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合亚杰
云南岩土工程勘察设计研究院 云南昆明 650000
摘要:随着近年来我国铁路公路基础设施建设的不断发展,其覆盖面积在不断扩大,施工条件也越来越差,经常会在施工过程中遇到高度边坡出现滑坡的问题。所以,滑坡治理是这些工程建设中重点思考的问题。大量实践研究表明,预应力锚索抗滑桩可以在滑坡治理工程中发挥出有效的作用,本文从这一角度出发,针对预应力锚索抗滑桩滑坡治理及稳定性分析展开了分析和研究,供大家参考。
关键词:预应力锚索抗滑桩;滑坡治理;设计;稳定性
我国的山地比较多,是世界上地质灾害发生频率较高的国家,随着近年来人类对自然环境改造和利用的力度越来越大,矿山、铁路、公路等工程建设领域经常会遇到人工开挖的高边坡,目前高边坡防治工程已经成为基础设施建设中的一个难点。经过多年来的理论与实践研究,国内外均在滑坡防治上获得了比较大的成就,其中预应力锚索抗滑桩作为一种新型支挡结构现在已经在滑坡治理工程中得到了广泛应用,使得大中型滑坡的整治成为了一种可能。
1 边坡稳定的影响因素
边坡的稳定状态是多种因素综合作用的反映,边坡稳定性及相关因素共同构成了相互联系的整体,其中不管任何一个因素发生了改变,都会使其他因素发生改变,进而引起边坡整体稳定状态出现变化,从量变和质变的观点来看,促使这一改变的原动力主要有内因和外因,下面从内因与外因的角度对边坡稳定性的影响因素进行分析。
1.1内因
第一,结构面。所有土体都不是完整的,存在一定的结构面,所谓结构面是指土体中具有一定延展的破裂的地质界面,土体中结构面的存在对土质边坡稳定性带来了一定的影响,特别是这些部位又往往是物理力学变动及物理化学作用综合作用的地带,实际上是一个整体中的弱势面,直接危及到整个边坡土体稳定性。第二,边坡土体的强度与容重。所谓边坡土体强度是指边坡土体的抗剪强度,直接影响着边坡稳定性,边坡失稳可能是因为土地强度不够造成的。除了土体强度,土体容重也会对边坡稳定性造成影响,通常情况下容重较小的土体比容重较大的土体更加稳定。第三,地下水。边坡地下水和滑坡之间没有直接的关系,当时地下水对边坡稳定的影响是不可忽视的,水对土质的影响是多方面的,大量事实证明,多数边坡土体破坏都和水直接相关。第四,边坡的形态与规模。不利形态和规模的边坡在坡顶会产生张应力,进而引起张裂缝。
1.2外因
影响边坡稳定性的外因主要有自然环境与人为因素两方面的影响,具体来说包括新构造运动、风化作用及人为活动等。第一,新构造运动。新构造运动可能会造成水文地质条件、边坡形态的改变,进而引起边坡失稳,其中对边坡稳定性影响最大的是地震,地震往往会伴随着大量的边坡失稳。第二,风化作用。在风化作用下岩土抗剪强度会减弱,对边坡形状与坡度产生影响,同时透水性也会增加,地面水更容易侵入,对地下水动态产生改变。第三,天气与气候。大气降雨是地下水的主要来源,因为气候类型不同,大气降雨量也不同,大气降雨不仅有效增加了地下水的补给量,同时还增大了边坡下滑力,极大的降低了边坡稳定性。第四,人为活动。不合理的工程活动诱发了很多地质问题,滑坡就是其中比较典型的一种。实际上边坡失稳是多种因素综合影响的结果,例如削坡、坡顶加载、地下开挖等。
2 预应力锚索抗滑桩在边坡治理中的应用
在滑坡治理过程中应用预应力锚索抗滑桩,应该对预应力锚索抗滑桩的结构设计及计算方法进行高度重视。预应力锚索抗滑桩是在抗滑桩支撑结构、锚索支挡结构基础上发展来的,三者抗滑性能的计算方法又都是不一样的,要想使抗滑桩支撑结构、锚索支挡结构二者之间效能得到协调,就要使被动受力朝着主动受力变化,这样才能实现个体到共同协调变形之间的转变。因此在设计工作中应该对计算工作的顺利展开加以注意,以此为基础展开各项工作,这样才能做到有的放矢,下面我们主要针对预应力锚索抗滑桩的应用展开分析。
2.1了解工程情况,勘察地质条件
要想应用预应力锚索抗滑桩技术,首先应对工程概况进行了解,并深入现场对地质条件进行勘察。应深入到治理区域对各方面信息进行收集与整理,为后续治理方案的制定和执行提供信息上的基础和条件。为此,应该将以下几方面工作做好:第一,安排专业的勘察人员绘制出治理工程区域的综合平面图,将滑坡范围、地质深度等标清楚,并积极拍摄当地的情况,这样才能全面了解滑坡情况;第二,收集和整理与治理区域宏观地貌、地形及地质等信息,从水文地质条件、地震及力学性质等不同角度对该区域的数字信息进行分析,最终构件基于该区域地形、地质等情况的信息数据体系。
2.2分析滑坡产生原因,找准治理切入点
收集到全面的区域信息以后,应对产生滑坡的原因进行分析,这时滑坡治理的切入点。例如一些公路工程建设可能是因为原始开挖留下滑坡处理不完善引起的二次滑坡,还有些工程建设中的滑坡可能是因为频繁地质灾害引发地质结构变化,一些工程建设出现高度滑坡,可能是因为区域自然气候的影响等。所以,应针对具体滑坡属性进行分析和研究,对产生滑坡的原因进行深入分析,并以此为基础探究滑坡的要素。通常情况下滑坡的要素会涉及到滑坡壁、滑坡裂缝及滑床等,应对以上各因素进行逐个分析,这样才能找到治理滑坡问题的最佳切入点。
2.3展开稳定性分析,制定治理方案
按照滑坡范围内滑坡边界条件及工程条件,将对应的滑断面作为计算面,在计算过程中可能会遇到很多问题,例如选择滑动面抗剪强度指标时,由于滑坡本身存在灰岩顶面起伏问题,应去凝聚力指标固定值,这样才能提升内摩擦角指标,以保证稳定系数始终处于合理的状态中,然后对滑动面抗剪强度指标进行确定,从丰水期滑坡稳定性计算的角度上来看,应按照场地地下水水位季节的变化规律,对丰水期滑坡稳定性进行详细计算。
2.4确定治理要点,为治理效果提供保证
完成以上各项计算工作以后,应制定出完善的滑坡治理方案,在这一过程中还要对以下几方面问题加以注意:首先,严格按照工程现场的地质情况、水文地质条件、滑坡性质特点等要素,以此为基础分析工程建设性质,制定出不同的治理方案,例如可以制定出以抗滑桩为主的治理方案。可以制定出以锚索技术为主的治理方案等,对不同治理方案进行对比,从其中找到最佳的治理方案。在预应力锚索抗滑桩滑坡治理中应按照以下步骤进行:仔细清理工程施工现场抗滑桩基坑开挖浇桩清理抗滑桩锚索施工平台钻锚索孔分级张拉锚索,一直达到设计拉力滑体表面网格梁施工滑体后缘护面墙截水沟施工。
3 结语:
总而言之,在滑坡治理工程中应用预应力锚索抗滑桩可以将其效能充分发挥出来,在应用这项技术的过程中,我们应该正视其在治理滑坡方面的作用,不仅要明确其优势,同时还要找到其中存在的不足与缺陷,积极找到科学的治理办法与措施,这样才能将滑坡治理工作中预应力锚索抗滑桩的效能充分发挥出来。
参考文献:
[1]陶连金,沈小辉,王开源,魏云杰,王文沛.某大型高速公路滑坡稳定性分析及锚桩加固的模拟研究[J].工程地质学报,2012,(2):259-265.
[2]牟春梅,邱建国,何永超,董文专.预应力锚索格构梁与锚索抗滑桩在滑坡治理中的比选分析[J].路基工程,2014,(4):28-32.
[3]范大波,范大军,丁尧,肖尧,陈盛金.锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用——以茂县某滑坡工程治理为例[J].甘肃水利水电技术,2010,(11):12-13+39.
云南岩土工程勘察设计研究院 云南昆明 650000
摘要:随着近年来我国铁路公路基础设施建设的不断发展,其覆盖面积在不断扩大,施工条件也越来越差,经常会在施工过程中遇到高度边坡出现滑坡的问题。所以,滑坡治理是这些工程建设中重点思考的问题。大量实践研究表明,预应力锚索抗滑桩可以在滑坡治理工程中发挥出有效的作用,本文从这一角度出发,针对预应力锚索抗滑桩滑坡治理及稳定性分析展开了分析和研究,供大家参考。
关键词:预应力锚索抗滑桩;滑坡治理;设计;稳定性
我国的山地比较多,是世界上地质灾害发生频率较高的国家,随着近年来人类对自然环境改造和利用的力度越来越大,矿山、铁路、公路等工程建设领域经常会遇到人工开挖的高边坡,目前高边坡防治工程已经成为基础设施建设中的一个难点。经过多年来的理论与实践研究,国内外均在滑坡防治上获得了比较大的成就,其中预应力锚索抗滑桩作为一种新型支挡结构现在已经在滑坡治理工程中得到了广泛应用,使得大中型滑坡的整治成为了一种可能。
1 边坡稳定的影响因素
边坡的稳定状态是多种因素综合作用的反映,边坡稳定性及相关因素共同构成了相互联系的整体,其中不管任何一个因素发生了改变,都会使其他因素发生改变,进而引起边坡整体稳定状态出现变化,从量变和质变的观点来看,促使这一改变的原动力主要有内因和外因,下面从内因与外因的角度对边坡稳定性的影响因素进行分析。
1.1内因
第一,结构面。所有土体都不是完整的,存在一定的结构面,所谓结构面是指土体中具有一定延展的破裂的地质界面,土体中结构面的存在对土质边坡稳定性带来了一定的影响,特别是这些部位又往往是物理力学变动及物理化学作用综合作用的地带,实际上是一个整体中的弱势面,直接危及到整个边坡土体稳定性。第二,边坡土体的强度与容重。所谓边坡土体强度是指边坡土体的抗剪强度,直接影响着边坡稳定性,边坡失稳可能是因为土地强度不够造成的。除了土体强度,土体容重也会对边坡稳定性造成影响,通常情况下容重较小的土体比容重较大的土体更加稳定。第三,地下水。边坡地下水和滑坡之间没有直接的关系,当时地下水对边坡稳定的影响是不可忽视的,水对土质的影响是多方面的,大量事实证明,多数边坡土体破坏都和水直接相关。第四,边坡的形态与规模。不利形态和规模的边坡在坡顶会产生张应力,进而引起张裂缝。
1.2外因
影响边坡稳定性的外因主要有自然环境与人为因素两方面的影响,具体来说包括新构造运动、风化作用及人为活动等。第一,新构造运动。新构造运动可能会造成水文地质条件、边坡形态的改变,进而引起边坡失稳,其中对边坡稳定性影响最大的是地震,地震往往会伴随着大量的边坡失稳。第二,风化作用。在风化作用下岩土抗剪强度会减弱,对边坡形状与坡度产生影响,同时透水性也会增加,地面水更容易侵入,对地下水动态产生改变。第三,天气与气候。大气降雨是地下水的主要来源,因为气候类型不同,大气降雨量也不同,大气降雨不仅有效增加了地下水的补给量,同时还增大了边坡下滑力,极大的降低了边坡稳定性。第四,人为活动。不合理的工程活动诱发了很多地质问题,滑坡就是其中比较典型的一种。实际上边坡失稳是多种因素综合影响的结果,例如削坡、坡顶加载、地下开挖等。
2 预应力锚索抗滑桩在边坡治理中的应用
在滑坡治理过程中应用预应力锚索抗滑桩,应该对预应力锚索抗滑桩的结构设计及计算方法进行高度重视。预应力锚索抗滑桩是在抗滑桩支撑结构、锚索支挡结构基础上发展来的,三者抗滑性能的计算方法又都是不一样的,要想使抗滑桩支撑结构、锚索支挡结构二者之间效能得到协调,就要使被动受力朝着主动受力变化,这样才能实现个体到共同协调变形之间的转变。因此在设计工作中应该对计算工作的顺利展开加以注意,以此为基础展开各项工作,这样才能做到有的放矢,下面我们主要针对预应力锚索抗滑桩的应用展开分析。
2.1了解工程情况,勘察地质条件
要想应用预应力锚索抗滑桩技术,首先应对工程概况进行了解,并深入现场对地质条件进行勘察。应深入到治理区域对各方面信息进行收集与整理,为后续治理方案的制定和执行提供信息上的基础和条件。为此,应该将以下几方面工作做好:第一,安排专业的勘察人员绘制出治理工程区域的综合平面图,将滑坡范围、地质深度等标清楚,并积极拍摄当地的情况,这样才能全面了解滑坡情况;第二,收集和整理与治理区域宏观地貌、地形及地质等信息,从水文地质条件、地震及力学性质等不同角度对该区域的数字信息进行分析,最终构件基于该区域地形、地质等情况的信息数据体系。
2.2分析滑坡产生原因,找准治理切入点
收集到全面的区域信息以后,应对产生滑坡的原因进行分析,这时滑坡治理的切入点。例如一些公路工程建设可能是因为原始开挖留下滑坡处理不完善引起的二次滑坡,还有些工程建设中的滑坡可能是因为频繁地质灾害引发地质结构变化,一些工程建设出现高度滑坡,可能是因为区域自然气候的影响等。所以,应针对具体滑坡属性进行分析和研究,对产生滑坡的原因进行深入分析,并以此为基础探究滑坡的要素。通常情况下滑坡的要素会涉及到滑坡壁、滑坡裂缝及滑床等,应对以上各因素进行逐个分析,这样才能找到治理滑坡问题的最佳切入点。
2.3展开稳定性分析,制定治理方案
按照滑坡范围内滑坡边界条件及工程条件,将对应的滑断面作为计算面,在计算过程中可能会遇到很多问题,例如选择滑动面抗剪强度指标时,由于滑坡本身存在灰岩顶面起伏问题,应去凝聚力指标固定值,这样才能提升内摩擦角指标,以保证稳定系数始终处于合理的状态中,然后对滑动面抗剪强度指标进行确定,从丰水期滑坡稳定性计算的角度上来看,应按照场地地下水水位季节的变化规律,对丰水期滑坡稳定性进行详细计算。
2.4确定治理要点,为治理效果提供保证
完成以上各项计算工作以后,应制定出完善的滑坡治理方案,在这一过程中还要对以下几方面问题加以注意:首先,严格按照工程现场的地质情况、水文地质条件、滑坡性质特点等要素,以此为基础分析工程建设性质,制定出不同的治理方案,例如可以制定出以抗滑桩为主的治理方案。可以制定出以锚索技术为主的治理方案等,对不同治理方案进行对比,从其中找到最佳的治理方案。在预应力锚索抗滑桩滑坡治理中应按照以下步骤进行:仔细清理工程施工现场抗滑桩基坑开挖浇桩清理抗滑桩锚索施工平台钻锚索孔分级张拉锚索,一直达到设计拉力滑体表面网格梁施工滑体后缘护面墙截水沟施工。
3 结语:
总而言之,在滑坡治理工程中应用预应力锚索抗滑桩可以将其效能充分发挥出来,在应用这项技术的过程中,我们应该正视其在治理滑坡方面的作用,不仅要明确其优势,同时还要找到其中存在的不足与缺陷,积极找到科学的治理办法与措施,这样才能将滑坡治理工作中预应力锚索抗滑桩的效能充分发挥出来。
参考文献:
[1]陶连金,沈小辉,王开源,魏云杰,王文沛.某大型高速公路滑坡稳定性分析及锚桩加固的模拟研究[J].工程地质学报,2012,(2):259-265.
[2]牟春梅,邱建国,何永超,董文专.预应力锚索格构梁与锚索抗滑桩在滑坡治理中的比选分析[J].路基工程,2014,(4):28-32.
[3]范大波,范大军,丁尧,肖尧,陈盛金.锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用——以茂县某滑坡工程治理为例[J].甘肃水利水电技术,2010,(11):12-13+39.