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中圖分類號: U412.36+6文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言
近年來預應力錨索施工在高速公路高邊坡工程中的應用使其可以在地質條件十分復雜的情況下發揮作用。本技術特別是適用于巖石、砂性土、砂性粘土類的高邊坡加固工程。對大斷層、古滑坡、破碎帶等地質有著比較好的整治效果,有著明顯的經濟效果。也能應用在地下工程的地層加固、預支護等工程當中。本文就預應力錨索施工在高速公路高邊坡防護中的具體應用作簡要的分析。
二.工藝原理
當施工開挖高速公路后對自然應力產生了重大的改變,這是導致邊坡失穩的最直接原因。預應力錨索的一端和工程結構物質連接,而另一端則錨固在地基的巖層或土層當中,用以承受結構物的拉拔力、上拉力以及土壓力,它利用地層的錨固力作用于地梁從而使得邊坡穩定。
當錨索完成注漿之后,和地基膠結在一起,此外加上局部的漿液擴散到地層裂隙當中,相應的增加了地基的摩阻系數,更加利于傳遞預應力錨索的抗拔力。錨索在進行張拉后,在錨索的長度值范圍之內巖層擠壓,大大增加了巖層板間的摩擦阻力,導致撓度和內應力變小,也增加了錨索范圍值內巖體的整體抗彎壓能力。相鄰的錨索錐體由于壓縮而相互重疊,產生一定厚度的連續壓縮帶,使無粘結力的碎石體能夠承受相當負荷的重量,主要表現在預應力錨索的擠壓加固作用。
三.預應力錨索施工技術
施工技術流程(見圖1)。
四.施工技術、注意事項及相關問題處理
1.預應力錨索的施工技術
預應力錨索施工主要包括下索、鉆孔、制作錨索、注漿、張拉鎖定與封錨等。
下索:用人力分為多點將錨索塞入到錨孔中。
鉆孔:對錨索孔的成孔需要使用以壓縮空氣為動力的潛孔沖擊鉆機或者土質地層專用鉆機,從而確保不加水成孔,并且滿足設計的孔徑、鉆孔角度、鉆孔深度等要求。在進行施工時要確保鉆孔深度比設計錨索孔長0.5m。
制作錨索:對經過認真審查而符合規范的鋼絞線,應按照錨索的設計長度再加上1.5m,按照設計所要求的根數在特殊的支架上來編制錨索。對每根鋼絞線進行涂防護油,并且使用外套內徑值為2.0cm的PVC管來作為預應力的失效部分,對錨固段使用特定制作的緊箍件、擴張環按1m的間距來進行定位并且外裹鐵網。在實施本工序過程中要嚴格使用止水材料或粘膠帶來封堵錨同段與自由段的分界處。此外在成索的過程中一定要預先埋設注漿管。
注漿:在安放好錨索后應及時注漿,錨孔注漿采取水灰比為0.45的純水泥漿一次性注漿與多次高壓補漿來完成。在進行首次注漿時應采用水下注漿法,也就是通過注漿管從孔底開始進行注漿。將孔內殘留物以及滲水排出到孔外,直到孔口溢出漿液,進而確保灌漿的質量。在完成預應力張拉后,再通過錨墊板補漿孔來進行多次的高壓補漿,保證漿液對錨索完全有效的包裹。
張拉鎖定:等到注漿體以及地梁混凝土達到設計的強度,用標定過的張拉設備對各錨索鋼鉸線實施張拉。
封錨:在完成張拉之后,在確保留有8~10cm鋼絞線頭外,應切除多余的部分,并進行特殊防銹處理,最后對錨端頭實施封端處理。
2.施工過程中應注意的事項
由上述預應力錨索施工的工作原理能夠看出,錨索預應力鋼絞線按照設計要求的張拉到設計的噸位持荷是實施本防護工程措施的重點。通過結合現場的實踐工作對下面幾點實施嚴格的控制。
工序的組織安排必須要緊湊:多級邊坡遵循從上至下的施工防護步驟。在安排施工方面應該精心組織,保證工序銜接的緊湊,并且在每開挖出一級邊坡后,即行施工,盡量避免高邊坡開挖后長期曝曬,尤其是在雨季時節。
選擇鉆孔機型,滿足干鉆作業的需要:應結合不同地質層的結構類型、深度、成孔的直徑以及現場的作業條件來選擇使用鉆孔設備。機具在進行工作時要確保干鉆,堅決杜絕在鉆井中加水用以加快鉆井的速度等。常見的風動干鉆技術的機型有:MG50型、K2J.100型、潛孔鉆機Q25―100型等。
準確進行放樣孔位,做好鉆井的詳細記錄:在已經成型并且經整修滿足需要的高邊坡上,按照設計的參數來準確測定放孔位置能夠確保每根預應力錨索支固邊坡土體的應力區間。考慮到鉆孔機具在高邊坡施工中所搭設的支架平臺上展開工作,而滿足動荷作用下的平臺穩定性也是確保正常鉆機、成孔角度的―個重要因素。
在施工過程中,必須要詳細記錄鉆孔過程中的進度情況,以便在實施后續注漿時來作為參考。
勻速持壓注漿:以孔口的反冒漿來作為注漿飽滿的依據。同時應確保孔口補漿的到位。
地梁密實,混凝土表面力求美觀、亮潔:對處在坡率l:0.5~1的邊坡澆筑的地梁混凝土,施工起來尤為不便,因此在施工過程中應加強管理,保證地梁內實與外美。
做好地梁間坡面防護工作:對于已經完成預應力錨索施工的坡面,要盡快采用7.5#漿砌片石將地梁間坡面作封面,避免雨水浸蝕地梁、沖刷坡面。
3.施工過程中相關問題的處理辦法
退鉆困難:在施工過程中可能會遇到成孔之后出現退鉆困難的情況,通常可以采取強風出渣進退轉桿的方法來進行處理。
虧坡和坡面溶洞:由于邊坡開挖虧坡和坡面溶洞顯露在邊坡上,為了確保地梁澆注緊密著張拉和邊坡的需要,通常采取回填片石灌漿、填塞澆注混凝土、漿砌片石等方法來進行處理。
地質條件的變化:對于實際地質條件的變化情況,應該及時上報,專題研究解決。
下索困難:在較大裂縫部位出現下索困難或成孔經過溶洞時,應該使用長直鋼管越過這些部位來過渡,再行通過鋼管下索。有時也會因為保護成孔口不慎,導致落物下索的受阻,針對這種情況應該采用機原位,開鉆清孔來進行解決。
注漿不滿:裂縫、巖溶發育部位,按照正常注漿量孔口仍然沒有出現冒漿,有時甚至會出現超設計注漿量幾倍用量的情況。為此在注漿之前要依據各鉆孔的記錄資料加以反映,除了做好水泥用量提前供應之外,還應該通過探察鋼筋,對于錨固端是采取持續不斷的注漿方案來進行解決,而對自由端則可以采用下鋼管套來進行注漿,從而減少超量注漿的發生。
五.結束語
錨固工程施工因為工序多,而且又多是交叉作業,因此要協調好各工序的施工場地和作業時間。每個作業組應該把責任崗位落實到每一個人,從而有利于各個工序的銜接與協調,確保工程質量和進度。預應力錨索在高速公路高邊坡工程中的應用,對有效防止邊坡開挖產生臨空面,從而導致邊坡不穩定有著十分明顯的效果。
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1前 言
路基在公路工程施工中是一個十分重要的方面,其對公路工程的質量具有十分重要的影響。實踐證明,通過加強對公路路基邊坡防護的研究,可以有效地提高公路路基的施工質量,確保公路路基的安全性和可靠性。在對公路路基邊坡的研究過程中,一定要考慮到影響邊坡失穩的因素,從而對癥下藥,解決邊坡的治理問題。因此,根據自己的多年施工經驗的總結和研究,從公路路基邊坡失穩的因素出發,研究邊坡防護的原則以及具體的措施,希望對相關的領域的研究提供借鑒。
分析公路路基邊坡防護的原則
2.1在公路路基邊坡防護過程中,要堅持從工程地段的地質地貌條件出發,加強對滑坡做出科學合理的定性評價,在此過程中,再輔之以定量評價。
2.2要堅持技術原則和經濟原則的統一性。在進行邊坡防護過程中,要從本地的地形地貌地質條件族從科學的分析,并對各種地質地貌做出合理的利用,因地制宜,采取有效的控制措施,如此,可以讓工程治理更為穩定,且一定程度上降低了工程的成本。
2.3在進行邊坡防護過程中,要確保工程的安全性,實施安全作業管理。要在綜合考慮地震條件,做出科學合理的設計,并嚴格計算整個工程的安全系數。
分析公路路基邊坡失穩的因素
3.1公路建設的土石方工程階段是破壞原地貌植被、棄土、棄石的集中時期,工程用土范圍內原地表植被所具有的水土保持功能迅速降低或喪失,并為水土流失發生、發展提供了大量易沖蝕的松散堆積物。路基邊坡開挖、填筑是原有地表植被被破壞,形成大面積坡面,表土層抗蝕能力減弱,水土流失加劇,從而導致邊坡失穩的機率增大。
3.2設計中對滑坡路段巖土性質認識不足,設計邊坡率過陡。施工中未根據實際情況采取相應措施,塹坡仍按原設計破率開挖,邊坡過高過陡,難以保證自身穩定。邊坡開挖后,未及時進行防護,長時間暴露在大氣中,致使風化、沖刷嚴重。
分析公路路基邊坡防護技術
4.1混凝土擋墻:在高邊坡加固中,混凝土擋墻是一種比較常見的施工方式,這種方法能夠很好的改善滑坡體的受力失衡問題,進而使得滑坡體變形得到很好的控制。通常這種施工方式具有結構簡單易于操作且迅速起到相應的穩定高邊坡結構的優點。在進行混凝土當強的設計時,應該充分考慮滑面的形狀以及位置,從而選擇適合的擋墻基礎砌筑深度,此外,擋墻后面應該設計必要的泄水孔,從而有效地減少靜水壓力以及水的浸泡腐蝕。如圖1
4.2錨固洞:在加固高邊坡時,錨固洞加固技術是一種較為常見而且有效的方法,在施工時應該按照由內而外、自上而下、逐層加固的方式進行。處于同一結構面的錨固洞應該采取跳洞開挖的施工方式,從而降低由于抗滑力的減少而影響高邊坡的穩定性。此外,錨固洞自身具備一定的傾斜度,從而有效地避免了混凝土與洞壁之間結合不實的現象。
4.3植物防護措施:植物防護以成活的植物作為路基防護的材料,通過植物的葉、莖和根系與被保護土體的共同作用,在擬保護的路基部位,形成有生命的保護層;是一種積極、有生命的防護措施。采用鋪草皮、種草形式,利用植被對邊坡的覆蓋作用、植物根系對邊坡的加固作用,保護路基邊坡免受降水和地表徑流的沖刷。植物防護應根據當地土質、含水量等因素,選用易于成活、便于養護、經濟的植物類種。植物覆蓋對地表徑流和水土沖刷有極大減緩作用。植物根系能與土層密切結合,盤根錯節,使地表層土壤形成不同深度牢固的穩定層,從而有效地穩定土層,阻擋沖刷和坍塌。
4.3.1鋪草皮:草皮要選根系發達、莖矮葉茂、生長繁殖迅速、易成活、便于種植的草皮;干枯腐朽及喜水的草皮不宜使用,嚴禁用泥沼地區的草皮。如邊坡土不宜草皮生長,應先鋪一層厚10~20cm的黏性土,當邊坡坡度陡于1:2時,鋪黏土前應將邊坡先挖成臺階或溝槽。
鋪草皮可與其他防護措施結合使用。如片(卵)石方格草皮,由片石在邊坡上形成骨架,中間鋪草皮,可防止邊坡表面滑塌、草皮脫落。草皮還可以鋪于窗孔式護面墻、框格防護等開孔或格內,形成綜合防護。如圖2
圖1 圖2
4.3.2植樹:植樹防護的邊坡應較緩,最好是1:1.5或是更緩的邊坡。種樹宜選用與沈陽當地土壤、氣候條件相適應、根系發達、枝葉茂密、生長速度快的品種。對常浸水的農村公路,應選用喜水、耐水的喬木和灌木,適合沈陽地區優先選用楊樹、柳樹、紫穗槐;路塹路面及路肩邊緣外0.8~1.0m范圍內的路堤邊坡上下不一般種植喬木。
植樹防護可與種草、栽花等防護措施綜合應用,以獲得更好的防護效果。
4.3.3種草:選用的草籽必須適應沈陽地區的土壤和氣候條件。通常應選擇生長快、根系發達、葉莖低矮、枝葉茂密或有葡萄莖的多年生草種(三葉草、抓哏草)。當邊坡土質不宜草類生長時,可以在坡面培腐植土促進草類生長。同時在路肩上也可以栽植部分花卉,對路面起到美化的作用。
4.4 地下排水
4.4.1大孔徑排水管(溝):該種情況多用于泉眼式滲水,在多雨地區,部分泉眼雨季水量較大,采用傾斜式排水孔很難及時排出水流,往往造成邊坡明顯的沖刷。這種情況下采用加大孔徑的混凝土排水管(溝)具有較為明顯效果。
4.4.2支撐式滲溝:支撐式深溝主要設計在路基邊坡體裂縫水發育明顯,且出現多個滲出點,往以帶狀、面狀發育的坡面,由于其水豐富、分布分散,通過設置“Y”型支撐式滲溝,可有效收集邊坡一定范圍的滲水,并及時排出,對保證邊坡穩定、保持邊坡體強度具有一定作用,從而保證邊坡穩定。
4.4.3傾斜式排水管:在多雨地區,往往邊坡水在一定的深度內大范圍分布,若不及時排水,長期儲存在路基邊坡體內,影響邊坡體的巖土強度,不利于邊坡穩定,該情況下,可通過設置深層的帶孔排水管,必要式可采用上下交錯布設,可有克服支撐滲溝深度不足的缺點,將深層水排水。
4.4.4滲溝:滲溝對排水路基邊坡下滲水、裂縫水具有顯著效果,也可降低路基兩側的地下水位。
結束語
對于公路路基的邊坡,一定要采取有效的處理措施,不斷采用先進技術和機械設備,預防邊坡的出現,加強對邊坡穩定性的定量定性分析,強化對邊坡的預防治理工作,已經是整個公路建設施工,養護中的重要環節,在整個交通網絡建設中已得到了更多的關注。提高邊坡的防護水平,既保證了整個公路建設的質量,也促進了我國公路建設健康快速的發展。
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高速公路邊坡包括路塹邊坡和路基邊坡,因對公路本身的安全性能和周圍環境產生重要的影響,其生態恢復和景觀的營造,成為高速公路建設中的重要內容,邊坡工程防護和生態防護成為近年來研究的熱點,越來越受到重視。邊坡的防護、綠化與美化是高速公路建設的重要內容。單純的工程防護既增加成本,又破壞道路景觀。因此,邊坡的生態防護及景觀重建成為高速公路建設中的一項重要內容。
傳統防護的弊端
1.1 生態景觀效果差
缺乏植物覆蓋的邊坡一方面不利于固土護坡,破壞路基,還造成對周邊地區的不利影響。另一方面,也不利于改善高速公路的景觀效果,大量的巖石和混凝土不僅視覺效果差,且不利于凈化環境,與高速公路快捷、舒適的特點不相協調,在一定程度上給高速公路的行車帶來不安全因素。
1.2 安全穩定性差
一般情況下,高速公路設計中,由于種種原因,路基邊坡開挖和防護的設計比較簡單。這類設計主要缺點是,設計籠統、針對性差、防護措施簡單,對通車后出現的邊坡坍塌事故一般通過后續養護來處理。而高速公路作為交通運輸干道,交通量大,行車速度快,路基邊坡一旦出現事故,對交通運輸和人民生命財產的安全影響很大。
1.3 大量工程措施使成本增高
過去,高速公路邊坡防護大量采用漿砌片石等防護方式,這些防護形式大量使用石料和勞力,破壞了自然環境,造價也較高,并且隨著時間的推移其防護效果逐漸降低,無自我更新能力,必須經常維護,施工難度大,對行車環境和景觀環境影響也很大。
邊坡生態防護方法
單純的植被護坡方法
單純的植被護坡方案一般造價較低,工藝簡單,在條件允許的情況下,是綠化設計的首選方案。
播撒草種
最簡單經濟的植被護坡形式應是直接人工撒播草種,但其要求邊坡坡率舒緩,覆蓋土壤肥沃濕潤,必須在適宜季節施工,并且從播種到成坪需要1~2個月的時間。苛刻的條件使人工撒播這種植被防護形式在高速公路建設中已很少使用。
鋪設草皮
鋪設草皮可以“瞬時成坪”,減弱坡面徑流濺蝕,迅速發揮護坡功能,除寒冷的冬季外,其它季節都可以施工。鋪設草皮各地區均可應用,也可用于強風化巖質邊坡,多用于路堤邊坡。坡率一般不超過1∶1. 0,局部可不陡于1∶0. 75,坡高一般不超過10 m。對于急需植被封閉坡面的邊坡,采用鋪設草皮是首選方法。
液壓噴播植草
液壓噴播植草噴射出的是含有草種的懸濁液,草種被紙漿等懸濁液包裹,還有保水劑和其它各種營養元素,能不斷地供給草種發芽時所必須的養分和水分,粘合劑又能通過噴射時的壓力,使草種緊緊地粘附于土壤表面,形成比較穩定的坪床面,降水時不能形成沖刷表土的徑流。
掛網固定植被護坡的方法
掛網固定植被護坡主要由固定物、網(底布)和基材3部分組成。固定物(常見的有錨桿或U形釘)的作用是將網固定于坡面上,并對坡面的淺層穩定起到一定的作用;網(底布)的作用是使基材混合物依附于邊坡坡面;基材提供植物生長的環境。
三維土工網墊植草
三維土工網墊是一種三維柔性材料,鋪在坡面上,由于空腔的作用,能防止土坡面被雨水沖刷和維持其穩定,降低雨滴的沖擊能量,阻擋坡面雨水的流失,避免徑流的形成,從而有效地抵御雨水的沖刷。
土工格室植草護坡
土工格室生態護坡是土工格室與植草相結合而形成的一種新型護坡形式,由于土工格室對流水起到緩解消能作用,可促使其攜帶物沉淀在格室中,有效避免了草籽及幼苗被雨水沖走流失,大大提高植草覆蓋率。植物根系可增加土壤透水性能,一旦遇到雨水可迅速滲透,植被的覆蓋可使坡面減少雨水的直接沖擊,緩沖雨水流速。
厚層基材噴射植被護坡
厚層基材噴射植被護坡(一般稱為客土噴播)是目前解決巖石質邊坡植草綠化最常用的技術,是采用混凝土噴射機把基材與植物種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到需要防護的工程坡面上的植被防護技術。
結語
理念是靈魂,管理是關鍵,設計是核心,施工是保證。要樹立保護、回歸、融入、享受自然的理念,樹立與動植物為伴、地球大家園的理念。另一方面,建設業主要加強管理,采取措施,加大投入,加大環保專業的參與和發言權,做到環保與安全、質量同等重要,取得實效。只要各參建單位和相關部門通力協作真抓實干,將高速公路項目建設環境當做家園來保護和建設,就能夠將高速公路建設成為環境友好的、和諧的、可持續發展的工程。
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0.前言
工程造價的計價具有動態性和階段性(多次性)的特點。工程建設項目從決策到竣工交付使用,都有一個較長的建設期。在整個建設期內,構成工程造價的任何因素發生變化都必然會影響工程造價的變動,不能一次確定可靠的價格,要到竣工結算后才能最終確定工程造價,因此需對建設程序的各個階段進行計價,以保證工程造價確定和控制的科學性。論文參考網。我國對國有資金投資項目的投資控制實行的是投資概算審批制度,國有資金投資的工程原則上不能超過批準的投資概算。某地下空間項目是國有資金投資的項目,工程竣工結算價不超過政府部門批準的概算價是投資控制的目標。論文參考網。
1.建設單位對建設項目造價控制的方法
在基本建設中,作為投資方的建設單位除作為在項目實施過程中的協調組織各參建單位保質保量、在計劃時間內完成基建項目外,對項目投資進行有效的控制是建設單位最重要的任務之一。本節從建設單位的角度出發,探討如何控制建設項目的投資成本。論文參考網。
1.1設計階段的造價控制
擬建項目經過決策立項后,設計就成為工程建設的關鍵。因為設計是工程項目付諸實施的龍頭,是工程建設的靈魂,是控制基本建設投資規模,提高經濟效益的關鍵。在這一階段工程造價的管理主要體現在“技術與經濟”的相結合上。據經驗分析,設計階段對工程造價的影響程度達70%~90%。,設計的優劣直接影響建設費用的多少和建設工期的長短,直接決定著投入的人力、物力和財力的多少。據統計,技術經濟合理的設計,可以降低工程造價5%~10%,甚至可達10%~20%。
1.2施工階段的造價控制
在工程施工階段,由于工程設計已經完成,工程量已完全具體化,并完成了施工招標工作和簽訂了工程承包合同。據統計,這一階段影響工程造價(即工程投資)的可能性只有5%~10%,節約投資的可能性已經很小,但是,工程投資卻主要發生在這一階段,浪費投資的可能性則很大,因此,建設單位在施工階段對工程造價的管理除了加強合同管理、工程結算管理外,重點應加強工程施工現場管理,杜絕投資浪費。
1.3竣工結算階段的造價控制
項目竣工驗收后,結算也是控制工程造價的關鍵步驟。工程結算應抓好以下幾個環節:
1.3.1核對與編制好結算資料基礎
任何一個工程項目,在編制結算時都要以相關資料為依據。因此在審核時,首先要對相關資料進行審查。從施工圖紙、招標文件、工程承包合同到施工全過程的動態資料都要一一核對,力求資料完整齊全,確保審核工作正常進行。工程任務完成與否要以施工圖紙為依據,工程的工期、質量、建筑材料價格、獎懲等規定要以承包合同和補充合同或其他形成的協議條款作為依據,而具體施工中的動態進展,局部更改和隱蔽工程等都要有相關的資料佐證才能進入結算。一言蔽之,沒有完整齊全的資料所作的結算是不完善的結算,而沒有完整齊全的資料所進行的審核就會得出不準確的結論,達不到審核所要達到的目的。
1.3.2工程量是審核的關鍵
工程量費用是工程造價的主體。運作中具有較大的彈性和隱蔽性。審核工程量是重點,也是難點。在審核中,經常會發現結算的工程量與實際完成的工程量有出入,原因很多,一般有以下幾種:一是施工企業為加大費用,有意增加工程量和夸大工程的施工難度;二是有些變更了的項目仍按原定項目進入結算;三是多方施工的工程項目,有時會出現各方都把自己承擔的部分工程作為整體工程進入結算,上述幾種情況在結算審核中經常發生。對于多報的工程量要扣除,否則就直接損害了建設單位的利益。同時對于漏報的工程量,在反復核實后,本著實事求是將漏報的工程量增補到結算中去,避免承包商的利益受到損失。
1.3.3各種單價的審核不可忽視
在一般情況下,工程子目的綜合單價在投標書中都有具體規定,編制工程結算時只要直接套用各子目綜合單價就可以了。然而在實際操作中,由于設計變更和現場簽證等原因,不能從投標書中套用單價,所以必須嚴格遵守施工合同和招標文件中有關條款和施工過程中的相關文件(如洽商記錄等)對這些單價進行審核。
2.某地下空間項目工程概況
某地下空間項目某市的重點工程之一,是該市目前規模最大、最重要的地下空間開發項目。項目發展定位是以城市交通設施為主,充分利用良好的地理位置,整合區內商業資源,輔助服務CBD商務活動,集交通基礎設施、景觀、商業、文娛、商務、市政、倉儲物流等功能于一體的地下城市綜合體。該地下空間項目邊坡支護工程開挖面積約3萬平方米。由ZX1標、ZX2標、ZX3標、ZX4標四個標段和ZX5標邊坡組成,2006年6月開工,除ZX5標邊坡外,其它四個邊坡的工作內容現已全部完成,并通過了工程驗收。
3.設計概算階段
3.1設計概算的概念
設計概算是設計文件的重要組成部分,是在投資估算的控制下由設計單位根據初步設計(或擴大初步設計)圖紙、概算定額(或概算指標)、各項費用定額或取費標準(指標)、建設地區自然及技術經濟條件和設備、材料預算價格等資料,編制和確定的建設項目從籌建至竣工交付使用所需全部費用的文件。
3.2案例設計概算的組成
市發改委批復項目建議書中總投資估算為3.4億元,市建委批復項目設計概算為3.739億元,其中建筑安裝工程費用為3.16億元,工程建設其他費用為2900萬元,預備費為1700萬元,建設期貸款利息為1100萬元。
4.合同價階段
4.1合同價的確定
合同價是在工程發、承包交易過程中,由發、承包雙方以合同形式確定的工程承包價格。采用招標發包的工程,其合同價應為投標人的中標價。
4.2案例合同價款匯總
本項目四個標段的合同價匯總表見表1.
表1某地下空間項目邊坡支護工程合同價匯總表
隨著我國國民經濟建設和公路交通事業的快速發展,公路等級越來越高,其通車里程越來越長。隨之出現的是公路施工中的高大邊坡的數量增多、規模擴大。但往往由于自然因素和人為因素的作用,路基邊坡的崩塌、滑坡和剝落等損壞現象時有發生。因此,高等級公路路基邊坡的施工及養護質量——防治與加固越來越多地引起公路施工、養護單位和管理部門的重視。 公路路基邊坡的質量和狀態能否持久而穩定、能否經得住各種因素的影響而不損壞,通常用邊坡穩定性來評價。邊坡的地質條件、水文條件、地形地貌和新構造運動等自然因素是對邊坡穩定性起決定作用的關鍵因素,而地下采掘、開挖坡腳、人工削坡等人類的工程活動對邊坡穩定性負有重大影響,路基邊坡穩定性(或狀態改變及損壞)是上述因素綜合作用的反映,邊坡穩定性和各種因素構成一個相互聯系、相互影響的整體、其中任何一個因素的改變往往會誘導其它因素改變,進而引起邊坡原有穩定狀態發生改變。
1路基邊坡損壞形式及特點
路基邊坡在自然條件下的損壞,有多種形式和各自的特點。
1.1滑坡
部分巖(土)體在重力作用下沿著一定的軟弱面(帶)緩慢地、整體地向下移動,一般分蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩定等三個階段。
因下伏巖層壓縮,邊坡沿巖(土)體內較陡的結構面發生整體下坐(錨)位移,稱為坐(錯)落。組成邊坡的巖(土)體常不發展為連續的滑動面,而順著邊坡方向發生塑性變形,則稱為傾倒。
1.2崩塌
整體巖(土)塊脫離母體、突然從較陡的邊坡上崩落下來,并順著邊坡猛烈翻轉、跳躍,最后堆積在坡底.稱為崩塌。懸崖陡坡上的個別巖塊突然下落,稱為墜落的巖塊或危石。,
1.3剝落
邊坡表層巖(土)體長期遭受風化,在沖刷和重力作用下巖(土)屑(塊)不斷地沿著邊坡滾落、堆積在坡底,即為剝落。
2、影響路基邊坡穩定性的主要因素
影響路基邊坡穩定性的因素包括地質條件、水文條件、新構造運動、地形地貌、自然氣候和人類的工程活動等。
2.1地質條件
2.1.1巖(土)體的地質性質
巖(土)體的力學性質決定了邊坡定性的喪失方式.如堅硬巖石邊坡失穩以崩塌和結構面控制型失穩為主.而軟弱巖石則以應力控制型失穩為主。巖(土)體的工程地質性能越好,邊坡穩定性越高。
2.1.2地質構造
因地質構造關系到巖(土)體結構面的發育程度、規模、連通性、充填程度和充填物成分、以及結構面的產出狀態對邊坡穩定性的影響,因此在分析巖(土)體結構面對邊坡穩定性的影響時,要充分注意巖(土)體結構面的產出狀態與邊坡面的相互關系,亦即結構面與邊坡面的組合不同,邊坡穩定性分為反傾穩定、順傾穩定等不同形式。
2.2水文條件
“十個邊坡九個水”形象地說明了邊坡穩定性與地下水的活動關系。由于巖(土)體的力學性質受水的影響很大.地下水富集程度的提高不僅增大邊體下滑力,而且降低軟弱夾層和結構面的抗剪強度.導致滑動面的抗滑力減小。因此,治理邊坡也往往是由于改善了水文(地質)條件而獲得成功。論文參考網。
2.3新構造運動
新構造運動(地震)最容易引起邊坡形態、產出狀態及水文(地質)條件發生改變而導致邊坡失穩,其原因是地震產生的水平地震附加力促使邊坡的下滑力增大、滑動面的抗滑力減小。論文參考網。
2.4地形地貌
邊坡的形態和規模等地貌因素對邊坡穩定性的影響較為明顯,即不利形態和規模的邊坡往往在坡頂產生張應力,并引起坡頂出現裂縫;在坡底產生剪切應力而促成剪切破壞帶,這些作用均極大地降低邊坡的穩定性。此外,邊坡面與地質結構面的不利組合還會導致邊坡結構控制型失穩。
2.5自然氣候
大氣降雨是地下水的主要補給源.氣候類型不同時大氣降雨量也不同。因此在不同的地區.由于大氣降雨量不同.即使其它條件相同,邊坡穩定性也不相同。例如,暴雨或長期降雨以及融雪一方面降低巖(土)體的強度、增大孔隙水的壓力,使邊坡滑動面的抗滑能力降低,另一方面增大邊坡下滑力,兩者結合起來極大地降低了邊坡的穩定性。
風化作用使巖(土)體的抗剪強度減弱.裂縫增加、擴大,影響邊坡的形狀和坡度。此外,沿裂縫風化時可以使巖(土)體脫落或沿邊坡崩塌、堆積和滑移等。
2.6人類的工程活動
隨著人類工程活動的次數頻繁和規模擴大,對公路邊坡穩定性的影響越來越顯著,特別是不當的人類工程活動引起的邊坡失穩事故經常發生。對邊坡穩定性產生明顯影響的人類工程活動包括削坡、坡頂加載、地下開挖等。
3、路基邊坡的防護與加固
3.1邊坡防護與加固的基本要求
1)根據當地氣候環境、工程地質和施工材料等情況.因地制宜、就地取材,選用適當的工程類型或采取綜合措施,以保證公路路基的穩定,并不要隨意取消或減少必要的邊坡防護工程措施。
2)在不良的氣候和水文條件下,對粉砂、細砂與易于風化的巖(土)石邊坡以及黃土類邊坡,均宜在土石方施工后及時防護。
3)對于沖刷防護,一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱地段.在沿河路基邊坡設砌石護坡、石籠和水泥混凝土預制板等,以抵抗水流的沖刷和淘刷。,
4)坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力.故要求防護的邊坡有足夠的穩定性。
5)對高而陡的防護構造物, 設計和施工時要設置便于檢查、維修的安全設施。
3.2坡面防護
3.2.1 種草及鋪草皮
種草和鋪草皮防護適用于邊坡穩定,坡面沖刷輕微.且宜于草類生長的土質路堤和路塹邊坡,用以防止表面水土流失、固結表土、增強路基的穩定性。鋪草皮的方法常用的有平鋪草皮、平鋪疊置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四種形式。
選用草籽應注意當地的土壤和氣候條件,通常以容易生長、根部發達、葉莖低矮、枝葉茂密的多年生草種為宜,最好采用幾種草籽混合種植,使之生成良好
的覆蓋層。
3.2.2植樹
在路基邊坡上合理地植樹,對于加固路基有良好的效果。也可和種草、鋪草皮配合采用,使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡,有利于及早成林,起到良好的防護作用。
植樹的形式可以是帶狀或條形,也可以栽成連續式。植樹防護除選用適合當地土壤和氣候的樹種外,還應注意保持樹間合適的距離。
3.2.3抹面與捶面
易于風化的巖石(頁巖、泥巖、泥灰巖和千枚巖等)軟質巖層的路塹邊坡防護,可用混合材料抹面。對易于沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。
抹面或捶面的邊坡坡度不受限制,但不能承受荷載和土壓力,故要求邊坡必須是穩定的、坡面應該平整干煤。抹面用混合料有石灰爐渣混合灰漿、石灰爐渣三合土或四合土.以及水泥石灰砂漿等。捶面用混合料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合土或四合土等。
為了防止抹面表面開裂、增強抗沖蝕能力,可在表面涂以軟化點稍高于當地氣溫的瀝青保護層。抹面和捶面防護工程應經常檢查,發現裂縫、開裂或脫落應及時灌漿修補。
3.3沖刷防護
公路路基和邊坡的沖刷防護技術設施包括護面墻、干砌片石、漿砌片石、水泥混凝土預制塊和土工織物等。
3.3.1護面墻防護
為了覆蓋各種軟質巖層和較破碎巖石的挖方邊坡,免受大氣因素影響而修建的墻,稱為護面墻。護面墻多用于風化的云母片巖、綠泥片巖、泥質頁巖、千枚巖及其它風化嚴重的軟質巖石,以防止繼續風化。
護面墻有實體式、孔窗式、拱式和助式等。實體式護面墻用于一般土質及破碎巖石邊坡:孔窗式護面墻用于坡度小于1:0.75的邊坡,孔窗內可采用捶面(坡面干燥時)或干砌片石;拱式護面墻用于邊坡下部巖石較完整而需要防護上部邊坡或通過局部軟弱地段;邊坡巖層較完整且坡度較陡時可采用肋式護面墻。
護面墻除自重外,不承受其它荷載和墻后的壓力。因此,護面墻所防護的挖方邊坡陡度應符合極限穩定邊坡的要求。
3.3.2干砌片石防護
較軟的土質路基邊坡因雨水沖刷會發生泥流、拉溝與小型溜坍,或有嚴重剝落的較質巖層邊坡,周期性浸水的河灘等均可采用干砌片石防護。
單層干砌片石護坡的厚度一般為0.15m.雙層鋪砌護坡的上層為0.25~0.35m、下層為0.15-0.25m。鋪砌層的底面應設墊層.其材料通常用碎、礫石或砂礫混合物等。
3.3.3漿砌片石防護
路基邊坡小于1:1的土質或巖石邊坡的坡面防護采用干砌片石不適宜或效果不好時,可采用漿砌片石護坡。若與浸水擋墻綜合使用,以防護不同巖石和不同位置的邊坡,可收到較好的效果。
漿砌片石護坡的厚度一般為0.2~0.5m,用于沖刷防護時根據水流速度大小或波浪大小確定,最小、厚度一般不小于0.35m。采用漿砌片石護坡時應在路堤沉實或壓實后施工,以免因路堤的沉降而引起護坡的損壞。
3.3.4水泥混凝土預制塊防護
在選擇設計路基邊坡沖刷防護類型時.有些地區缺乏片石、塊石材料,此時可選擇水泥混凝土預制塊防護。它比漿砌片石防護能抵抗較大的水流速度和波浪的沖擊(其容許水流速度在4~8m/S以上、容許波浪高度可在2m以上),還能抵抗較強的冰壓力。
水泥混凝土預制塊可制成邊長不小于1m、厚度大于6cm的方塊,并配置一定的鋼筋。為了減小水流或波浪對預制塊的沖擊與上浮力,在預制板塊時可留出整排的孔眼。
3.3.5土工織物防護
土工織物是由高分子合成纖維制成的一種新型建筑材料.廣泛應用于公路工程中的排水、過濾、分隔、加固和防護等。論文參考網。就防護而言,土工織物能減輕或分散傳遞到被保護材料上的應力和應變,或用于表面防護—設置在巖土上的土工織物,防止土體表面受到諸如氣候、輕交通荷載等作用的損害,或用于界面防護一 設置在兩層材料之間的土工織物,防止其中一種材料受到另一種材料的集中應力作用或承受更大應變而帶來的損害。
用土工織物加固公路路基邊坡時,應修建在承載能力較高的路基邊坡上:首先在清理好的原地面上攤鋪織物,靠著臨時擋土橫板傾倒填筑材料.并振動壓實到層厚的一半。在此階段,前面上半層鋪放鋪筑材料并把后面織物折疊過來.然后填完整層材料并壓實。最后將臨時活動模板安放在修筑層之上的前末端.開始修筑另一層。
使用土工織物加固公路路基邊坡,施工方便、少占土地、節約投資.是一種具有發展前途的公路路基邊坡技術。
參考文獻
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論文摘要:通過對某滑坡山段地形、地貌及地質條件的分析,論述了該路塹邊坡產生滑坡的原因、滑坡的形態特征,反分析了滑動面的力學參數,并在滑坡穩定性分析的基礎上,提出了經濟、合理的處治措施。
1滑坡概況
滑坡位于正在建設的高速公路右側路塹位置。該場地原始地形為丘陵地貌,地面高程440.0m~520.0m,路基標高約450m。高速公路由東北至西南方向穿過滑坡區,并在山體南側區域進行了部分切方,在高速公路右側形成長約170m,最大高度約25m的路塹邊坡。該邊坡原設計方案為自路基右側向上分別按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三級放坡,邊坡開挖完后出現山體滑坡。滑坡位于右側16m~80m范圍內,山體坡度多在30°~45°之間。距路基最遠處裂縫,距右側80m,裂縫寬約10cm~15cm。坡體上裂縫寬度最大處,位于右側48m,裂縫寬約2.5m~3.0m,深約4m,裂縫傾角陡立。在這兩裂縫之間大致等間距發育2條寬約10cm~15cm的裂縫。滑坡前緣剪出口距離中線約16m。滑坡后緣自然邊坡較平緩,傾角約20°~30°。坡體上方有一灌溉水溝,水溝寬約20cm。
2地質條件
根據區域地質調查報告以及滑坡區的地質勘察結果可知,滑坡區路線左側500m左右發育大洪山斷裂,屬壓扭性斷裂,斷裂帶走向大致為240°,與路線走向大致平行,傾向東南,傾角約60°~70°。該滑坡工點離斷裂帶較遠,受斷層影響小。滑坡山體巖性為板溪群砂質板巖,砂質板巖一般傾向140°~150°,傾角30°~45°;主要發育有兩組節理,一組順層,另一組220°~230°∠70°~80°,節理面一般較平直,間距一般0.1m~0.3m。勘察區地下水類型主要為孔隙潛水和基巖裂隙潛水,主要補給來源為大氣降水。
1)孔隙潛水主要賦存于第四系亞黏土中。亞黏土透水性弱,水量小,主要接受大氣降水補給,以滲流形式向沖溝中排泄。
2)基巖裂隙潛水主要賦存于基巖裂隙中。砂質板巖由于節理裂隙發育,巖石較破碎,因而其透水性和富水性較好,且與上部孔隙水連通。
3滑坡機理分析
3.1引起滑坡的主要原因
1)在地質構造上,坡體表層為全、強風化巖層,巖性較軟弱,巖石破碎,節理裂隙發育;
2)路塹邊坡開挖后,造成坡體巖層層面臨空,使坡體上的巖土體失去平衡;
3)路塹的開挖和削坡,破壞了坡體原有的平衡,同時坡體的卸荷,造成坡體節理裂隙張開,為坡體上水的入滲提供了通道,而灌溉水溝的存在又為坡體滑動提供了水源;
4)下滲的水軟化強風化板巖和其中的泥質,為滑坡的最終形成提供了有利條件。
3.2滑坡形成過程
該滑坡邊坡原設計為三級邊坡,第一,第二,第三級邊坡坡比分別為1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。邊坡開挖完后,2005年9月份發現坡體上產生裂縫。現情況下滑坡后緣壁總體上呈拋物線形,距路基最遠處裂縫,位于右側80m,裂縫寬約10cm~15cm。坡體上裂縫寬度最大處,位于右側48m,裂縫寬約2.5m~3.0m,深約4m,裂縫傾角陡立。在這兩裂縫之間大致等間距發育3條寬約10cm~15cm的裂縫。滑坡前緣剪出口距離中線約16m。
3.3滑坡特征
滑坡位于路線右側,從原開挖一級邊坡臨空面剪出,規模巨大,周界清晰,影響范圍較大,前緣至路塹坡腳附近以上5m左右,后緣至路塹坡頂以外50m附近,整體上滑動面大致順巖層產狀滑動,滑動方向大致垂直于路線走向,滑向路基,滑體沿滑動方向長約76m,垂直于滑動方向順路線長度約210m,前后緣高差達38m,通過斷面法計算,滑體體積約96000m3。
3.3.1滑動面(帶)、滑床、滑體、滑坡后緣及滑坡剪出口滑坡位于路線右側,滑動方向與路線大致垂直,滑向路基。滑床主要為強~弱風化砂質板巖,滑動面總體上大致呈直線形,后部較陡,前部較緩,前部產狀主要由板巖強風化上帶底界線控制。滑帶土成分主要為強風化砂質板巖,含較多的泥質,見錯動形成的孔隙,飽水,較松散,滑帶土厚約1.5m~2.0m。滑體主要由全、強風化砂質板巖組成,滑體厚度一般10.0m~15.8m。在滑體中局部存在次一級滑動面,滑坡后緣主要為砂質板巖,地形相對較平緩,剪出口基本位于一級開挖邊坡臨空面上。
3.3.2滑坡體地下水位
坡體的地下水位從目前情況看較低,滑坡體地下水位埋深一般為16.8m~21.2m,位于滑動面以下。
3.4滑坡預測
根據現有情況,若不對滑坡進行處治,滑坡體將進一步活動,滑體范圍將進一步擴大。
4滑動面參數取值
根據對該滑坡勘察所取得的地質資料及目前滑坡的滑動狀態,采用反演分析方法,選取典型的橫斷面反算滑面的力學參數,并將此反演值作為滑坡處理設計時的參數值。地下水是誘發滑坡的因素之一,在滑坡穩定性分析中,均考慮了地下水的場應力。滑動面殘余抗剪強度反算結果見表1。
5設計方案
按照“安全、環保、舒適、美觀”的原則,在滿足安全和規范要求的前提下,考慮施工技術的可行性和經濟上的合理性,同時根據場地地形、工程地質條件及本合同段現場實際情況,對滑坡體進行處理。
考慮到滑坡體松散、破碎,對滑體采取放坡卸載后,滑坡體將趨于穩定。但卸載后滑坡后緣將形成30m高的邊坡,巖性為全、強風化砂質板巖,巖體破碎,坡體上部巖性較軟,含泥質,且為順向坡,巖層臨空出露,邊坡穩定性差。根據計算可知,后緣邊坡按1∶1放坡后的安全系數為1.041,邊坡是穩定但不安全的,應對其采取加固措施。
具體整治方案如下:自路基右側起按六級臺階放坡:第一、第二級邊坡高度均為7.5m,采用1∶2放坡;第三級邊坡高度為6m,采用1∶2.5放坡,將滑體大部分清除,坡面采用植草防護;第四、第五、第六級邊坡高度為10m,采用1∶1放坡。其中第六級邊坡局部地段,按坡頂地形標高控制,坡面采用錨桿+鋼筋混凝土人字形骨架內植草防護。另外,在各級邊坡的坡腳處均設置2.0m的平臺,以便邊坡體排水。
中圖分類號: U213 文獻標識碼: A
1、邊坡穩定性研究現狀
邊坡的穩定性分析是巖土工程的重要研究課題之一,近一百年來,許多學者致力于這一工作,因此邊坡穩定分析的內容十分豐富。
邊坡穩定性分析方法很多,如:各種極限平衡條分法,有限元法,極限分析法,邊界元法等。但是,各種邊坡穩定分析的定值法存在一個共同的缺點,即沒有考慮邊坡工程中存在的不確定性,這就造成了一些邊坡的安全系數大于臨界安全系數,可事實上還是發生破壞的現象。那么,要想正確分析邊坡的穩定性,必須考慮邊坡工程中存在的種種不確定性。對于邊坡工程而言,土層剖面與邊界條件的不確定性;現場與實驗室測定的巖土性質指標的不確定性;土的性質的天然可變性;勘探取樣方法與試驗方法的誤差;試驗數量與勘探數量的不足;外加荷載大小與分布的不確定性;計算模式的不確定性等都可造成邊坡穩定分析結果的誤差。因此,必須進行邊坡穩定的可靠度分析。
2、可靠度方法研究現狀
可靠度理論萌芽于第二次世界大戰期間并在戰后得到完善與發展。二戰期間由于軍事的上的需要,德國在研究飛彈失靈及美國在電子元件失效的問題上,均引用了“概率理論和數理統計”的方法。這些圍繞著軍事項目的研究工作最終孕育了一門嶄新的學科——可靠度理論。
可靠度理論在巖土工程領域的應用始于1950年代。作為巖土工程可靠度研究的基礎一一土性指標的概率統計分析是巖土工程可靠度研究中最主要的方面之一。土是自然歷史的產物,其不確定性遠比人工材料復雜,從20世紀60年代開始到現在,對土性參數的統計性質、概率模型的研究和區域資料的統計分析一直在進行當中。在這方面有許多學者做了大量的工作,對可靠度理論在巖土工程中的應用做出了較大貢獻。
Vanmarke建立了土體各向同性隨機場模型,提出了“相關距離”的概念及計算方法,在土性參數概率模型研究方面做出了開創性的貢獻。
高大釗等人研究了土工指標的變異特性及其分布規律。對土的抗剪強度指標的統計提出了一種全回歸的統計方法,并建議用分布來擬合、切的聯合概率密度,并經統計給出了上海地區軟土的幾個主要指標的概率分布特性。
冷伍明等人根據影響土工參數不確定性的主要因素,探討了土工參數不確定性的一種計算途徑。改進了相關距離計算的遞推空間法,用雙曲線的形式來擬合方差折減系數,消除了作圖時人為因素的影響。
陳立宏,陳祖煜,劉金梅,通過收集整理的多個水利工程中豐富的長序列的抗剪強度試驗資料,在此基礎上利用K-S法對土體抗剪強度指標的概率分布類型進行了統計分析,認為一般情況下抗剪強度指標均可以接受正態分布和對數正態分布,而選擇對數正態分布能夠避免出現物理量為負的現象,在許多情況下這樣處理更為合理、簡便。
雖然許多學者在這方面做了大量的研究,但是目前還是呈現百家爭鳴的狀況,沒有較權威的結論,因此還需進行進一步的研究。這也是巖土工程可靠度分析沒有被廣泛應用的重要原因之一。
3、邊坡可靠度分析
傳統上,一直以安全系數作為邊坡工程穩定性的評價指標,然而,安全系數不是一個常數,而是一個由設計因素的變異性所決定的隨機變量。20世紀70年代后期,邊坡工程界開始接受不確定性的概念,構造隨機模型,采用概率論和數理統計知識,如可靠指標和破壞概率來評價邊坡的安全度。即借助于概率論和數理統計方法,便可以求得邊坡可靠度,即所設計邊坡能在使用期內、在指定的工作條件下,肯定地達到預計狀態的程度,或保證邊坡穩定的概率。因為可靠概率與破壞概率之和為全概率,所以有:。因此,可靠度分析結果能反映各種類型的不確定性或隨機性,包括頻率分布上的和結果可信程度上的不確定性,不但給出邊坡設計可采用的平均安全系數,還同時給出相應的可能承擔的風險,即破壞概率。這樣就避免了“絕對化”,只要破壞概率很小,小到公眾可以接受的程度,就認為邊坡設計是可靠的。可見,用破壞概率比用安全系數作為評價指標更能客觀、定量地反映邊坡的安全性。在實際應用上,對于鑒別具有相同安全系數、不同破壞概率的兩個邊坡的安全性,破壞概率比安全系數具有更突出的優點。
所以說,可靠度方法是一個有發展前途的領域,也在世界范圍內受到巖土工程界的極大關注,已成為世界各國巖土工程學者的熱門話題之一。在我國,雖然邊坡可靠度研究工作開展較晚,但許多學者對邊坡穩定概率分析和可靠性研究做出了卓有成就的貢獻。祝玉學出版了《邊坡可靠性分析》一書,系統地闡述了運用可靠度理論解決邊坡穩定的各種問題,是國內研究此方面成果的集中體現。包承剛、高大釗、姚耀武等對土質邊坡的可靠性進行了研究;張驕培、姚耀武、武清璽等將有限元與可靠度理論結合,計算出單元和整個邊坡的失效概率、可靠度指標;在近期,陳祖煜等人在其各自著作中都系統地闡述了邊坡穩定風險分析的理論及方法。祝玉學還指出可靠度分析方法只是所有安全度問題的一種方法,是確定性方法的發展與補充,且該方法還剛剛走向實際工程應用階段,還有許多課題需要進一步研究。可以預計,邊坡穩定可靠度分析將更加深入、廣泛地應用于工程實際中。
4、結語
邊坡穩定的可靠度分析是一個龐大的系統工程,牽涉到勘察、設計、施工等方方面面。如何在實際工程中進行可靠度分析評價,并同確定性分析方法相互印證,還遠沒有達到實際應用的程度。總之,邊坡可靠性理論還在進一步發展當中,有許多問題還待進一步分析研究。
參考文獻
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重慶是座山城,工程建設中有大里的邊坡需要治理。重慶市建委對邊坡工程歷來都十分重視,對勘察、設計、施工圖審查、監理、施工以及招投標等工作,先后出臺了一系列政策和法規,從執行情況看,反映良好,對提高邊坡工程質f起到了關鍵性作用。
目前邊坡工程普遍采用“動態設計法、信息施工法,在(建筑邊坡工程技術規范)中以強制性條文的方式執行,與一般建設工程的工作程序有很大的區別。其中設計的主要依據—地質結論、巖土物理力學參數都需要在施工監測和試驗中加以驗證、調整,其顯著特點是:由于地質環境復雜性,工程勘察、邊坡試驗提供的設計參數不可能全面準確地反映工程地質實際情況,只能在工程實施過程中來加以驗證、調整,從而修正治理方案。不可避免地產生勘察、設計、施工組織和工藝變更。這要求參建各方密切配合,才能有效地保證邊坡工程的質t、進度和安全。實踐證明,它是最切合邊坡工程實際的勘察設計、施工方法。然而在實施過程中,我們發現無論是建設部還是重慶市目前都沒有針對‘,動態設計法、信息施工法,的明確規定。一旦出現變更情況,各級建設主管部門監督管理依據不充分,責任不清,而勘察、設計、監理、施工單位也無章可循。
一方面,在日常工作中我們有時會遇到業主、勘察、設計與施工單位各方為質里事故資任相互推語的問題。多數情況下,變更設計是由于地質環境變化造成的,非勘察設計的資任。變更設計后一般要突破原概算,產生包括工程投資、勘察、設計、審查等費用由誰支付,以及支付的程序等問題。因此需相關配套的政策法規來規范各方的責任,協調參建各方責、權、利,是重慶市建委魚待解決的問題之一。
另一方面,雖然重慶市絕大多數勘察設計單位都積極配合施工,解決施工中遇到的問題,但經常是變更勘察設計文件交付業主后,業主不知道這些變更需要哪一級審查,特別是邊坡工程,變更設計較頻繁,如果無論大小都交與建委審查,既不合適也不必要;一律由原施工圖審查單位審查,對于涉及安全、規劃等問題的重大變更,原施工圖審查單位審查似乎也不合適。因此應結合重慶市邊坡工程的特點,制定“邊坡工程變更設計管理辦法明確邊坡工程治理過程中變更設計的種類、審批程序。作者根據多年的工作經爭,對如何加強邊坡工程施工過程中的變更設計管理,規范、協調各參建單位的行為,確保邊坡工程質f}提出一點淺見,希望能起到拋磚引玉的作用。
目前國內有關工程變更設計方面有系統文件的,有鐵道部的《鐵路基本建設變更設計管理辦法),交通部的(公路工程設計變更管理辦法)等,地方有常州市建設局的(市政工程施工圖設計文件變更管理暫行辦法》。前兩個文件有明顯的行業特點,專業性強,不能完全適應重慶市的建筑邊坡工程行業管理。常州市建設局的(市政工程施工圖設計文件變更管理暫行辦法》與重慶市的邊坡工程變更設計管理具有可比性。建設部的(建設工程勘察設計管理條例》(2000.9.25)第28條,(建設工程監理規范)(6B50319-2000 2001.5.1)第6.2.1條對原則性的問題作了相關規定,應當作為f慶市編制有關文件的依據;(江蘇省建設工程勘察設計管理辦法》(2000.3.31)第28條和第30條可以作為參考。
重慶市的邊坡工程變更設計管理辦法應當涵蓋以下內容:
(1)勘察設計、施工變更分類:一般分為重大變更、較大變更和一般變更。
(2)審批權限:明確各類變更的審批權限。建議對于涉及規劃、方案、投資和控制性結構有重大影響的變更,屬于重大變更,應由業主報原審批部門審批;對較大變更,建議由原施工圖審變單位審查并報建委備案后實施;一般變更由建設單位負資組織審查后實施。
(3)變更的工作程序:問題的提出—確認—勘察設計變更—報批(報審)—變更實施。一般根據施工反饋的信息,由施工單位、業主或試驗單位提出問題(變更原因)、總監理工程師組織專業監理工程師審查同憊后交業主,由業主委托變更單位完成變更設計。變更設計原則上由原工程勘察、設計單位完成,經原工程設計單位書面同憊,建設單位也可以委托其他具有相應資質的工程勘察設計單位出具變更文件。出具變更文件的單位對修改的設計文件承擔相應資任。變更設計文件送交業主,業主根據變更的類型,組織有關部門對變更設計文件進行審查,根據審變憊見修改變更設計,施工單位實施變更。常州市的(市政工程施工圖設計文件變更管理暫行辦法》值得很好借鑒。
【Abstract】In this paper, base on ChongQing hub 《the urban area of rock cuttings and shallow buried tunnel safety controlling blasting technology》research group has got a large number of monitoring data and the field experience, based on the blasting excavation in large-scale urban construction are summarized in the foundation of the buildings and structures in urban areas and the slope stability of the impact and evaluation method of slope stability are discussed several characteristics and applicable scope of safety standards evaluation methods, put forward the suitable for urban complex environment judgment method of slope stability, slope rock particle vibration velocity critical criterion and its calculation method.
【Key words】Blasting vibration Evaluation method The critical vibration velocity
為保證建(構)筑物的安全,需將爆破震動強度控制在一臨界值內。若超過此臨界值,就引起建(構)筑物的破壞,這個爆破震動強度臨界值稱為爆破振動判據。由于建筑物的多樣性和地震波波形的千變萬化,要定出一個統一的判據是不可能的。
在評價爆破震動對建(構)筑物的危害時,不僅應用位移、速度、加速度作為破壞判據,還應考慮爆破震動持續時間對建(構)筑物的累積破壞作用,振動頻率與建(構)筑物固有頻率之間的關系等。
1爆破震動評價方法
1.1 速度判別法
點速度可將地震波所攜帶的能量與所產生的動應力相聯系起來,而且質點震速測試較為簡便,所以質點震速作為爆破地震效應的衡量指標應用最廣泛,生產實踐中一定程度上也表明爆破震動速度大小對邊坡穩定影響程度是顯著的[13]。應用薩道夫斯基公式[14]:
求得震動加速度 后,查表1,便得出對應的地震烈度,據此判別爆破震動對建筑物基礎邊坡穩定性的影響。有了振動加速度 后,可以以加速度反應時程形式代入式( )中計算爆破對建筑物基礎邊坡巖石的附加動力影響,再用極限平衡方程來檢驗安全性。
1.3動應力分析法
式中: 為縱波作用產生的正應力; 為橫彼作用產生的剪應力; 為縱波引起的質點震動速度,m/s; 為橫波引起的質點震動速度,m/s; 為巖體密度,kg/m3; 為縱波傳播速度, ; 為橫波傳播速度, ;E為動彈性模量; 為泊松比。
根據重慶樞紐爆破施工區邊坡穩定性計算選用巖體強度指標參數:巖體密度 =2.14 t/m3,動彈性模量E=0.07~0.09 105kg/cm2,泊松比 =0.34。再根據實測的數據,可計算出研究點因爆破震動所產生的動應力的大小。因為巖體的抗拉強度最低,當不考慮邊坡巖體原有應力作用時,可直接采用求得的應力與巖體的抗拉強度Rt進行比較,如果 ≥Rt,則巖石會因爆破震動而破裂;如果 ≤Rt,則爆破震動不會引起邊坡巖石破裂。
1.4 等效靜荷載法
用Qf與由安全震動臨界速度計算出的最大單段藥量Q比較驗算,當兩者接近時,需要減小最大單段藥量Q,避免使被保護建(構)筑物因與爆破地震波發生共振而破壞。對于巖石,其自振頻率為10~15Hz[4],對于邊坡易破壞的薄弱部位距爆源的距離和自振頻率代入8式可求出不可取的單發炸藥用量范圍值,因此對于邊坡的開挖爆破就需要避開這一段爆破振動頻率。
邊坡在施工期間的開挖破壞主要來自于邊坡開挖爆破和邊坡開挖后圍巖的卸載,后者影響程度和范圍較小;前者又分為了爆源近區和遠區或直接破碎區和爆破震動影響區,對于邊坡穩定性主要討論爆破遠區或爆破震動的影響。
2邊坡巖石質點臨界振動速度的理論計算式
通過理論研究和振動監測數據的反演分析,可確定出巖質邊坡的爆破振動安全標準。根據影響邊坡失穩的影響因素知:要使邊坡失穩,外力(爆破)的合力大于或等于邊坡巖石失穩的合力 。對于單位巖石來說,爆破動力加速度可由力學知識知: ,從而可以建立平衡方程 ,對于這個方程中的f,c, ,可以通過地質資料或現場實驗獲取。 是通過監測數據進行傅立葉頻譜分析,選出貢獻最大的值(求法見周余奎碩士論文的2.4.3節)。根據理論計算可求得巖石出現破壞時的臨界振動速度:
3 結語
本文通過對爆破振動對邊坡的影響作用方式分析入手,通過實驗對爆破震動的觀測資料分析,了解到建筑物的受震破壞不但取決于震動的幅值,而且還與震動頻率和持續時間有關。因此一個較合理的安全判據方法是把震動幅值、頻譜、和持續時間都納入定量烈度工程指標中去。因此本文討論了爆破安全判據制定的方法,并提出了邊坡巖石質點臨界震動速度的計算式: ,供在以后類似的工程實踐中作借鑒。還需要進一步做的工作是,隨著計算機技術的發展和廣泛應用,爆破地震效應的研究還需用地震工程科學的動力分析方法,將爆破地震進行波譜分析,計算反應譜,并采用動力學振型分解的組合方法分析結構的抗震性能。利用結構動力學的分析方法,分析建筑物結構在爆破地震波作用下的動力反應,計算結構的應力和應變,使爆破地震效應與結構的動力特性和破壞機理結合起來,這才能為分析各種類型的建筑結構的安全標準提供一種科學的方法,對爆破工程的實踐才有巨大的指導意義。
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1動態設計原理與方法
對于邊坡工程來說,設計往往具有超前性,而施工則直接體現了現實性。這樣,二者之間不可避免地要產生矛盾,為解決矛盾就需要把施工中不斷獲得的新信息經處理后傳遞給設計,以此不斷修改完善設計,直至最終解決矛盾。
對于重大的深挖方路塹邊坡工程,在勘察和設計階段對其認識是有限的。而隨著施工開挖的逐步進行,真實的工程地質條件逐步擺在面前。在施工完成后,對勘察、設計、施工及監測獲得的經驗數據進行總結歸納,則可為相似工程提供可借鑒的經驗,提高施工前的認識水平。因此,在深挖方路塹邊坡工程設計施工過程中,應將勘察、設計、施工及施工監測、施工后分析作為一個整體,進行動態設計施工。針對近年來公路建設中出現的問題,結合公路工程特點,對于公路深挖路塹邊坡工程,提出如下系統的動態設計方法(圖1):
(1)進行詳細的施工前地質調查和勘察,力求正確把握邊坡工程地質條件。重視巖體結構特性的研究,在勘察中要查明邊坡巖體結構特征,分析控制邊坡穩定的主要結構面;
(2)運用工程地質類比分析、地質力學綜合分析等方法對邊坡的穩定性做出定性的判斷,尤其是要判明邊坡的整體穩定性問題;
(3)運用數值計算分析、極限平衡分析等對邊坡的穩定性做出定量的判斷;
(4)根據穩定性分析評判的結果,進行開挖和防護工程設計;
(5)針對邊坡地質結構、薄弱環節和防護措施特點,進行施工期間施工監測設計,確定重點監測部位、監測方法、手段等;
(6)開展邊坡工程開挖和防護工程施工,進行施工監測,獲取開挖揭示的工程地質信息、變形信息、施工技術信息、防護結構應力信息等,并對獲取的信息進行及時整理分析,據此以修改設計;
(7)施工完畢后,對監測資料進行綜合整理分析,對施工后的穩定性作進一步的判定,對邊坡的變形破壞特征進行深入研究,分析不足,總結經驗,為其他工程提供可借鑒的經驗。
2贛大高速公路某段高邊坡地質概況
地面植被較茂密,表層有厚度約3m的坡殘積粘性土,基巖主要為古生代變質巖—石英云母片巖。巖體受構造影響強烈,構造節理發育,有的節理面可見擦痕和硅化面,巖塊上可見強烈的小褶皺和節理切割錯斷跡象,巖體風化帶和風化節理很發育,全風化帶厚5一lOm左右,下部為中等風化帶。邊坡巖體被結構面切割成碎石狀和塊狀。巖體主要節理有5組,節理產狀:120“乙45“一600;330“乙650;195“乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。片理產狀:800一95“乙29 0 } 45 0。線路走向1120,邊坡傾向2020。由邊坡與巖體結構面的關系可知,不利于邊坡穩定的結構面主要有三組,即:2400乙650; 1700L630; 1950L350 }580。路塹挖方深度內無地下水,但降雨時,由于巖體節理發育,開挖裸露后,成為雨水人滲的路徑,降雨期會出現臨時性裂隙含水現象,因而影響邊坡巖體的穩定。
3施工過程中的動態設計
(1)該路塹高邊坡地段的最初施工設計方案為15m高擋墻,上接1一3級(15一20m)的高護墻,護墻坡率為1:0. 5,1:0. 75和1:1。
(2)經現場設計復查,為減少大量的高邊坡護墻施工的難度和護墻漿砌片石污工量,將擋墻頂以上的護墻改為掛網噴漿輕型防護。
(3)該路塹高邊坡地段按以上修改的設計開挖。至2006年9月,路塹上部開挖基本達到設計形態,巖體的構造節理和風化帶基本裸露,同時也出現了局部邊坡巖體開裂或坍滑。根據實際開挖和巖體變形情況,經過進一步的地質工作,全面查明了巖體風化情況和結構面組合特征,發現巖體很破碎,風化強烈,且存在三組不利結構面,導致由其組合產生的楔體狀坍滑。
依據開挖后的實際地質條件,巖體邊坡的設計參數相應修改后,對設計和施工方案同時作調整。考慮到邊坡高、工期緊、施工難度大,進行了四個設計方案的詳細比較。四個設計方案分別為:1)拉桿錨樁方案,適于在邊坡下部支擋,可替代原設計的底部擋墻,但對高度達60m的邊坡,仍需放緩邊坡刷坡或采用預應力錨索等加固,施工困難;2)放緩邊坡方案,則邊坡高度將超過100m,土石方數量增加較大,坡面防護面積也大大增加;3)預應力錨索支護方案,錨索工程量大,但便于施工;;4)部分邊坡放緩與錨索、錨桿支護相結合的方案,基本不增加邊坡高度,通過錨固和擋護工程加固邊坡,并維持原設計的擋墻和邊坡坡率,對有條件刷坡且增加高度不大的地段,采取邊坡放緩與錨索、錨桿支護相結合的措施。經綜合比較,該方案最優,較為經濟,便于實施。因此,采用了部分邊坡放緩與錨索、錨桿支護相結合的方案。
(4)采用的設計方案如圖2所示。底部片石混凝土擋墻高15m;中部兩級邊坡,預應力錨索加固和掛網噴漿防護,坡率1:0.75;上部邊坡1:1,框架錨桿加固和掛網噴漿防護;頂部邊坡1:1.25,植草護坡。設計對下一步施工方案做出了相應的規定,要求支護工程自上而下、邊開挖邊支護;邊坡支護完成后,方能進行下部開挖;底部擋墻嚴格按跳槽開挖澆筑,墻背坡根據巖體情況,在開挖時采用隨機錨桿和噴漿作為臨時支護。
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
九重山國家森林公園位于重慶市城口縣,地處大巴山腹地,公園內最高海拔2471米,最低海拔705米,相對高差1766米,森林覆蓋率達85%,風景資源質量評定為一級,其資源價值和旅游價值高,難以人工再造,應加強保護,制定保全、保存和發展的具體措施。由于公園的特殊地理、地質條件,景區旅游公路的建設必然少不了開山劈石,公路邊坡具有高度高,坡度陡,挖方量大等特點,采用單一冷色調的的工程防護體系,將難以滿足景區的觀賞性、水土保持、植被恢復等要求,所以,景區公路邊坡防護需大量采用植物綜合防護技術,其美觀、環保、低造價、水土保持功效強等特點是景區的旅游價值的重要組成部分。
1.景區公路邊坡植物生長環境分析
1.1景區公路沿線邊坡自然條件
公園境域為西南沉積區,其上部為灰色泥灰巖、紫紅色泥灰質白云巖、白云質砂質頁巖不等厚互層,下部為泥灰巖、灰巖、夾白云質灰巖、白云巖及紫紅色泥質白云巖。巖層傾角多為50~70°,斷裂及垂直節理較為發育。景區沿線公路多以土石混合、石質邊坡為主,坡度較大,高度較高,缺少覆土層,不利于邊坡植物生長,應采取特殊的建植技術,達到穩定、長期的防護效果。
1.2公園水文氣候條件
公園境域常年平均氣溫為12.0℃;公園內的臥龍景區一月平均氣溫為-3.0℃,7月平均氣溫為16℃,年溫差為19℃。極端高溫30.9℃,極端低溫-13.2℃。公園境內無冰川、湖泊及外來水,地表水主要靠降水補給,水資源十分豐富,年均降水量1418.1mm。地表水系發育,河網密布。景區氣候呈現出冷暖交替變化,邊坡植物應選擇冷暖季混合型植物,同時點播豆科植物,使邊坡四季常青。
1.3景區植物類型
據現有資料統計,公園內有維管束植物190科2500余種。植被類型包含了植被型Ⅰ-Ⅺ內的多種植被;境內的木本植物資源主要是喬木、灌木、木質藤本和竹類4類,優勢樹種有櫟類、樺木、華山松、杉木、馬尾松、冷杉等,珍稀保護樹種有:銀杏、水杉、紅豆杉、南方紅豆杉、巴山水青岡等共55種;公園草本植物資源豐富,草甸植被主要是禾本科植物,占總草量的32%;豆科植物占15%;菊科植物占10%;此外還有莎草科、蓼科、蕨科、車前科等植物及灌叢。由于公園植物物種豐富,包含了多種邊坡防護常用的植物,且有大量珍稀植物,所以邊坡植物的選擇應采取以鄉土植物為主,外來植物相結合的方式,盡量少改變公路沿線的植被環境,同時減少由外來植物對鄉土植物的侵害。
2.九重山公園景區公路邊坡植物綜合防護植物選配原則
2.1景觀協調性原則
景區公路邊坡植物是景區旅游資源的一部分,其自身除了要具有較好、穩定的邊坡防護效果、長期的水土保持等功能外,還應滿足景觀的觀賞性、協調性要求。九重山公園相對高差有1700多米,植物群落的分布呈梯度變化,植物風光也有層次變化,所以不同海拔位置的公路邊坡應選擇能適應相應小氣候、相應植物風光的植物,讓其能和諧融入到九重山景區的大環境中,成為景區旅游觀賞資源的一部分。
2.2鄉土植物優先并結合外來植物的原則
公園內的“喬、灌、草、藤”等植物資源豐富,多種植物能是邊坡植物防護中常用的物種,如馬尾松、狗牙根、馬桑、火棘、杜鵑等,這些植物對景區的氣候環境適應性強,抗逆性強,選擇培育條件已經成熟的鄉土植物,能減少引進外來植物帶來的工程成本,降低工程造價;但另一方面,鄉土植物并不能滿足景區內各種條件的公路邊坡,就需要引進少數外來植物來加以彌補。
2.3互生互存原則
由于多數邊坡為土石混合、石質陡邊坡,邊坡立地條件不能滿足大多數鄉土植物生長要求,邊坡植物需要采取特殊的建植技術才能良好生長,景區內的鄉土植物無法全部滿足,需要引進外來植種,鄉土植物與外來植物應合理結合,共生共存,不但能減少工程成本,還能有效的保護境內的鄉土植物與珍稀植物。
2.4生物多樣性原則
單一的植物群形成的生態系統較為簡單,生態穩定性差,只有多樣性的防護植物相結合,才能形成復雜的生態群落,提高該生態系統的抗干擾能力,降低維護成本。所以景區公路邊坡植物應建立“木、灌、草、藤”“高、中、低”相結合的綠化模式,提高邊坡單位面積的綠化度,提高群落生產力和生態效益。
3.九重山公園景區公路邊坡植物篩選
基于以上選配原則,結合重慶地區公路邊坡綠化案例工程,分別篩選出觀賞性強、美觀、適應性強的“木、灌、草、藤”科類的植物,具體分析結果如下表
植物科 推選植物 特點
喬 1.馬尾松 2.香樟
3.榿木 4.刺槐 遠期觀賞性強、根系發達、固土深度深,但不宜種植于高、陡邊坡
灌 1.杜鵑 2.薔薇
3.山柳 4月季
5.馬桑 6.火棘 覆蓋度大、景觀價值高、初期植被均勻整齊、耐貧瘠、對土壤的要求也不高、根系深、生長周期長,與草本植物結合防護效果好
草 1.暖季型:狗牙根、野、城口風毛菊、狗尾草
2. 冷季型:高羊茅、無芒雀麥、白茅、早熟禾 引種快、對土壤要求不高、投資少、建植快、見效快、適應性強、冷暖季混合、邊坡四季常青
藤 1.爬山虎 2.野葛
3.油麻藤 美觀、生長快、抗逆性強、擴張性強、根系發達、垂直綠化效果好
4.九重山公園景區公路植物組合
通過研究西南地區公路邊坡常用植物組合,結合以上篩選結果,本文從防護坡效果、觀賞性、植物適應性、人工栽植情況、植物間的生物學關系、養護管理等方面入手,總結出幾種適合九重山公路邊坡防護的植物配置模式:
1、坡面草坪:狗牙根+草地早熟禾+高羊茅;
2、坡面灌、草組合:杜鵑(或薔薇、月季、火棘之一)+狗牙根+冷季型草;
3、藤本植物護坡:爬山虎或油麻藤;
4、路基邊喬木選擇:馬尾松、刺槐、榿木;
九重山景區公路相對高差1700多米,邊坡類型、所處的小氣候形式多樣,所以邊坡植物的組合配置模式及植物配方,應根據邊坡的坡率、坡高、邊坡類型及邊坡所處的小氣候環境等條件綜合考慮,并通過建設前期的實驗論證,制定各路段邊坡的植物組合配置模式。
5.結論及建議
九重山景區旅游公路的建設,會對景區沿線自然風光、植物生態環境、生態系統產生極大的影響,植物邊坡綜合防護技術的應用將極大的改善公路沿線的自然風光的觀賞性,提高公路邊坡、棄渣場、取土場的綠化程度,提高開挖面、填筑面的水土保持功效。公路建設前期,應盡量修建植物邊坡防護實驗路段,結合實驗效果,選擇合理的防護植物及植物組合配置模式,同時加強公路建成后邊坡的日常養護管理,對于降低工程造價、養護成本、提升景區公路觀賞性及發揮植物邊坡防護的長期效益具有深遠意義。
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