边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体。边坡处治,首先要进行稳定性分析,然
后根据稳定性分析的结果,决定是否要对其进行加固处理。边坡稳定分析的方法很多,目前在工程中广为应用的是传统的极限平衡理论。
近几年,基于不同的力学模型而建立起来的各种数值分析计算方法也越来越受到工程界的重视。
一般来说,不同的边坡类型,不同的分析目的以及可获得的基本资料情况,应采用与之相适应的计算理论和稳定分析方法。
由于坡表面倾斜,在坡体本身重力及其他外力作用下,整个坡体有从高处向低处滑动的趋势,同时,由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人为的工程措施,它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说,如果边坡土(岩)体内部某一个面上的滑动力超过了土(岩)体抵抗滑动的能力,边坡将产生滑动,即失去稳定;如果滑动力小于抵抗力,则认为边坡是稳定的。
在工程建设中,常见的边坡滑动有两种类型。一种是天然边坡由于原来的地质条件改变而产生的滑坡,通常用地质条件对比法来衡量其稳定的程度;另一种是由于工程建设需要而人工开挖或填筑形成的人工边坡,由于设计的坡度一般都比较陡,或由于工作条件的变化改变了边坡体内部的应力状态,使局部的剪切破坏发展成一条连贯的剪切破坏面,边坡的稳定平衡状态遭到破坏而产生滑坡。
岩体、土体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面
一、按成因分类:可分为人工边坡和自然边坡;
二、按地层岩性分类:可分为土质边坡和岩质边坡。a:按岩层结构分为:1层状结构边坡、2块状结构边坡、3网状结构边坡;b:按岩层倾向与坡向的关系分为:1顺向边坡、2反向边坡、3直立边坡。
三、按使用年限分类:可分为永久性边坡和临时性边坡。
边坡的工程防护种类
放坡
人工沟槽及基坑如果土层深度较深,土质较差,为了防止坍塌和保证安全,需要将沟槽或基坑边壁修成一定的倾斜坡度,称为放坡。
坡度
沟槽边坡坡度以挖沟槽或基坑的深度“H”与边坡底宽“B”之比表示,即:
土方边坡坡度=H/B=1/(B/H)=1:k
坡度系数
坡度式中:k=B/H称为坡度系数
编辑本段坡角和坡度对比
坡角就是坡面与水平面的夹角,常用α表示。
坡度(或坡比)就是坡面的铅直高度(h)和水平宽度(l)的比
若用i表示坡度,则有i=h/l
坡度与坡角的关系是i=h/l=tanα
边坡比在水利的堤坝工程中常用这一名词.边坡比就是邻边比斜边,具体的就是地表长比坡长,就是坡角的余弦值即COSα。
可见它们都是同一事物的不同表示方式,既有联系又有区别。
路基是支承轨道和传递列车荷载的建筑物。
修筑铁路路基本体、路基防护、加固建筑物、路基支挡建筑物以及路基排水设施的工程,称为铁路路基工程。 路基本体工程 路基本体按横断面形式可分为路堤和路堑。
路堤是用土石在地面填筑而成的土体,堤顶面为路基面,高于天然地面,两侧为路堤边坡;路堑是将山体开挖成堑,堑底为路基面,低于天然地面,两侧为路堑边坡。 此外,在一定条件下也可不经填筑和开挖而直接以天然地面做路基面。
路基本体 路基本体具有一定的路基面宽度和路基边坡坡度,并要求使用一定的路基填料。 ①路基面宽度:路基面中部是由道碴组成的道床,供铺置轨道;路基面两侧未被道碴覆盖部分是路肩,供养路巡道人员行走和放置养路机具及材料。
道床宽度因铁路的轨距和轨道标准不同而异;路肩宽度同路基本体的土质条件和横断面形式有关,此外,还考虑养护维修工作的需要。路基面宽度在路基本体修筑工程中是一项重要标准,它不仅决定铁路的占地面积,而且影响筑路的工程造价。
各国铁路对路基面宽度都有具体规定。 中国规定标准轨新建单线铁路的直线区间路基面宽度为4。
9~6。7米,路肩宽为0。
4~0。6米;双线铁路地段的两线中心距为4~4。
1米;曲线铁路地段的路基面宽度应根据曲线半径的大小相应地增宽。日本高速新干线的路肩宽为 1。
2米。 ②路基边坡坡度:边坡坡度大小影响到路基本体的稳定性。
边坡坡度同边坡的高度和土质条件有关。中国铁路规定,边坡高度小于20米,且地质条件良好时,路堤边坡可根据填料种类和边坡高度采用1:1。
3至 1:1。75的坡度;路堑边坡可采用1:0。
1至 1:1。75的坡度。
边坡高度大于20米时,应根据岩土的物理力学性质确定其安全的坡度。 ③路基填料:一般情况就地取土填筑路堤,但有些土石不能用作填料,否则将引起路堤坍滑和变形。
特别是路基顶部(包括路基面)直接受到列车动荷载作用的部分,其填料必需严格控制,以免产生翻浆冒泥等路基病害。中国铁路部门将填料按其适用性分为A、B、C、D四级。
A级为优质填料,如粗粒无粘性土;B级为良好填料,如细粒含量小于30%的混合土和砂粘土等;C级为限制使用的填料,如细粒含量超过30%的混合土和粉砂等;D级一般为禁止使用的填料,如粘粉土、粘土和有机土等。基床表层应选用A级和B级的填料,若不得不用 C级填料时,填料的液限应不大于32,塑性指数不大于12。
日本新干线用的基床填料最大粒径小于75毫米;通过74微米网眼的土占总重的2%~20%;通过420微米网眼的土超过总重的40%;匀质系数大于6;液限小于35,塑性指数小于9。 路基本体施工 路堤基底横向坡度较大时,填筑前应清除草皮或修筑台阶,以保证稳定。
路堤应将填料分层填筑,并在控制含水量的条件下辗压到要求的密实度。每层填料厚约 0。
3米。辗压可用平辗、羊足辗、自动倾卸车、铲运机、推土机、轮胎辗和震动辗等机具。
路堤填筑必须严格控制填筑密度。否则,通车后路基会发生沉陷和局部坍滑,给正常运营带来严重影响。
路堑开挖因土质条件不同而采用不同的施工方法。土质路堑可用挖土机、铲运机等开挖。
石质路堑则用爆破技术开挖,特别在石方集中的大工点,常用松动大爆破,一次使石方松碎,便于机械或人工清理。 目前,大规模的填石路堤已开始采用定向大爆破技术,一次定向爆破就能完成借土填筑路堤的施工任务。
但定向大爆破控制不好,会造成路堑部分边坡凸凹不齐,悬石松动,给养护增加困难。采用新的深孔爆破技术,配合预裂和光面爆破技术,可控制路堑的边坡坡度,增加边坡的稳定性。
路基防护加固建筑物工程 为防止土质和风化岩石路基边坡在长期地面径流作用下被破坏所采取的坡面防护措施。 对易生长植物的边坡,可采用种草籽、铺草皮或栽种灌木的防护措施。
为提高种草效果,可采用塑料薄膜和草籽掺化肥法。对不易生长植物和陡峭的边坡,可采用修筑砌石护坡、护墙、三合土捶面等防护措施,其中锚杆喷射混凝土护墙采用较多。
对河流冲刷的路基,一般采用加固、抛石和石笼等防冲刷措施,也采用潜坝、顺坝、挑水坝等导流建筑物,以疏导河水流向,减轻河水对坡岸的直接冲刷。 中国还采用水下桩排防护傍岸集中冲刷。
路基支挡建筑物工程 为保证山区铁路路基和山坡的稳定,以及为减少城市附近铁路路基用地,在路堤坡脚或路堑边坡处修建的支挡建筑物。最常见的是干砌片石垛、重力式圬工挡墙和钢筋混凝土半重力式挡墙。
1966年中国在贵昆铁路和成昆铁路一些地段,采用了修筑桩排架挡墙和挖孔桩等措施,稳定路堤和防止山坡变形。 此外,成昆铁路还成功地采用了托盘式挡墙。
近年来,各国普遍采用一些轻型的新支挡结构,可充分利用地形,减少圬土量,提高施工机械化程度。其中主要有以下两种。
锚杆挡墙 由钢筋混凝土支柱和挡板组成。支柱采用锚固在岩体中的钢筋或钢丝索拉杆稳定;挡板一般采用泡沫混凝土墙面板和预制墙面板。
瑞士在朗西奥地区修筑公路时,为避免开挖路堑时风化岩层坍落,在将要修筑挡墙处先立76个钻孔灌注桩(桩的直径为1。0米,间距为4。
0米,在路面以上部分。
路基防护工程施工作业指导书 1.适用范围 适用于**客运专线铁路**段路基防护工程施工。
2.作业准备 2.1内业技术准备 作业指导书编制后,应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施,提出应急预案。
对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。 2.2外业技术准备 施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 3 施工工艺及技术要求 3.1路基防护及支挡的一般规定 使用的砂浆或混凝土必须有配合比和强度试验,并留够试件。
石质强度应符合设计要求。施工所用砂浆、混凝土,应用机械拌和,不应直接在砌体面上或路面上以人工拌和,并应随拌随用。
3.1.1 边坡防护 在所有路堤的基床表层以下路堤边坡的外边缘处,水平铺设宽度不小于3.0m的双向土工格栅。 当路基土石方施工时或完毕后,应及时进行路基防护施工。
各类防护与加固应在稳定的基础或坡体上施工。设有支挡结构物及排除地下水设施地段,应先作好支挡结构物、排水设施,再施作防护工程。
防护的坡体表面应进行检查处理,防护设施应与坡面密贴结合。 施工前应先清刷坡面浮土,填补坑凹,使坡面大体平整。
路基防护所设置的泄水孔的位置、布置形式、孔径尺寸及泄水孔背反滤层的材料、设置应符合设计要求,且排水畅通。砌体及反滤层(或垫层)的材料、设置应符合设计要求。
3.1.2 路基支挡 岩体破碎或土质松软、有水地段,修建支挡结构应按结构要求适当分段,及时施工,不应长段拉开挖基。 支挡结构基坑开挖前,应做好排水设施。
基坑开挖后应及时进行基础及墙身施工,并做好墙后排水设施,及时回填或填筑路堤。 支挡结构的各部尺寸应符合设计要求。
支挡结构背后填料及压实度应符合设计要求。 支挡结构端部伸入路堤或嵌入地层部分应与墙体一起施工。
路堑支挡结构顶面应抹平与边坡相接,其间孔隙应填实并封闭。 支挡结构与桥台连接时,应协调配合施工;必要时应加临时支撑,保证相接填方或地基土层的稳定。
支挡结构基础基坑开挖后,要核对地质资料,经验收合格后,方可进行基础施工,当与设计不符时应及时反馈。 泄水孔、反滤层、排水层、隔水层、沉降缝和伸缩缝设置应符合设计要求。
3.2 边坡防护施工工艺及技术要求 3.2.1 施工方法及工艺 ⑴干、浆砌片石边坡 ①准备: 边坡砌筑应在坡面密实、平整、稳定后,方可铺砌。石料等级应符合设计要求。
砌筑前,其表面泥土、水锈应清洗干净。 ②挖基: 护坡施工采用人工挖基,人工刷坡,砌筑前,将基底平整夯实,检查合格后方可进行砌筑。
③砌筑: 片石采用挤浆法施工,铺砌时自下而上进行,砌块不得大面平铺,石块应彼此交错搭接,错缝一般为7~8cm ,不得松动,严禁浮塞。砂浆在砌体内必须饱满、密实,不得有悬浆。
砌体宜用15cm以上的块(片)石。 干砌边坡表面应平整,如遇坚石可挖成台阶。
砌体护坡分段施工时,每隔10~15m宜设一道伸缩缝,并做好伸缩、沉降缝及泄水孔,泄水孔后面,应设置反滤层。 ④勾缝养生: 勾缝前,应先将松动和变形处修整完好,干砌护坡勾缝应在路堤沉降已趋稳定后进行。
浆砌片石应进行洒水养生。 砂浆凝固后,墙面全部刷干净,使外貌整洁美观。
⑵边坡植物防护 ①准备阶段: 喷植前应修好天沟等排水设施,修整坡面,嵌补凹槽、坑洼、准备好喷混材料等。喷射混合物由黏土、谷壳、锯末、水泥及复合肥等拌合,喷混材料应随拌随喷。
粘土要先放在搅拌机中预拌,粉碎成粉状达到要求后,再加草籽和化肥,拌合均匀。 备好风、水、电。
备好塑料网、梯架。 ②喷播操作: 检查风、水、电路与机具。
在已修整好的边坡上先撒上一层客土。 人员与喷射机就位,调整好进料阀门,向机组的料斗中加料。
打开进风管阀门,开启喷头水阀,湿润坡面。 调整供水量,使混合料湿润成浆状,喷到坡面上的泥浆光泽而不下流。
喷射枪尽量垂直坡面,从上到下反复喷射数次达设计厚度。喷射厚度为0.08~0.1m。
停料、断水电、关闭风路、停机。 回收回弹料。
③养护: 护坡喷植后,进行不少于20天的喷(洒)水养生,务使喷植护坡始终具有足够水份,促使草籽发芽、生长。 ⑶ 栽植乔木、灌木 ①种植前的准备工作 a.苗木准备 根据工程设计图纸,列出苗木的品种、数量、规格、落实苗木供应来源,以及运到栽植地的运输情况及方法。
对符合规格、生长健壮无病虫害的苗木,逐株做记号。高质量的苗木应具备的条件:根系发达完整,主根短直,接近根茎范围内有较多的侧根和须根,起苗后根系无劈裂;苗木粗壮通直;主侧枝分布均匀,能构成完美的树冠;无病虫害和机械损伤。
b.植前整地及放线 根据设计图纸要求,栽植地土质应基本满足植物生长需要,如发现土质太差,在栽植前换填种植土,以保植株成活。 根据图纸,在现场找出苗木实际栽植位置,用白灰撒处灰点,进行定点放线。
一般采用行列式。
一、边坡坡面防护包括1、植物防护:种草、铺草皮、植树。
2、工程防护(矿料防护):框格防护、封面、护面墙、干砌片石护坡、浆砌片石护坡、浆砌预制块护坡、锚杆钢丝网喷浆、喷射混凝土护坡。二、各种防护工程适用条件(一)植物防护1.种草防护:适用于边坡稳定,坡面受雨水冲刷轻微,且易于草类生长的路堤与路堑边坡。
选用根系发达、叶茎低矮、多年生长且适宜于当地土壤和气候条件的草种,植于40cm(无熟土时,表土厚度≥20cm)表土层。播种方法有撒播法、喷播法和行播法。
当前推广使用的两种新方法是湿式喷播技术和客土喷播技术。2.铺草皮:适用于需要迅速绿化的土质边坡。
草皮护坡铺置形式有平铺式、叠铺式、方格式和卵(片)石方格式四种。3.植灌木:与种草、铺草皮配合使用,使坡面形成良好的防护层,适用于土质边坡和膨胀土边坡,但对盐渍土经常浸水、经常干旱的边坡及粉质土边坡不宜采用。
灌木宜植于1:1.5或更缓的边坡上,或在堤岸边的河滩上,用以降低流速,促使泥沙淤积。(二)工程防护1.框格防护适用于土质或风化岩石边坡,框格防护可采用混凝土、浆砌片(块)石、卵(砾)石等作骨架,框格内宜采用植物防护或其他辅助防护措施。
2.封面包括抹面、捶面、喷浆、喷射混凝土等防护形式。(1)抹面防护适用于易风化的软质岩石挖方边坡,岩石表面比较完整,尚无剥落。
(2)捶面防护适用于易受雨水冲刷的土质边坡和易风化的岩石边坡。(3)喷浆和喷射混凝土防护适用于边坡易风化、裂隙和节理发育、坡面不平整的岩石挖方边坡。
3.护面墙用于封闭各种软质岩层和较破碎的挖方边坡以及坡面易受侵蚀的土质边坡。用护面墙防护的挖方边坡不宜陡于1:0.5,并应符合极限稳定边坡的要求。
护面墙分为实体、窗孔式、拱式等类型,应根据边坡地质条件合理选用。4.石砌护坡(1)干砌片石护坡适用于易受水流侵蚀的土质边坡、严重剥落的软质岩石边坡、周期性浸水及受水流冲刷较轻(流速小于2—4m/s)的河岸或水库岸坡的坡面防护。
(2)浆砌片(卵)石护坡适用于防护流速较大(3~6m/s)、波浪作用较强、有流水、漂浮物等撞击的边坡。对过分潮湿或冻害严重的土质边坡应先采取排水措施再行铺筑。
5.浆砌预制块防护适用于石料缺乏地区。预制块的混凝土强度不应低于C15,在严寒地区不应低于C20。
6.锚杆钢丝网喷浆或喷射混凝土护坡适用于直面为碎裂结构的硬岩或层状结构的不连续地层,以及坡面岩石与基岩分离并有可能下滑的挖方边坡。施工简便,效果较好。
(三)土工织物防护1。挂网式坡面防护适用于风化碎落较严重的岩石边坡。
沿边坡悬挂的土工网能截住落石,引导其进入边沟或其他可控制地区。落石直径较大,边坡倾角大于400时不易使用。
2.土工织物复合植被防护坡面综合了土工织物和植被两类防护的优点,其典型形式是三维土网(垫)植草防护,主要适用于边坡坡度缓于1:1,边坡高度小于3m的土质边坡。3.其他土工织物防护有草坪植生带、适用于破碎或易风化破碎的岩石路堑边坡的锚杆挂高强塑料网格喷浆(喷射混凝土),以及土工织物作反滤层的护坡。
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