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摘要:市政工程边坡支护有其自身特点,其常常靠近河流等水体,因此,较之于其他工程边坡支护,更加考虑水的作用。文中市政工程位于河道内,地下水水位较高,且开挖坡度较陡,边坡顶部荷载较大,针对工程边坡支护特性,从原理上深入分析,综合考虑支护经济性,确定支护型式及支护结构内各参数。支护技术是对黄土地区河道内高边坡支护的一种探索,为未来此类项目提供了一定的工程实践经验。
关键词:市政工程;高边坡;支护处理;探讨
引言
边坡稳定性是市政工程设计工作中需要考虑的重要问题,计算时应兼顾可变荷载、岩土体荷载等因素。随着极限状态的变化,各类荷载的代表值也将改变。以可变荷载为例,其代表值一般为组合值或标准值,而永久荷载的代表值则以标准值居多。在高边坡处治设计中,需要充分关注结构极限状态设计问题,保证各荷载的代表值具有合理性。
1影响高边坡稳定性的主要因素
对于工程项目而言,其拟建地点的地质环境条件,在很大程度上决定高边坡的稳定性。比如,某工程项目地质勘察报告显示,该工程高边坡地层为煤系岩层,煤系岩层岩性软,含有大量泥质粉砂岩、碳质泥岩和碳质页岩。这种岩层有吸水性强、遇水强度损失快、易膨胀软化、脱水易干裂、容易发生破坏等特点。不良的地质对工程高边坡的稳定性极为不利,容易造成岩体变形,相对强度较低的软土土层容易形成滑动面,出现裂缝和滑坡现象。
2高边坡工程支护施工技术
2.1放缓边坡
市政工程边坡处治中,放缓边坡是较为典型的方法,其操作便捷且安全可靠。从边坡失稳的成因来看,与坡度大、边坡偏高有密切的关联。鉴于此,可确定失稳的土体,将该部分清理干净,从而达到放缓坡度的效果。但此方法也存在局限,即切削掉的土体的处理是重难点,实践中普遍存在征占土地偏多的情况。
2.2毛石混凝土挡土墙施工技术
挡土墙施工技术具有广泛的用途,随着应用的增加,该工艺已经慢慢成熟,但是仍然存在缺点。因此,在施工过程中应特别注意规范施工,具体操作如下:①现场清理工作。在挡土墙施工初期,相关工作人员需清理施工现场,以方便后续开挖工作,在基坑开挖中也必须进行清理工作。另外,在开挖基坑前,必须设置排水沟,以减少雨水对基坑的破坏,并确保人员安全;②基础处理。对于挡墙基础所在持力层无法满足工程要求的情形,在挡墙基础施工前,必须按照设计要求对挡墙基础进行处理;③模板安装。在模板安装工作中,首先要检查材料,确认其符合标准和质量,并对模板的表面进行打磨,安装工作还需要施工人员的配合以提高工作效率;④合理的伸缩缝。通常每个伸缩缝为20~30mm,缝内一般采用沥青油麻丝填充密实;⑤毛石混凝土挡墙施工。浇注过程需要保持材料的连续性以确保浇注质量,浇筑完成后,应组织混凝土维护工作;⑥拆除模板。拆除模板之前,需要检查混凝土以确保混凝土强度符合标准,然后进行拆除工作。
2.3工程防护
工程防护主要有砌块封闭和素混凝土封闭两种方式。①利用砌体封闭。对于大陡坡或稳定性不足的边坡,可采取砌块封闭措施,应用效果较好的材料有浆砌片块石、预制块等。②利用素混凝土封闭。对于性质较好的边坡,可以配制适量的素混凝土,将其均匀喷射至边坡表面,该方法可提高岩土体的抗风化能力,避免岩石发生剥落。但此方法仅能达到表层防护的效果,同时美观性较差,若存在景观绿化的需求,则不宜将其作为首选方式。
2.4市政工程高边坡的开挖
对市政工程高边坡的开挖计算结果得出:原始边坡的稳定性系数为1.181,尤其在坡脚处的应力集中明显,若不进行开挖治理,随着时间的推移,坡脚最先会发生失稳破坏;在三级边坡开挖的过程中,坡脚承受自重应力影响逐渐减小,稳定性是逐步加强的,在开挖完毕后坡脚处仍存在部分应力集中。2)通过对市政工程高边坡的支护治理后可知:在框格梁的加固作用下的稳定系数为1.429,相较开挖后支护前的稳定系数1.357,增幅不大,表明其未对坡体的位移产生很好的约束;框格梁+预应力锚杆的组合加固措施则展示其优异的阻滑性能,稳定系数增大至1.851,达到了预期的治理效果。施工过程中,建议在坡顶和坡脚处构筑截水沟,防止雨季的降雨入渗对加固工程的危害。
2.5复合土钉墙支护边坡
复合土钉墙支护边坡的稳定性与各因素之间存在复杂的耦合关系,如与土钉的数量与深度以及布置形式、锚杆的数量与深度以及布置形式,土钉与锚杆的组合形式,截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层的布置参数均有一定的关系。根据理论计算原理,经过多次分析计算,复合土钉墙如构筑截水帷幕、微型桩,其稳定性大大提高,稳定性安全系数可达1.60,但其工程费用也大幅度提升。但如只利用土钉和锚杆之间进行组合,常常不满足边坡稳定性要求,稳定性安全系数<1.10,特殊情况下稳定性安全系数仅0.90。最终通过采用挂网喷射混凝土面层并结合土钉、预应力锚杆的型式,其稳定性安全系数可达1.40,且投资较小,施工简便、快速,适宜河道内高边坡稳固。
3高边坡支护工程施工的注意事项
3.1施工前准备
在行高边坡工程施工之前,必须进行详细的施工组织设计,科学合理地安排工程实施过程中每个环节的过程和顺序,以便工作能够顺利进行。在此期间,如果要确保施工设计的合理性,首先由相关设计师仔细、严格地调查该地区护坡工程的施工现场,例如土壤质量、边坡和气候等,然后结合该工程的岩土工程勘察报告及当地经验进行设计。除此之外,边坡工程在设计、实施过程中必须考虑排水问题。在高边坡的建设中,为了最大限度减少投入成本,可以根据当地条件就地取材,避免异地取材导致的成本增加。为了确保施工方计划的有效性,在实际施工出现问题的情况下,有必要与相关方进行有效联系并及时调整施工计划,保证工程质量及进度。在建设高边坡工程之后,应按照规范、设计要求对边坡工程进行监测、维护。
3.2优化前边坡稳定性计算
选取刚体极限平衡分析理论中公认较为准确的M-P法评价边坡稳定性,优化前计算得到的边坡稳定性系数为1.346,另由《公路路基设计规范》(JTGD30-2015)相关规定并综合考虑边坡服役年限及支护结构的长期安全稳定性可知,考虑地震力作用时边坡稳定性系数≥1.15即可满足设计要求,由此可见,优化前的支护方案偏于保守,以下采用正交试验设计法对原支护结构参数进行优化。
结束语
综上所述,随着我国市政工程网的逐步扩展,市政工程建设已经在向偏远地区延伸。偏远地区的交通状况欠佳,现场建设环境错综复杂,受雨水冲刷等因素的影响,易发生滑坡,市政工程高边坡失稳现象的出现将严重影响市政工程的正常通行。工程实践中,需采取科学的勘察方法,准确探明高边坡失稳等异常状况的成因,将可行性、可靠性、协调性等作为设计原则,采取相应的边坡处治措施,切实提高边坡的稳定性。
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