公路边坡稳定性分析及锚固治理措施研究
公路边坡稳定分析

公路边坡稳定分析公路边坡是指公路两旁的斜坡地形,其稳定性对于道路的安全运营至关重要。
本文将对公路边坡的稳定性进行分析,并提出相应的对策和建议。
一、边坡稳定性分析1. 边坡材料特性公路边坡的材料多为土质,因此需要对土体的物理力学性质进行分析。
这包括土体的密实度、抗剪强度、渗透性等参数,以评估其稳定性。
2. 边坡坡度和坡高边坡的坡度和坡高是决定边坡稳定性的重要因素。
较陡的坡度和高的坡高会增加边坡的失稳风险。
因此,需要对边坡的设计要求、实际情况等进行综合分析。
3. 边坡地质条件边坡的地质条件直接影响边坡的稳定性。
需要考虑的地质因素包括地质构造、岩性、断裂等,以确定边坡的稳定性评估标准和分析方法。
二、边坡稳定性分析方法1. 极限平衡分析法极限平衡分析法是最常用的边坡稳定性分析方法之一。
它通过分析边坡在不同荷载和地质条件下的平衡状态,确定边坡的稳定性,并根据计算结果提出相应的加固措施和建议。
2. 数值模拟分析法数值模拟分析法利用计算机软件对边坡进行模拟,模拟边坡在不同荷载和地质条件下的受力和变形情况。
通过分析模拟结果,得出边坡的稳定性评估,并提出相应的治理方案。
三、边坡稳定性治理措施1. 边坡加固设计根据边坡分析结果,设计相应的边坡加固措施。
这包括使用加固材料、增加边坡的支护结构等,以提高边坡的稳定性和抗滑性能。
2. 排水措施排水是边坡稳定的重要因素之一。
通过设计合理的排水系统,降低土壤的含水量,减少边坡受水力影响,提高边坡的稳定性。
3. 灌浆加固对于因地质条件不良导致的边坡问题,可以采取灌浆加固的方法。
通过注入稀浆材料,填充土壤中的空隙,提高边坡的稠度和强度,增加边坡的稳定性。
四、边坡稳定性监测与维护1. 定期监测对公路边坡进行定期监测,包括测量边坡的位移、裂缝变化等情况,及时发现边坡稳定性问题,并采取相应的维护措施。
2. 维护保养定期对边坡进行维护保养,及时清理排水系统、维修加固结构等,确保边坡的长期稳定性。
论公路路基边坡稳定性影响因素及防治措施

论公路路基边坡稳定性影响因素及防治措施摘要:路基边坡作为公路组成的重要环节,其失稳现象不仅对道路的正常使用造成影响,同时还会威胁到道路的运行安全,因此分析路基边坡失稳原因,制定有效防护措施,对于现代交通事业的发展而言既重要又紧迫。
关键词:路基边坡;稳定性;影响因素;防治措施1.路基边坡稳定性影响因素作为一个开放、动态的复杂系统,公路路基边坡失稳原因具有一定综合性与复杂性。
通常而言,地质因素与非地质因素为路基边坡失稳的两大主导因素。
1.1地质因素(1)边坡岩土体类型及性质。
砂性土边坡由于其所含砂或砂性土拥有较大的透水性,因此容易在振动作用下因液化破坏而造成边坡失稳;粘土边坡通常在干燥时坚硬但易开裂,遇水后又易膨胀分解,因此对于边坡稳定性维护不利;而软土边坡抗剪强度较低且流变性明显,使得边坡很难趋于稳定。
(2)边坡形态。
通常而言,路基边坡越斗其稳定性越差,边坡越缓稳定性越好;坡高越大边坡越易失稳;凸形(平面形态)边坡相比凹形边坡稳定性较差,即使同为凹形边坡,边坡等高线曲线半径越小则边坡越稳定。
(3)地质条件。
通常情况下,反向倾斜边坡稳定性优于同向倾斜边坡,并在同向倾斜边坡中,结构面倾角越大,边坡稳定性越差;当倾向不利的结构面走向平行于坡面时,边坡稳定性表现最差,反之便越稳定。
(4)水文条件。
由于地下水的富集程度随边坡水文条件的变化而改变,而水体又对岩体、土体、泥化夹层以及软质岩力学性质影响明显,因此路基所处位置的地表水与地下水的富集程度对边坡稳定性存有一定的影响。
1.2非地质因素(1)气候条件。
降雨为气候条件中影响最为严重的因素,其可导致边坡组成材料因含水率过高而出现软化现象,同时对于某些特殊岩体而言,还会使其发生膨胀及其改变物理力学性质,从而造成边坡失稳。
(2)风化作用。
风化作用通常可扩大并增加岩土体裂缝,致使其透水性增强,抗剪性降低,对边坡坡度与形状造成影响;与此同时,地表水因风化裂隙等次生结构面及次生粘土矿物的产生而易于入渗,进而使地下水的动态发生改变。
公路边坡稳定性评价方法及滑坡防治措施

公路边坡稳定性评价方法及滑坡防治措施引言近年来,随着国民经济的飞速发展,“村村通公路”工程的进一步实施,在地形困难路段修建的公路越来越多。
受各种条件的限制,大填、大挖方路段频繁出现,相伴而来出现了较多的路堤边坡失稳,边坡及路堑边坡坍塌等地质灾难现象,给公路建设、运营带来巨大的经济损失。
因此在公路建设中需要选用合理的方法评价其边坡稳定性,根据评价结果确定合理的边坡治理措施进而做到既保证公路运营的安全,又节约投资。
由此看来,稳定性评价的方法显得至关重要。
本文对边坡稳定性评价方法和滑坡防治措施进行研究,为二程技术人员在实际工程中选用合理的评价方法和防治措施提供参考。
1、公路边坡病害的分类边坡病害可分为以下3类。
1、1滑坡滑坡是路基山坡土体或岩体由于长期受地下水、地表水活动的影响使其结构逐渐失去支撑力,在自重的作用下,整体沿着一定软弱面向下滑动。
滑坡按其引起滑动的力学特性来区分,可分为牵引式和推移式滑坡。
牵引式滑坡是下部先滑动,使上部失去支撑而变形滑动,一般速度较慢,可延续相当长时间,横向张性裂隙发育,表面多呈阶梯状或陡坎状。
推移式滑坡是上部岩土挤压下部岩土体产生变形,滑动速度较快,滑体表面波状起伏,多见于有堆积分布的斜坡地段。
1.2崩塌所谓崩塌是整体岩土块脱离母体,忽然从较陡的斜坡上崩落下来,并顺斜坡猛烈翻转、跳跃,最后堆落在山脚。
其具有突发性,危害较大,与滑坡的区别是崩塌发生急促,破坏体散开,并有倾倒、翻滚现象。
而滑坡体一般总是沿着固定滑动面整体、缓慢地向下滑动。
1.3剥落所谓剥落是指边坡表层受风化,在冲刷和重力作用下,不断沿斜坡滚落。
2边坡稳定性评价依据在对边坡进行稳定性评价之前,需要搜集工程地质环境资料,这既是选取边坡稳定性评价方法的依据,也是边坡稳定性评价的基础性资料。
它包括自然地理条件、地层岩性、地质构造及地震、水文地质条件等,可以通过查阅历史资料、调查访问及地质勘探获得”。
2边坡稳定性分析边坡稳定性分析主要采用定性与定量相结合的评价方法,根据2种方法的评价结果,得出统一结论,确定该边坡的治理措施。
高速公路边坡稳定性分析及防护措施研究

高速公路边坡稳定性分析及防护措施研究高速公路作为现代交通运输的重要组成部分,其建设和运营对于地区经济发展和人民生活有着至关重要的影响。
然而,在高速公路的建设和运营过程中,边坡稳定性问题一直是一个不容忽视的挑战。
边坡失稳不仅会影响公路的正常通行,还可能造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此,对高速公路边坡稳定性进行准确分析,并采取有效的防护措施,具有重要的现实意义。
一、高速公路边坡稳定性的影响因素(一)地质条件地质条件是影响高速公路边坡稳定性的根本因素。
不同的地层岩性、地质构造和岩土体结构,其力学性质和稳定性存在显著差异。
例如,软弱岩层、断层破碎带、岩溶发育区等地质条件较差的区域,边坡容易发生失稳。
(二)地形地貌边坡的高度、坡度、坡形等地形地貌特征对其稳定性有着直接影响。
一般来说,高陡边坡、陡坡比缓坡更容易发生失稳,直线坡比折线坡和台阶坡稳定性差。
(三)水文条件地下水和地表水的作用是导致边坡失稳的重要因素。
地下水的渗流会降低岩土体的强度,增加孔隙水压力,从而削弱边坡的稳定性。
地表水的冲刷和侵蚀作用也会破坏边坡的表面结构,加速边坡的变形和破坏。
(四)气候条件气候条件如降雨、降雪、风化等会对边坡稳定性产生影响。
大量的降雨会使岩土体饱和,增加自重,降低强度;降雪的冻融作用会导致岩土体结构疏松;风化作用则会使岩土体逐渐破碎,降低其稳定性。
(五)人类活动高速公路的建设和运营过程中的开挖、填方、爆破等人类活动,会改变边坡原有的平衡状态,增加边坡失稳的风险。
例如,不合理的开挖方式会导致边坡过陡,填方不密实会引起不均匀沉降。
二、高速公路边坡稳定性分析方法(一)定性分析方法定性分析方法主要包括工程地质类比法和图解法。
工程地质类比法是通过对已有的类似边坡工程的稳定性状况进行分析,来推断当前边坡的稳定性。
图解法如赤平极射投影法,通过对边坡结构面和坡面的几何关系进行分析,判断边坡的稳定性。
(二)定量分析方法定量分析方法包括极限平衡法和数值分析法。
运营高速公路滑坡稳定性分析及处治方案研究

运营高速公路滑坡稳定性分析及处治方案研究作者:汪继平麦荣章曹小燕王永斌来源:《西部交通科技》2024年第02期作者简介:汪继平(1975—),硕士,高级工程师,主要从事高速公路建设和运营管理工作。
摘要:广西某运营高速公路老滑坡受降雨及台风影响再次出现“复活”,文章结合现场工程实例,通过现场勘查分析滑坡成因,在理论计算滑坡稳定性的基础上,对处治方案进行比选,确定最优处治方案。
通过处治后效果评价表明,所选处治措施控制效果良好,保证了高速公路的运营安全,为类似滑坡的工程治理提供参考。
关键词:高速公路;滑坡;稳定性分析;处治方案;效果评价中图分类号:U418.5+50 引言滑坡会给人民生命财产安全造成巨大损失,有的甚至会带来毁灭性的灾难。
广西某高速公路一路段于2007年雨季过后发生整体性滑塌,根据滑坡体特征,共划分为6个变形体。
2010年、2013年均受暴雨及台风影响,部分变形体出现了“复活”,滑坡发生及“复活”时均采取了相应的处治措施。
2019年7月,受持续强降雨和台风等特殊天气影响,滑坡体再次出现“复活”,险情严峻,为保证高速公路的运营安全,需采取有效措施对滑坡进行处治。
国内外学者对滑坡稳定性分析及相关防治措施做了大量研究。
谢飞鸿等[1]对滑坡前和滑坡后的边坡稳定性进行了计算,根据滑坡地质环境特征对滑坡治理提出支挡和排水的综合措施。
王恭先[2]依据多年经验,对滑坡进行深入了解并对治理方案进行了比选,提出考虑4个因素和不同类型滑坡的治理方案。
李新平等[3]在利用传递系数法结合有限单元法计算滑坡稳定性的基础上,采用遗传算法选出了合理的滑坡治理方案。
陈羽等[4]使用传递系数法对隧道洞口滑坡稳定性进行了分析评价,提出了相应的滑坡治理措施。
崔永杰等[5]以秦岭某隧道出口滑坡为例,分析了滑坡成因及稳定性并确定了合理的治理方案。
陈云生等[6]在分析阳鹿高速公路巨型滑坡稳定性的基础上,选择了“卸载后缘部分滑坡体+坡脚反压+钢管群桩+综合防排水”的处治方案。
边坡稳定性分析及治理措施研究

边坡稳定性分析及治理措施研究摘要:边坡工程的安全稳定性分析是国内外岩土工程领域的一个研究热点。
由于边坡失稳发生的地质条件相当复杂,作用因素多且具有不确定性,使得现阶段岩土工程界技术人员还不能完全掌握边坡失稳的发生机理,也不能从定量上完全把握坡体变形的演化过程。
目前边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务,因此对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。
关键词:边坡稳定性定性分析治理措施引言由于城市发展需要,对某公路的路边边坡进行了开挖,形成了约30m高的路堑边坡。
设计开挖坡率为1:1.0,台式放坡,每台阶高约10m,该边坡于2010年7月开挖施工后,自然边坡的稳定性被破坏,边坡中部的部分土体失衡形成滑坡,并在施工过程中滑坡规模逐渐扩大,对沿线的车辆存在一定的安全隐患。
1.边坡工程概况1.1地质条件根据地质调绘和钻孔揭露,主要存在4个岩土工程单元层,岩土层的分布、结构及工程性状分述如下:①素填土:灰黑色,松散,梢湿;由粉质粘土、碎石组成。
厚度一般1.20~2.70m,最厚5.50~10.60m,为坡顶建筑弃渣填土,填土年限>10年。
②-1次生红粘土:灰黄色,硬塑~坚硬为主,局部可塑。
成分以粉粘粒为主,含少量砾石。
该土层孔隙度大,该土体为液限≥45%的高塑性、高孔隙比的特殊性岩土,具有干燥时易干裂,遇水易软化的特征。
厚度2.60~31.96m。
②-2含碎石粉质粘土:灰黄色,硬塑~坚硬;成分以粘粉粒为主(次生红粘土),碎石占30~40%,粒径20~60mm,成分为强~弱风化泥岩、泥质粉砂岩。
该土层孔隙度较大,有利于地表水下渗,同时遇水易软化。
场地绝大部分孔有分布,厚度2.30~29.50m。
③红粘土:棕红~褐黄色,可~硬塑。
成分为粉粘粒,为灰岩或碳酸岩系风化残积土;该土体为液限≥50%的高塑性特殊性岩土,具有干燥收缩干裂、饱和膨胀的特性。
厚度7.90~16.08m。
④微风化石灰岩、硅质灰岩:灰色,致密结构,块状构造。
影响公路边坡稳定性的因素分析及防治措施

影响公路边坡稳定性的因素分析及防治措施对公路边坡病害原因的分析,采取边坡的防护措施,坡面防护和冲刷防护,使用条件及施工注意事项,在不同环境和施工条件下采用不同的防护类型。
标签:公路;边坡稳定性的因素;原因分析及防护措施引言:近年来我省许多公路边坡失稳的事例屡见不鲜,由于边坡失稳不仅影响行车安全,掩埋公路中断交通,甚至已建成的公路放弃使用,造成不可估量的经济损失;同时也给人们的生命财产带来重大损失,因此研究公路边坡的防护治理显得非常迫切和必要,通过对丹锡高速公路锦朝段和长深高速公路阜朝段的边坡施工和维护,总结出影响边坡的稳定因素和采取的防护措施,为今后施工提供经验。
1 影响边坡稳定性的因素分析影响边坡稳定性的主要因素分为两类:自然因素和人为因素。
1.1影响边坡稳定性的自然因素(1)地质条件坚硬岩石由于地质构造引起的失稳以崩塌和结构面失稳为主;软弱岩石是由于应力控制性失稳为主。
所谓地质构造影响是指岩石结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成分和结构面的产出状态对边坡稳定性的影响。
(2)水文地质条件边坡水文地质条件的改变必然导致其地下水富集程度的改变。
由于岩土体的力学性质受水的影响很大,地下水富集程度的提高一方面增大坡体下滑力;另一方面降低软弱夹层和结构面的抗剪强度,导致不少边坡失稳与边坡水文地质条件恶化有关。
(3)气候因素气候类型不同,大气降雨也不同,因此在不同的地区由于大气降雨不同,即使其他条件相同,边坡的稳定性也不同,暴雨或长期降雨及融雪过后往往可以见到边坡失稳增多的现象,大气降雪、融雪的增加提高了地下水的补给量,一方面降低岩体强度,增大孔隙水压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;另一方面降低岩体强度,增大孔隙水压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;同时增大边坡的下滑力,两者结合起来极大地降低了边坡的稳定性。
(4)风化作用它使岩土的抗剪强减弱。
裂隙增加、扩大,影响边坡的形状和坡度;透水性增加,使地面水易于侵入,改变地下水动态等,沿裂隙风化时,可使岩土体脱落或沿斜坡崩塌、堆积、滑移等。
高速公路陡坡路堤防护与稳定性研究

高速公路陡坡路堤防护与稳定性研究引言:高速公路作为现代交通网络的重要组成部分,为人们出行提供了便利和快速。
然而,在高速公路的建设过程中,陡坡路堤的防护和稳定性问题一直备受关注。
本文将探讨高速公路陡坡路堤的防护和稳定性研究,以此为基础提出相应的解决方案。
1. 陡坡路堤的特点和挑战陡坡路堤是指高速公路沿山岭等地形建设时,为了克服高差而采取的开挖和填平的工程性路堤。
陡坡路堤具有以下特点和挑战:1.1 高度差大:陡坡路堤的高度差一般较大,可能达到几十米或以上的范围。
这就要求在路堤的施工过程中,要合理设计边坡的坡度和边坡稳定性。
1.2 地质条件复杂:陡坡路堤的地质条件多种多样,包括软土、黏土、砂土等。
不同的地质条件对路堤的稳定性和防护策略提出了不同的要求。
2. 陡坡路堤的防护措施为了确保陡坡路堤的稳定性和安全性,需要采取一系列的防护措施。
以下将介绍几种常见的防护措施:2.1 边坡护面:在陡坡路堤的边坡表面加装边坡护面,以增加边坡的稳定性。
边坡护面一般采用护面板和护面网结构,并与边坡之间加设护坡钢筋。
2.2 喷射混凝土:使用高压水泥浆将混泥土射入陡坡路堤的边坡表面,形成一层坚硬的混凝土保护层。
这种方法能够提供较好的边坡稳定性和抗冲蚀能力。
2.3 植被覆盖:在陡坡路堤表面种植各种绿植,以增加陡坡路堤表面的土壤结构强度和抗冲蚀能力。
植被覆盖具有环保效益,对防治土壤流失也有积极作用。
3. 陡坡路堤的稳定性研究为了研究陡坡路堤的稳定性,需要结合地质勘察和工程力学等学科的理论和方法。
以下将介绍几个重要的稳定性研究内容:3.1 边坡稳定性分析:通过对陡坡路堤边坡进行力学分析,确定边坡的稳定性边界。
通过风险评估和安全系数计算,为陡坡路堤的设计和施工提供科学依据。
3.2 岩体强度测试:对陡坡路堤周围的岩体进行强度测试,了解岩体的力学特性。
这对于高边坡的施工和边坡支护的设计具有重要意义。
3.3 模型试验研究:通过搭建模型进行陡坡路堤的力学实验,模拟真实工程情况,评估陡坡路堤在不同荷载条件下的变形和破坏机理。
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公路边坡稳定性分析及锚固治理措施研究发表时间:2018-12-29T09:09:21.477Z 来源:《防护工程》2018年第28期作者:陈进曹杨飞[导读] 介绍某公路K48+200岩体滑动边坡稳定性分析和预应力锚杆(索)锚固治理的设计过程,为类似工程提供参考和借鉴。
中国铁建港航局集团有限公司摘要:以道路滑坡为研究对象,介绍某公路K48+200岩体滑动边坡稳定性分析和预应力锚杆(索)锚固治理的设计过程,为类似工程提供参考和借鉴。
关键词:公路边坡;稳定性分析;锚固治理;设计前言我国是一个地质灾害频发的国家,随着人类工程活动项目的增多,人为作用引发的地质灾害数量在逐渐增多,造成的损失也愈加严重。
地质灾害中尤以滑坡地质灾害最为突出,发生的频率最高,特别是在山区地形中危害最广。
本文以劈山开挖形成的岩质边坡为例,介绍岩体滑动边坡稳定性分析和预应力锚杆(索)锚固治理的设计过程。
1 工程概况某公路是由劈山开挖修筑而成,其K48+200段边坡为岩质边坡,坡长120余米,高20余米,坡向100°,坡度35~47°。
该公路建成运营1年后,K48+200段坡体发生滑动变形,边坡混凝土支架部分断裂,坡脚排水沟壁因膨胀开裂,逐步形成破坏性滑坡,严重影响到公路质量与使用。
为有效控制公路危害,在公路勘测和稳定性分析的基础上,拟采用预应力锚杆(索)作永久性锚固治理。
2 地质和水文地质条件坡段为基岩丘陵地貌类型,地形起伏较大。
地层为白垩系下统碎屑岩组,主要以泥质粉砂岩夹薄层泥岩为主,岩层为中厚状,产状140°∠12°,坡面岩石风化程度中等偏微风化。
岩层发育过程中,形成两组倾斜度大的裂隙,呈张裂状,分布均匀,内有粘性土填充。
坡段所处地势较高,其地下水主要来源于大气降水补给,即季节性基岩裂缝水。
在雨水充沛的季节,降水部分渗入基岩使裂缝充水,形成季节性地下水体,再通过陡倾斜裂隙逐渐下渗,以季节泉形式在坡脚排泄。
3 边坡滑动特征3.1 形态特征通过实地走访和现场调查,发现边坡滑坡形成的主要原因是残坡积土堆积造成的。
破段后缘高程421~434米处有多条裂缝,且裂缝大小和长短不一,从平面上来看裂缝呈圆弧状,延展性较好,汇入后整体形成一条长约130m、宽为5~30cm的主裂缝。
滑坡边界明显,地表有明显的开裂下陷,且滑坡不同部位也有程度不一的变形,具体如图1、图2所示:图2 滑坡后缘从上图可见滑坡平面呈弧型,整体坡面较缓,滑动主方向约为134°,斜长约39米,宽约150米,厚约4.5米,由此可知面积约5850平方米,体积约2.6万立方米,隐患体前沿坡度较陡,约45°左右,切坡高0~8.0m。
3.2 滑坡结构特征及类型滑坡主要由三部分组成,即滑坡体、滑带(面)及滑床(图3),其结构特征具体如下:①滑坡体物质组成滑坡体物质主要为粉质粘土,偶夹巨大块石,其中粉质粘土层较厚,厚度一般多在1.6-8.9米之间。
总体来说,滑坡体具有土体结构松散、土石分配不均等特征。
图3 工程地质剖面图②滑带(面)特征滑坡主滑面基本沿岩层面分布,其中,滑带中下部位于残坡积层与基岩接触带附近,滑带后缘位于基岩面以上的残坡积层中。
滑带地段一般是通过钻孔揭露,存在科技揉搓及挤压片理化现象。
滑带物质主要为土黄色及褐黄色粉质粘土,偶夹碎石,呈饱和状态。
就其剖面形态来看,滑面呈弧形,前缘至后缘,其坡度前缓后陡。
③滑床特征结合钻孔揭露资料,滑床上部为全风化凝灰岩(局部粉质粘土层),呈灰褐色、褐黄色及青灰色,厚度为12.7m-23.7m,因岩石风化严重,发育有风化裂缝,岩芯多呈土柱状,局部间夹少量块状、碎块状,岩层松软力学强度低。
滑床中部为强风化凝灰岩,厚度为3.1m-4.1m,风化强烈,发育有风化裂缝,岩芯基本呈块状、碎块状,块径多为1cm-4cm,局部少量短柱状,除此外还有少量风化碎屑物。
滑床下部为微-未风化的凝灰岩,岩石坚硬且密实度高,没有发育裂缝,岩芯完整性好,多呈柱状,岩层产状150°∠60°。
④滑坡类型根据不同层面划分滑坡可分为多种类型,下面主要从物质组成、滑体厚度、运动形式、滑坡体积等方面进行划分。
首先从滑坡体组成物质上,该滑坡属残坡积层土质滑坡,沿基岩风化壳层面产生滑动;从滑体厚度上属浅层滑坡,其滑坡体厚度一般在10m 以内;从运动形式上属牵引式滑坡,下部先滑,上部失去支撑后再滑;从滑坡体积及成因上属小型工程滑坡。
位于边坡中南端的岩体发生滑动变形,滑体前缘位于坡面南段,滑体后缘张拉裂缝位于坡顶北部,裂缝落距为15cm~30cm,缝深1.1m。
滑体长、宽皆为44m,主滑方向为140°,滑动面破碎带影响范围,宽及78m,高及坡顶外15m。
经勘测,滑动体厚度为2~12m,滑体体积约17000m3。
主滑岩体尚属完整,被裂隙切割呈菱块状,而滑体周边岩石较破碎。
结合勘测现状进行分析,该公路边坡已初具滑坡雏形,前缘滑面所处位置在坡脚路沟下约1m处,其结构面属泥岩夹层,岩体顺层滑动。
4 边坡滑动成因与稳定性分析4.1 边坡滑动成因结合滑坡成因及滑体特征分析,边坡滑动形成原因是岩性及产状、降水渗入浸泡、构造裂隙切割等因素综合作用造成的。
边坡地处桂南多雨区,其岩层主要以泥质粉砂层为主,夹薄层泥岩,泥岩厚度一般为5~10cm,其土质松软强度低,受季节性地下水浸泡,泥岩易产生泥化形成层间软弱结构面,岩层倾角小于坡角,从而容易导致斜坡岩体向临空面滑移。
滑体后壁呈折线状的①170°∠73°、②75°∠75°,发育形成陡倾斜裂缝,裂缝延伸长,切割深,以赤平投影图分析,两组结构面楔形体交线产状为126°∠72°,岩体滑动方向和后壁倾角受裂隙组合结构面控制。
4.2 稳定性分析取滑体主轴方向单宽岩体,基于两组结构面构成滑体的平面剪切破坏边坡进行稳定性计算分析,过两结构面交点作垂直线CD,将滑体分成Ⅰ、Ⅱ两部分,以两滑块平面滑动型进行计算分析。
设块体Ⅱ对块体Ⅰ的推力为P,块体Ⅰ的下滑力为S,抗滑力为F,地下水对块体Ⅰ、Ⅱ的浮托力分别为U1、U2,在滑动面充水且不考虑动水压力条件下的边坡稳定性系数为KS,则:结合上述公式,分别对滑体自重条件和滑动面充水条件下的岩体稳定性进行计算分析,其结果如表1所示:表1 边坡稳定性分析计算表综上分析计算可知:滑体自重条件下,边坡稳定性系数KS=1.16,而二级边坡稳定安全系数K≥1.30,所以边坡处于相对稳定状态,但仍不满足边坡稳定性要求;当降雨使滑动面L2处于半充水状态时,边坡受到岩体自重和地下水静水压力的共同作用,其稳定性系数KS=0.81,远小于二级边坡稳定安全系数要求,因此边坡处于不稳定状态。
根据验证计算,当边坡处于临界平衡状态时,边坡地下水位=8.0m,KS=1。
由此评价该边坡属于不稳定边坡,必须采取有效措施进行工程治理。
5 关于治理工程的设计5.1 科学选择治理方案以及锚固力的计算本工程边坡具备以下特征:第一,周界较为清晰,岩石的强度相对较高,且滑动岩体比较完整;第二,导致坡体滑动最主要的诱因在于降雨入渗;第三,开挖降坡比较困难,但坡面施工较为便利。
根据以上特征来选用科学合理的治理方案,本工程以预应力锚杆锚固滑体、排水孔树干地下水为主,坡面设置坡顶的回填裂缝和明沟截水为辅,综合治理边坡工程。
在锚杆设计工作开始之前,先将锚固力大小进行确定。
按照公式(3)若在边坡部分设置锚固力T,那么稳定性的系数公式则变成:锚固角δ选取,按《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002),边坡岩石锚杆与水平面夹角为15°~25°的要求,根据边坡施工条件,取δ=25°。
边坡稳定安全系数按二级边坡要求K=1.30,考虑大雨时可能出现短暂水位峰值,边坡安全系数提高10%取值,即取K=1.30×110%=1.43;设计边坡排(降)水孔使滑动面水位降至=8.0m,=0,根据式(2~4、5-2)和表1的相关参数,求得单宽锚固力:T=542.3(kN)。
5.2 布设锚杆边坡滑体真宽实测为44米,但对于坡面的影响可达78米,以一次根治、整体治理为原则,于坡脚和半坡的两个平台进行两排锚杆的布设,面宽为75米。
以直筒型的钢绞线预应力锚索为选用的锚杆类型,单根锚杆的轴向拉力设计为Na=800(kN),并计算锚杆的数量(N):公式中:为锚杆轴向拉力的极限值,(kN);D为锚杆钻孔的直径,(设计孔径φ110mm),(m);d为钢绞线的直径,(m);n 为锚杆用钢绞线根数,(根);为锚固体与岩石粘结强度的特征值,(根据较硬岩与M30水泥砂浆取700),(kPa);为锚固体与钢绞线粘结强度的设计值,(根据M30水泥砂浆取2.0×103),(kPa);为岩石与锚固体粘结效率的折减系数,可取为0.8;为钢绞线与锚固体粘结效率的折减系数,可取为0.6。
按照l≥lm1(取较大值)原则,与实际相结合,确定锚固段设计长度上排l=7.5(m),下排l=7.0(m)。
5.5 锚杆自由段的长度及锚杆长度的确定锚杆自由段的长度通常要以超出滑动面一米,并大于五米为基本原则。
通过锚杆进行位置与锚固角的布置,确定锚杆的自由段长度为上排16米,下排6米。
所以锚杆长度分别设计为上排23.5米,下排13米。
5.6 外锚的设计在锚杆当中,外锚是一个重要的组成部分,其在刚度、强度以及抗裂方面必须达到锚杆的极限荷载要求以外,其在结构形式上也必须有助于锚具安装、使用及防护。
在本方案中,外锚主体设计成梯台型的垫墩,现浇C30钢筋混凝土,且工作锚具要选择OVM公司OVM15-5型的锚具。
另外,垫墩的尺寸必须结合坡面岩石的承载力以及混凝土的强度验算结果进行最终的确定:(1)垫墩的底面尺寸将垫墩底面的验算面积设为Ad,将垫墩底面的压力平均值设为Pk,且坡面岩石的承载力特征值设为fa,那么应为:Pk≤fa,也就是:公式中:为施加于垫墩混凝土的轴向压力值,根据锚杆轴向拉力极限值取为1280kN;fc为混凝土轴心抗压强度设计值,根据C30的强度等级为14.3×103kPa;Am为垫墩顶面的受压面积,也就是锚垫板的面积(m2)。
5.7 辅助设施的设计位于上下平台的上部位置1.3m处,进行排(降)水孔的设置,共18个,且下入φ60mm的热镀锌滤管,其仰角为5°。
将孔深设计为15m—24m范围内。
在坡面的中部平台进行光面截水沟的设计,沟长达63米,横截设计成倒梯形,其沟深为0.3米,用水泥砂浆进行抹面。
针对坡顶的裂缝做好开挖沟槽底部的夯实,之后用粘土进行分层的回填并夯实,以此来缓解降水的下渗。
6 最终治理效果经过设计方案的具体实施,根据设计中单根锚杆轴向拉力值对施工锚杆进行预应力的张拉锁定,在工程竣工一年之后进行针对五十一根锚杆的位移观测,通常数据偏差在20mm以内,最大的偏差达到33mm。