高边坡稳定性评价、加固措施和监测分析

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:莫基云
[导读] 摘要:近年来随着经济的大力发展,工程建设越发频繁,大规模地削山修路、建房等层出不穷,高陡边坡的稳定性问题尤为突出,多数边坡结合经验经人工分级刷坡后仍存在安全隐患。
        贵州正业工程技术投资有限公司  贵州省贵阳市  550002
        摘要:近年来随着经济的大力发展,工程建设越发频繁,大规模地削山修路、建房等层出不穷,高陡边坡的稳定性问题尤为突出,多数边坡结合经验经人工分级刷坡后仍存在安全隐患。然而影响边坡稳定性的因素较多,边坡的变形破坏有多方面的因素,故对边坡的分析和治理仍是我们必需要研究的重要课题。基于此,本文笔者根据多年工作经验对高边坡稳定性评价和监测进行简要阐述。仅供业内同行参考。
        关键词:高边坡;稳定性;监测;
        一、工程概述
        高边坡位于小区房后。地处黄土冲沟底部,沟谷两侧山体陡立,沟壑发育,崩塌、滑坡、黄土洞穴等不良地质作用较为发育。地层主要为填土(Q4ml)、第四系上更新统黄土(Q3eol)、第四系中更新统黄土(Q2eol)、新近系泥岩(N2),共四层。2013年廉租房建设期间,对山体通过刷坡卸载+坡面防护+截排水+平台绿化等措施进行了治理,该边坡长约250m,坡高约50.0~70.0m,共分为6~9级,每级边坡高约8m、坡比约1∶1,平台宽度约6m,1~4级边坡采用拱形骨架护坡,平台上设置了矩形排水沟(截面尺寸400mm×400mm)。受地形和地质条件、降雨等影响,坡体稳定性差,局部发生滑塌,坡面即平台上出现多处裂缝,一级边坡坡顶排水沟挤压变形破坏严重,每级边坡坡面沟蚀严重、植被遭受严重破坏。
        二、影响高边坡稳定性的因素
        1.地质构造
        目前边坡变形主要集中在边坡北侧(1-1剖面北),坡脚排水渠出现错段现象,一级边坡顶部平台(二级平台)上的排水渠被挤压变形,一级边坡坡顶和三级边坡坡顶出现多条拉张裂缝,四级边坡坡顶平台上出现剪切裂缝,五级边坡以上斜坡段出现多条拉张裂缝和剪切裂缝。
        2.岩石特性
        工程的岩石特性对工程高边坡的稳定性产生了重要的影响。相关研究人员根据分析后发现,一般情况下,土体边坡的自然角度由两项基本参数决定:即土体摩擦角和粘聚力。如果边坡坡度大于土体自然角度的话,工程边坡的稳定性就会收到很大影响。
        3.设计施工特征
        相关设计人员在设计工程高边坡的时候,如果设计方案存在问题,或是施工人员的施工操作不合理、不规范,就会发生高边坡失稳的现象。
        4.地下水特征
        岩石物理性质受到来自地下水的影响,导致高边坡出现失稳情况。受到地下水不断变化的影响,剪切力、法向力出现变化,在冲击作用下高边坡产生微裂缝现象,岩土整体结构抗力不断削弱,导致静水压力,致使裂缝出现。当施工地区天气变幻,温度骤降的时候,如果相关工作人员没有及时排除裂缝中的水,水分冻结,就会导致裂缝膨胀,致使高边坡出现失稳情况。
        三、稳定性计算及分析评价
        1.计算方法
        稳定性评价按《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T35864—2016)、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013)等规范综合考虑,潜在滑裂面通过塌滑区影响范围、软件自动搜索并结合工程经验等综合因素确定,采用圆弧滑动法计算安全系数,稳定性分析方法采用Bishop法。
        2.参数选取
        在室内常规试验成果的基础上,参考收集的勘察资料和有关研究成果,确定地层的物理力学性质指标。(表1)
        表1 稳定性计算参数
       
        3.3稳定性计算结果
        根据多年的观测成果,饱和状态按照雨水下渗最大达5m计算。在工况Ⅰ—自重、工况Ⅱ—自重+暴雨两种工况下进行稳定性计算(见表2)。
        表2 稳定性计算结果
       
        四、检测与监测对比分析
        1.检测对比分析
        通过注浆改良土体及设置钢管桩,组成复合支挡结构,故注浆效果是本项目的关键质量控制点。注浆效果采用取土试验和勘察资料对比分析评价。注浆后稳定性计算参数见表3.
        表3 注浆后稳定性计算参数
       
        根据以上计算参数,进行边坡稳定性计算,计算结果见表4、表5。从表5中能得出,注浆后安全系数提高幅度在1.2% ~8.1%,滑坡推力减少幅度10.4% ~23.2%,由于设桩处土层厚度的差异,故存在幅度较大的变化是符合实际的。根据表5数据对比,注浆效果显著提高了土体的强度,自重安全系数提高幅度为 52.3%,暴雨安全系数提高幅度为11.5%,安全性显著提高。
        表4 刷坡后注浆前后计算结果
       
        表5 桩的抗剪断安全系数比对结果
       
        2.监测
        变形监测可以获取边坡变形规律和安全状况,为判断边坡的安全状况和稳定性提供科学依据。微型钢管桩的应力监测采用电阻应变片应力监测和表面应变计监测两种形式。电阻应变片应力监测即在微型钢管桩外壁布贴应变片,求得微型钢管桩的弯矩。监测微型桩共 3根,位于第2剖面。连接方式为四分之一桥工,每根桩沿桩长布设深度分别为1m、2.8m、4.7m、6.5m、8.4m、10.2m、12.1m、14m,补偿片布设深度为6m、13m,监测基准点为水泥注浆时,监测周期从混凝土初凝时间28d开始,每隔15d为一个监测,共测试5次。将初始测得的应变监测数据作为基准值。通过上述数据对比可知,注浆效果显著提高了桩的抗弯强度,安全性显著提高。
        最后,在工程完成建设,投入实际使用前,相关技术人员必须做好工程高边坡的检测工作,整理分析检测数据,对那些稳定性较差的边坡,建立永久工程高边坡观测值,确保检测工作的长久性、以及稳定性。同时,安排专业人员对高边坡危害高发率边坡进行定点检测,确保发现问题后能够及时处理,保障工程的安全性、畅通性,满足居住安全需要。
        结束语
        综上所述,随着我国基础设施建设事业获得了显著发展成就,建设质量不断提升,建设过程中存在的问题也越来越多。工程高边坡建设在保障工程整体建设质量、满足人们居住安全方面起到了重要作用。本文和研究有不足之处,有待专家及学者们继续深入研究,尽早制定行之有效的规范条文,便于日后设计及施工。
        参考文献:
        [1]张勇,侯伟宁.岩质高边坡稳定性分析及支护设计浅析[J].中国水运(下半月),2018,18(07):233-235.
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