加固。由于开挖过程中不断出现不同规模的垮塌事故,并显现出边坡整体破坏失稳的明显迹象,实施原方案又无法制止其发展。因此,必须在不大量增加施工成本和工程量的前提下,另行选择一种可靠的加固方案,以保证工程的顺利进行以及高速公路的行车安全。一、工程背景实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-1边坡岩体实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-2边坡碎石土结果照片1.原设计勘察力度不够
原设计实际上是在工程地质情况揭露程度不够的情况下作出的,随着工程的进展,所揭露的工程地质情况与原勘察报告描述状况有较大差别。因此如果按原设计施工,必然存在未来边坡严重失稳的隐患。二、原设计存在的问题2.加固措施选择不当(1)粘结形锚杆强度不够原设计中大量地采用的粘结型锚杆,其作为临时性的护坡措施是可以的,但作为永久支护措施强度不够。(2)预应力锚杆的设计缺陷原设计中还采用了大量的预应力锚杆,从总体上看所设计的预应力锚杆存在如下缺陷:二、原设计存在的问题2.加固措施选择不当(2)预应力锚杆存在设计缺陷预应力无法长久保持。由于原设计直接在预应力锚杆的外端松散的坡体上加了一个预制锚固墩,随着预应力的施加,锚固墩将逐渐陷入土中,预应力难以施加。即使能够加上,随着时间的推移,预应力也会逐渐丧失,最终导致预应力锚杆失效。二、原设计存在的问题2.加固措施选择不当(2)预应力锚杆存在设计缺陷坡面维护层形不成整体。两种锚杆(粘结型、预应力型)的锚固墩在坡面上只是点接触,缺少一种人工结构使其形成一整体,而这一点恰恰是至关重要的。锚固深度不够。预应力锚杆一定要有足够的锚固深度:锚固段过短,则张拉力不够;锚固段过长则将预应力转移到坡面表层,这不但起不到锚固作用,反而会引起坡面失稳的反作用。二、原设计存在的问题方案要点
(1)所有锚杆均采用预应力锚杆,锚固深度最长延深至21m,锚杆安装采用两项特殊的锚固技术:“岩土层高压注浆预应力锚固技术”、“高压水环形扩孔锚固技术”。这两项锚固技术可分别应用,也可二者结合应用。其中“岩土层高压注浆预应力锚固技术”通过采用特殊的工艺,在锚杆安装过程中,在锚杆深部的锚固段施行高压注浆,对深部土体进行再加固,同时充塞了土中溶洞(图1-4),更重要的是,增加浆体和杆体间的握裹力,以及孔壁与浆体间的摩擦力,预应力易于施加,且能长久保存。三、技术方案方案要点
(2)坡面布置钢筋混凝土框架,框架节点用预应力锚杆锁定,中间采用片石护坡,从而使整个坡面维护层经预应力锚杆连接,从平面到立面完全成为一整体。
(3)整个维护工程通过增加锚固深度、加大预应力及采用特殊施工工艺等综合措施,大量地减少了锚杆的数量。因此,总的工程量较原设计方案没有大量增加。三、技术方案实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-4岩土层高压注浆浆体扩散和充填溶洞示意图细部设计(图1-5,图1-6)
三、技术方案图1-5边坡加固方案横断面图细部设计(图1-5,图1-6)
三、技术方案图1-6锚杆加固边坡正视图
根据该边坡的工程地质条件,可以认为此边坡的破坏类型是:当边坡中剪应力达到了岩土体的抗剪强度或者由于某种原因导致其本身抗剪强度降低时,边坡将沿剪切面发生破坏,采用极限平衡法进行分析,边坡的受力分析见图1-3所示。取一条块作为一个独立的分析单元,其上的作用力包括坡面荷载Q、条块重力W、锚杆拉力L、剪切面反力N、抗滑力S、两壁法向受力E(角标i、j分加表示此条块的相邻条块)及切向受力V、剪切面长度l。根据:得:
四、设计计算当安全系数FS>1时,剪切力T可以表示为抗剪强度与安全系数之比:边坡的安全系数可表示为:
式中:W——条块的重力(kN/m3);L——作用于条块上的锚固力(kN);α——下滑面倾角(°);β——锚杆安装角(°);b——条块水平宽度(m);c′——滑面上的抗剪强度(KPa);φ′——滑面上的摩擦角(°)。
四、设计计算实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-3边坡条分受力分析图“高压注浆预应力锚固技术”的工艺特点
“岩土层高压注浆预应力锚固技术”采取特殊的施工工艺,在锚杆安装后,一次注浆浆液初凝后开始实施高压注浆,不但克服了常规一次注浆预应力锚杆的缺陷,而且实现了对节理裂隙岩体的整体加固,其主要优点表现为:
(1)预应力可以长期保持经过高压注浆的预应力锚杆安装完成后,施加的预应力损失小于5%。
五、关键技术“高压注浆预应力锚固技术”的工艺特点
(2)锚杆的整体承载力增加经过高压注浆后,锚杆的承载力相对于一次注浆锚杆可提高30%左右,由于二次注浆本身增加的成本只占锚杆安装总成本的10%左右。所以“岩土层高压注浆预应力锚固技术”是一种技术上先进、经济上合理、操作简单的工艺技术。
(3)由于高压注浆的作用,岩土体产生劈裂,使浆液在被加固的岩土体中有效扩散。这样既加强了锚固段岩土体的整体稳定性,同时又大大提高了锚杆的锚固效果,可谓一举两得。五、关键技术钻孔钻孔是预应力锚杆安装过程中难度最大的工作之一,成孔质量如何是锚杆能否高质量安装的关键。为此,在具体实施过程中主要做到:
(1)钻头对准标定的中心点,误差不超过20mm,机位调整好后测量倾角,偏斜度不大于2%。
(2)成孔后,利用高风压将孔内岩粉吹干净。
六、施工工艺预应力锚杆安装
(1)由于路堑服务时间长,为防止螺纹钢筋生锈,引起预应力的衰减,从而最终影响锚固效果,故在锚杆自由端涂抹黄油,并用塑料布包裹。
(2)锚杆连接时,保证前后锚杆与连接器之间有足够的连接长度,并加力拧紧。
(3)所有锚杆孔均为下向孔,倾角为20°安装好的预应力锚杆见图1-7。
六、施工工艺实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-7安装预应力锚杆注浆
(1)钻孔完毕清洗后即可进行一次注浆,注浆压力0.2~0.3MPa,以孔口溢浆为准,同时注意将二次注浆管封死。
(2)一次注浆完成24小时左右可进行二次高压注浆,能起压时,以达到设计压力4MPa为准,不能起压时,以单孔注浆量不超过6m3为准。施加预应力
在注浆初凝14天后,即可按设计要求进行锚杆的预应力拉拔,待拉拔到设计吨位锁定。六、施工工艺实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-8施工现场
实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-8施工现场
施工结束后,对京沪高速公路(山东段)路堑边坡加固效果进行检测,结果表明:
(1)在边坡加固施工中,一次、二次注浆浆液饱满,预应力施加达到或超过设计要求(2)边坡在加固以后水平位移小于1mm,基本处于稳定状态,完全可以满足其作为高速公路路堑边坡的安全要求。
七、加固效果
由于加固方案选择正确,施工质量达到了设计要求,京沪高速公路(山东段)路堑边坡从1999年10月使用,到目前为止整个边坡保持完全稳定。
该项目的研究成果获得了2000年天津市科技进步二等奖。七、加固效果实例1.京沪高速公路(山东段)失稳路堑边坡治理图1-8加固后的路堑边坡
实例2洛阳--三门峡高速公路失稳路堑边坡治理洛阳~三门峡段高速公路在施工阶段,随着土石方的大量开挖,原设计的高陡路堑边坡逐渐暴露出严重的稳定性问题:
(1)由于岩层中节理、裂隙十分发育,开挖过程中即发生多起不同规模的塌冒;
一、工程背景
(2)更为严重的是个别路堑边坡在开挖至20m时,坡体出现整体滑移,有可能进一步造成大规模塌方的严重后果,情况危急。
因此,选择一种可靠的加固方案成了该工程亟待解决的问题。
一、工程背景实例2.络三高速公路路堑边坡加固工程图2-1边坡滑塌状况工程岩土类型
(1)边坡的岩土主要为中更新统黄土、元古界安山岩,其次为寒武系石灰岩和震旦系石英砂岩。自然地质体由表土、安山岩、安山玢岩夹火山凝灰岩及冲刷卵石构成,表层一般为不连续的残积碎石土,厚度0.5~5m不等,局部地段有中更新统黄土堆积。二、工程地质状况工程岩土类型(2)在安山岩地区,边坡施工揭露的地质剖面显示,安山岩体风化破碎严重,大部分为安山岩强风化岩石(W3),表层有厚度不均的第四系残积粘砂土和全风化(W4)岩石,尽在局部有中等风化(W2)岩石,个别地段也见有弱风化(W1)安山岩。二、工程地质状况工程岩体结构
(1)节理裂隙十分发育由于物理风化作用,暴露岩体内的裂隙呈网络状,主要构造缝隙内有粉质粘土类充填,小型构造块手动即脱落,极不稳定。
(2)构造面无明显强势方位处于均匀四散状态。从已开挖的路堑看,两侧边坡局部塌落形式基本相同,棱型体、楔状体等各种形式共存。
二、工程地质状况工程岩体结构
(3)有断层构造和断裂破碎带穿插从已揭露的边坡看,各处均有不同规模的断层破碎带或横或斜地穿越路堑,断层充填物均为夹带砾卵石的黄褐色粉质粘土,对边坡的稳定性危害极大。二、工程地质状况工程岩体结构
(4)边坡整体失稳路堑在开挖后坡面发生中等规模的滑塌,其中翼侧坡体沿断层面下滑错动8m左右,滑体呈楔形;长度约150~200m,宽度5~48m,边坡顶部地表有产生一系列张裂缝,裂缝最大宽度达30cm,坡顶最远裂缝距边坡上边缘12m。可见,边坡结构已整体失稳。
二、工程地质状况总体思路单纯依靠削坡卸载来稳定边坡,不但不能抑制此处坡体的滑塌,而且还可能进一步加剧,为了保证施工进度、防止新的大规模滑坡的发生,对滑体不再进行清理,而是采用特殊的加固方案将其固定在山体稳固的基岩上,然后迅速自上而下进行边坡防护,把不利因素变成有利因素,变被动为主动。三、加固方案细部设计
(1)首先在关键部位即滑塌区及其左右10m范围内的第二级平台上布设3排“抗滑锚杆桩”,在安装“抗滑锚杆桩”时实施高压注浆,保证浆液在松散的塌方体中的有效扩散,实现滑塌岩土体改性的目的。抗滑锚杆采用2根Ф28螺纹钢,长度为10m(且超过滑移面不小于3m)。
设计图
三、加固方案细部设计
(2)在边坡的一、二、三、四级坡面上分别布设3排、5排、4排预应力锚杆,锚杆长度18~26m不等,锚杆倾角25º,预应力值为150KN,锚杆采用中高压注浆技术进行安装。三、加固方案细部设计
(3)在预应力锚杆的同时,对边坡表面进行挂网喷浆,实现对边坡表面岩土体的封闭,防止其进一步风化。钢筋网主筋为Ф10,辅筋Ф6,主筋与预应力锚杆焊接,混凝土喷层8~10cm。
设计图三、加固方案实例2.络三高速公路路堑边坡加固工程图2-2边坡加固方案示意图(设计1、设计2)
(1)保留并固定滑塌体,避免了其进一步的滑塌,加固后的滑塌体不但不会影响、反而加强了边坡的整体稳定性,这是边坡加固的一项重要技术创新。(2)在塌方区及其左右第二级台阶和第三级台阶布设高压注浆抗滑锚杆桩,实现了对滑塌体的有效加固。实践证明:该项技术对于抑制边坡滑塌的发生、发展具有重要作用。四、方案评述
(3)塌方区喷射混凝土防护层,封闭了边坡体表面,防止了雨水从裂隙的渗入和其进一步风化。(4)整个加固方案构思巧妙、施工简单、方便可靠,彻底消除了路堑边坡在施工和运行过程中的的安全隐患。四、方案评述
加固工程完成后对路堑边坡位移进行监测,从施工结束至今,边坡水平位移在3mm以内,监测结果表明,加固完全实现了实现了在不清除塌方体的情况下路堑边坡的长期稳定。五、加固效果实例3祁临高速公路古滑坡体加固工程(1)山西省祁县-临汾高速公路灵石至霍州段K80+534~K93+264路段内地形、地质条件十分复杂,路线通过煤矿采空区和古滑坡群,勘察结果表明四个古滑坡(大桥东南滑坡、仁义互通立交滑坡、常家山隧道出口滑坡、成王庄隧道进口滑坡)将对公路建设和日后安全运营产生巨大的潜在威胁。一、工程背景
(2)由于工程施工对整个古滑坡体的人为扰动,古滑体被激活,k86+400-k86+750路基北侧出现严重失稳和大规模坍塌,滑坡体总量超过220万m3,影响高程范围最大达70m,规模之大、地质条件之复杂为国内外罕见,已严重影响到整个工程的正常施工,业主一度准备改线重建。一、工程背景
原设计者未曾料到开挖后古滑坡会被激活,没有预作相应的应对方案。在此情况下,我们受业主委托,承接了对该古滑坡群加固的研究与设计。一、工程背景古滑体概况
(1)古滑体(如图3-1、图3-2所示)位于主线K86+514~K86+812段右侧,规模大,其纵长约325m,横宽180-260m,滑体平均厚度约35m,滑坡体积约200万立方米,主滑方向232°,滑坡右侧(北)周界清晰,左侧周界较为模糊。
二、古滑坡激活原因分析
古滑体概况
(2)滑体后部形成圈椅状拉张裂隙,且与滑体右侧剪胀裂隙贯通,并延伸至前缘窑深沟内的剪出口,剪出口见有鼓张裂缝,滑体表面未见裂隙。(3)该滑坡的滑床为二叠系的泥岩和砂岩,滑面呈镜面位于泥岩中,滑动擦痕明显,为一特大型深层推移式岩土质古滑坡。二、古滑坡激活原因分析
实例3.祁临高速公路古滑坡加固工程图3-1Ⅰ#滑坡段滑体范围实例3.祁临高速公路古滑坡加固工程图3-2Ⅰ#滑坡产生的张裂隙实例3.祁临高速公路古滑坡加固工程图3-2Ⅰ#滑坡产生的张裂隙
激活原因
(1)原坡体处于极限平衡状态,施工时弃方于坡体中后部,打破了原有平衡,不均衡加载使滑体沿古滑面发生推移式滑动,为一典型的推移式滑坡,剪出口处的滑动距离约5-20厘米。
(2)滑坡被激活初期,由于地表水沿张裂缝灌入滑面,使其抗剪强度进一步降低,加速了滑坡的进程。
二、古滑坡激活原因分析
激活原因
(3)滑坡整体滑动过程中,由于受基岩产状的控制,滑体右侧的位移速度明显大于左部,并形成贯通性裂缝。
总之,古滑面和易滑地层(强-弱风化泥岩)的存在是产生滑坡的物质基础,坡体后部加载是滑坡发生的直接诱因,地表水的渗入又加速了这一进程。二、古滑坡激活原因分析
根据模拟计算和综合分析,Ⅰ#滑坡加固工程对策(图3-3)主要包括:卸载、反压、岩土体改性高压注浆、抗剪锚杆桩等:(1)卸载:清除了坡体表层的弃方,减小坡体下滑力;(2)回填反压:利用清除的弃方及卸载土石方在滑体前进行反压,减小滑体下滑空间,增加下滑阻力;
三、工程对策
(3)岩土体改性:在古滑体表面打下向钻孔实施高压注浆,既可增加古滑面的抗滑力又实现了岩土体的整体改性,防止古滑体上上次生滑体的出现,一举两得;(4)在注浆孔内插入2-3根螺纹钢筋,穿过古滑面,形成抗滑锚杆桩,可进一步增加古滑体的抗滑能力。三、工程对策实例3.祁临高速公路古滑坡加固工程图3-3Ⅰ#滑坡治理工程对策示意图
2002年5月,古滑坡加固工程全部完工,监测结果表明:采用卸载、反压以及高压注浆抗剪锚杆桩等工程措施后,古滑体的滑动被有效地控制,水平方向位移在5mm以内,效果十分明显,没有再次出现任何新的激活迹象,加固工程取得了完全成功。
四、加固效果实例4祁临高速公路路堑滑坡加固工程山西省祁临高速公路K86+234-k86+587整个路堑边坡(图4-1)位于一古滑体上,开口线以外大部分为黄土覆盖,部分坡段见有石炭系地层出露,岩性为含燧石条带或团块的灰岩和泥页岩,黄土层见NW-SE向张裂缝,黄土陷穴(井)发育,呈串珠状,极易产生次生滑坡。一、工程背景该段地貌形态属低山剥蚀、侵蚀地貌。总体地势北东高、南西低,最高海拔标高为973米,最低标高为888米,相对高差85米。除北部和南部有一小块石炭系燧石条带(团块)和泥页岩出露外,其余均为第四系黄土所覆盖,部分为农田。一、工程背景该段路堑边坡在开挖过程中不断发生滑塌,设计院曾进行了4次设计变更,均由于塌方严重而无法实施。直至放坡到1.5:1,滑塌仍然十分严重,滑塌体积达10000m3。
业主亟需提出一项新的、有效的技术方案对其进行治理,2002年4月,我们承担了这项任务。一、工程背景实例4.祁临高速公路路堑滑坡加固工程图4-1K86+234-k86+578路堑左边坡滑塌
K86+234-k86+587路堑边坡在开挖过程中经常发生滑塌,经分析其主要原因是:a.顺坡向节理裂隙发育;b.泥页岩吸水膨胀、风化,强度大幅度降低甚至完全丧失;c.坡体一经开挖即处于不稳定状态,且随着时间的推移,坡体位移不断增大,最终导致滑坡的发生且难以制止。二、滑坡原因分析
工程对策
如上所述,含有大量易风化的膨胀性泥岩,是边坡滑塌失稳主要原因,如继续清坡,则可能导致更大规模的塌方,已不可能达到原设计清出稳定坡面的要求,经充分研究认为:沿坡面建造护坡挡土墙是最佳方案,但具体实施,却存在以下困难:三、工程对策及方案优化工程对策
(1)如从坡脚到坡顶沿坡面全部建成挡土墙,工程量太大,反之,则可能发生未护坡面滚石危胁路面交通安全;
(2)坡面起伏大,难以确定挡墙参数
(3)难以保证施工过程中的安全。
三、工程对策及方案优化方案优化
鉴于上述原因,决定采用以中高压注浆预应力锚杆为支挡手段的多台阶肋柱式挡土墙,可圆满解决本段边坡加固的所有问题:
(1)建成后坡面上形成的三个阶梯平台,可以有效地阻挡上部滑塌坡面的滚石危害。
(2)墙背与坡面间的填料经注浆后,经由预应力锚杆将墙体、坡体连接为稳定的整体。
(3)最终形成的坡面统一、美观。
三、工程对策及方案优化实例4.祁临高速公路路堑滑坡加固工程图4-2路堑高陡边坡滑塌治理工程对策示意图
监测表明:钢筋混凝土挡墙、中高压注浆预应力锚杆及底锚有效地控制了坡面上岩土体位移,水平方向位移为8cm左右,主要发生在坡体中上部,且加固区域附近位移很小,加固效果十分明显,并且在这种加固措施实施后,没有发生上部边坡失稳问题,完全满足边坡稳定要求;四、加固效果挡土墙垂直位移量在2.5cm以内,且这一部分位移量主要是由挡土墙自重所引起的,表明坡体的稳定性良好。钢筋混凝土挡墙最大水平位移均小于7mm,且台阶平台没有出现结构性裂缝,表明其完全处于稳定状态。四、加固效果预应力锚杆桩最大轴向应力出现在锚杆桩中部,达370kN,其底部承受的荷载最小,约50kN,锚杆桩端部荷载基本保持初始预应力值,预应力不但没有衰减,而且略有增加;预应力锚杆轴向力在初始阶段有一个衰减过程,其预应力损失大约为10%左右,而后随着坡体的变形,锚杆轴向力逐步增加,最后稳定在190KN左右。四、加固效果实例5锦州--朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
2000年10月,锦朝高速公路第十二合同段K90+170~K90+820段路堑开挖完成后,左坡先后发生两次中等规模的滑坡。滑塌量达20000m3,局部伴随着底鼓,整个路基施工处于停顿状态。一、工程背景实例6.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-1滑坡段坡顶张裂隙实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-5削坡段坡面(台阶及坡顶已发现明显张裂缝)工程地质特征
(1)区域内岩石较为单一,主要地层岩性白垩系砂岩及泥页岩,互层状产出,属全风化和强风化单斜岩层。
(2)岩层的倾向和倾角在不同地段产状有所变化,倾向的变化范围在279°~351°之间;
(3)倾角的变化较大,在17~35°之间。
二、滑坡地质构造特征工程地质特征
(4)从揭露的断面观察,砂岩及泥页岩的层厚变化比较大,从0.5m至15m不等,但沿线路走向,出露在路基标高以上的岩体,砂岩逐渐减少,泥页岩出露逐渐增多,直至全为泥页岩,其强度较低,尤其在饱水状态下易膨胀,C、φ值急剧下降,甚至接近0,易造成边坡剥离性滑塌。二、滑坡地质构造特征构造特征
区域内未发现大的构造带,第一次出现滑坡后,为查明原因,曾进行了补充勘察,此次勘察在K90+314段查明一倾伏小褶曲构造。褶曲呈反“S”型,轴面产状为240°~250°,倾角30°~50°,褶曲处岩层虽然破碎,但其却不是边坡塌方的主因。
二、滑坡地质构造特征构造特征岩体节理裂隙非常发育,RQD指标非常低,可见的岩石块度非常小,加之泥岩的抗风化能力极差,开挖后,在较短的时间内达到全风化状态,此类岩体为碎裂结构或散体结构,这是造成边坡塌方最主要的原因。二、滑坡地质构造特征水文地质特征
据调查,区内没有明显的蓄水构造及含水层。路堑开挖后,原有的排水系统被破坏,而路床成为相对低点,山体接受大气降水通过构造裂隙在边坡坡脚处排出并进入路床,在路床上形成两处(K90+320、K90+780)明显的疏水通道。二、滑坡地质构造特征实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-7路面涌水现象实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-3滑坡段新揭露的未风化泥质页岩实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-2风化后的泥页岩实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-4滑坡暴露的结构面图4K90+314~K90+525滑坡露出滑移面
图3K90+314~525滑坡段未风化泥质页岩
图5K90+525~K90+705削坡段坡面(台阶及坡顶已发现明显张裂缝)实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程
图6-6施工中的人行天桥路堑先后发生两次滑坡,第一次滑坡滑体厚度15米左右,第二次为20米左右。两次滑坡的总体积约9万方,属中型滑坡。该滑坡受张裂缝的控制,两次滑坡只是时间上的差别,应视为一个滑体,按照有关规范分类,该滑坡为推动牵引式滑坡。三、滑坡破坏模式
K90+303车行天桥0#桥台加固方案
(1)预应力底锚在桥台的内侧基座布置一组高压注浆预应力底锚,锚固深度约20m,每根地锚由三根φ25螺纹钢组成,设计预应力值300KN,安装过程中实施2~3次高压注浆。其主要目的在于:
四、加固方案
K90+303车行天桥0#桥台加固方案
a.
一组底锚构成一个桩群,这样可以将桥台承力层由滑动带转移到深部稳定地层。
b.施加预应力可强化底锚本身的抗剪性,既提高桥台基础的承载力,又稳定了边坡,一举两得。
d.实施高压注浆,有效地封堵岩层的节理裂隙和软弱结构面,进一步提高边坡的整体稳定性。四、加固方案
K90+303车行天桥0#桥台加固方案
2.预应力侧锚保证桥台的永久整体稳定,还需要采取以下措施:
a.在桥台基座外(朝向路面)侧,布置三排预应力锚杆进一步加强对桥台的锁定,设计预应力值180KN。
b.在桥台上下的坡面上布置3排、4排预应力锚杆,锚杆长度分别为10m、15m,锚杆排距为4m,间距3m,锚杆设计预应力值为140KN。
四、加固方案
实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程图6-9K90+303车行天桥0#桥台加固方案
K90+170~K90+314左坡加固方案
(1)在一、二级边坡上分别布置5排、6排锚杆,锚杆排距为4m,间距3m,锚固深度15m,倾角45°,设计预应力值140KN,锚杆安装过程中进行注浆。
(2)在坡面上布置泄水孔,将坡体内积水排到坡脚边沟中。四、加固方案
实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程图6-8K90+170~K90+314左坡加固方案滑塌区K90+314~K90+525左坡加固方案
首先对顶部张裂隙进行紧急处理,具体措施如下:
(1)将坡顶的裂隙填充、铲平、压实。
(2)为防止雨水渗入,在坡顶铺一层0.5m厚的三合土类的隔水层。
(3)对于坡面裂隙,进行注浆充实,坡面布置垂向抗滑锚杆,同时利用锚杆孔进行分层高压注浆。五、加固方案
滑塌区K90+314~K90+525左坡加固方案
为防止施工或运行过程中路基再次隆起,采用一项特殊的施工技术——抗滑止水锚杆挡墙。具体措施是:
(1)在路基左侧水沟位置,打三排垂直锚杆,锚杆体为一根φ32mm(或两根φ25mm)螺纹钢,锚杆排距为2m,间距2m,孔深8~10m。(2)在其安装过程中,采用特殊施工工艺实施1~3次高压注浆,终孔压力为3~6Mpa。
五、加固方案
实例5.锦州-朝阳高速公路路堑滑坡加固工程图6-10滑塌区K90+314~K90+525左坡加固方案
2002年初锦朝高速公路全线通车,监测结果表明:加固后的桥台及边坡已完全稳定至今,没有引起任何新的滑坡失稳问题,这足以证明我们所采取的技术方案是可行和有效的。六、加固效果
实例6广州新宝利大厦深基坑加固广州新宝利大厦位于市中心,拟建37层,设计建设三层地下停车场,基坑开挖深度12.6米。由于地价昂贵,业主强烈要求在有限的空间能得到充分地利用。紧挨基坑北侧又有一所已被鉴定为危房的六层建筑物,南侧有一条正在施工的地铁线路,从而使该基坑的开挖与施工成了一项难度极大的工作,采用常规的止水及支护方法必须占用大量的平面空间,根本无法满足业主的要求。一、工程背景实例6.广州新宝利大厦深基坑加固
图5-1广州新宝利大厦基坑工程照片经充分的研究与论证,决定打破常规,另辟蹊径,采用专有技术及特殊的施工工艺,首创钻孔桩与止水帷幕成一体的新技术(简称为钻孔桩挡土隔水连续墙),在具体工程实践中取得了巨大成功。
一、工程背景工程地质情况
根据15个工程地质钻孔资料,场地岩土层自上而下共分为三层:①第四系人工填土层;②冲积层和风化残积层;③白垩系红岩层。以上各层厚度变化剧烈,基坑底局部处于强风化岩层,绝大部分处于冲积层内。整个土层为粉质粘土,呈紫红色,稍湿,局部呈花斑状,硬塑—坚硬状态。二、工程地质及周边状况水文情况
场区内地下水主要来源于第四系土层中的孔隙水和基岩中的裂隙水。由于整个岩土层的透水性较差,含水微弱,水文地质情况相对简单。但由于基坑顶部有一层厚度约为3-4米的杂填土层,土质松散,极易接受和储存大气降水,而大量降水又易对周围建筑造成地基下沉的严重后果。因此,本工程治水的重点应集中在杂填土层水的封堵和治理上。二、工程地质及周边状况周边状况
基坑北侧有一座六层建筑物,是一所正在使用的小学校舍,建于30年代,基础为4.5米深的木排桩,基本处于杂填土层,该建筑物已被广州市有关部门鉴定为危房,而本大厦的征地红线又紧贴该建筑物的基础外墙(图5-1)。基坑南侧有一条正在施工的地铁线路,地铁公司不允许采用常规的锚杆、土钉技术进行深基坑的支护。
二、工程地质及周边状况
总体看来,由于杂填土层松软且富水,校舍又紧挨基坑,采用常规的基坑围护方案必将以牺牲基坑的平面空间为代价,而要解决这一矛盾,首先要确定一套确实可行的止水方案,因此全部设计工作考虑的重点应放在基坑北侧止水方案的确定上。二、工程地质及周边状况
在基坑的周边
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