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岩土工程中边坡加固工程施工技术探讨

2020-03-12卢世英张德军张国栋

工程技术研究 2020年23期
关键词:锚索岩土边坡

卢世英,张德军,张国栋

(江苏省水文地质海洋地质勘查院,江苏 南京 211102)

边坡加固工程施工技术在岩土工程中占有举足轻重的地位。岩土边坡失稳是当前施工过程中普遍会出现的现象,一旦发生边坡失稳,便会对工程造成极大的消极影响。因此,必须重视边坡加固工程。这就要求施工人员深刻意识到边坡加固对施工工程安全的重要性,并对施工过程中所采取的技术进行严格约束,以提高边坡稳定性。同时,采用高效准确的加固方案降低失稳风险、解决失稳问题也变得尤为重要,这对保证工程项目质量、为施工人员提供一个安全的工作环境有很大帮助。

1 诱发岩土工程边坡失稳的要素

1.1 地形地貌与地质构造的复杂多样性

地形地貌与地质构造几乎是岩土工程是否稳固的首要影响要素。对于岩土工程而言,地形地貌与地质结构与其有着密不可分的联系。若地形条件比较复杂多变,那么势必会对施工工程产生一定的影响。例如,如果施工地点位于地势开阔的区域,处于河流或山间地区的平缓地段,在降水量比较充沛的季节极易堆积大量的地下水和地面水,积水在水体的反复作用下,更容易导致边坡的失稳。在地质构造方面,比较典型的当属地质构造较复杂的斜河谷区域,边坡自身稳固性较差,若构造线和河谷的走向出现相同的情况,则会显著增加斜河谷的顺向坡发生滑坡的可能性。

1.2 岩体结构的制约性

岩土工程的稳定性与岩体结构息息相关。岩体结构主要表现为结构面与结构体。其中,影响边坡安全稳定性的主要因素是结构面的走向,同时,结构面的数量、倾向、倾角、表面形状与连续性也是边坡工程中不可忽视的要素[1]。

1.3 人为因素

在岩土工程中,人为因素导致的边坡失稳同样不可忽视。在这一过程中,导致边坡稳定性降低的主要原因是人们的过度开发。具体来说,坡高和坡比是影响边坡稳定性的两个重要因素,坡比会随着坡高的增加而扩大,这时,边坡稳定性便会受到影响。另外,由于很多岩土工程处于偏远地区,地形地质结构非常复杂,一旦设计人员做出超出标准的深度设计也会对边坡稳定性造成一定的损害,甚至会导致坡面岩体坍塌。

1.4 其他因素

一些不可抗力因素同样不可避免地影响着岩土工程的进展,例如暴雨、岩土异常等,也会诱发边坡失稳。

2 边坡加固技术的具体应用

2.1 HDPE防渗膜

其基本作用原理为利用防渗膜的隔离功能降低雨水的侵蚀程度,防止雨水下渗对土体结构的稳定性造成损伤。此外,其还会在一定程度上维护滑移面的力学参数,确保边坡自身结构不会因为自身重量情况而导致边坡失稳。一般来说,HDPE防渗膜护坡加固技术在岩土工程边坡中能够有效杜绝雨水侵蚀,避免主体出现裂缝,不会导致边坡位移现象。

(1)加固策略。首先,适量清理土体边坡坡面的堆积物、草木、疏松岩土以及其他杂物,平整坡面,使坡面尽量无明显尖突、无开裂,并保持坡度均匀。随后,按照严格的标准确定HDPE防渗膜的厚度,例如在下部坡面上铺盖的HDPE防渗膜的最大厚度不得超过1mm,对于难以清理的地段可以将防渗膜替换为防雨篷布,以避免石块将防渗膜穿透,影响防渗膜的使用效果。另外,在铺盖HDPE防渗膜时可以通过借沟槽锚固定法对其进行加固。具体而言,是在锚固沟里填适量的混凝土,用混凝土将沟槽里面的防水材料固定住以达到加固的效果。至于防雨篷布,完全可以通过篷布上的金属眼圈用锚杆或钢筋来稳固。此外,为了加强防渗效果以及保护HDPE防渗膜,可以在防渗膜下铺设一层纳基膨润土防水垫。为了施工安全和降低防渗膜所承受的拉力,可在坡体上由上而下每隔10m(垂直高度)开出一条马道,宽约1m,兼作工作平台,而且锚固沟也布置在这些马道上,这样防渗膜受力情况可以得到很大改善,同时也提高了施工的安全可靠性。

(2)加固工艺方法步骤。首先,根据材料尺寸大小做好相应的方案,做下料准备。其次,将在空地上展平的防渗膜按照相应的方案裁剪图进行裁剪,并通过严密的计算挑选最佳铺膜方式,并尽可能地节约成本。再次,将防渗膜从下向上铺展,不要拉得太紧,并留出1.5%的余幅大小来为局部调整做准备。相邻两幅的纵向接头不应在同一水平线上,并相互错开lm以上的距离,随后纵向接头应该被放置在平面上,并且距离坝角、弯角处1.5m以上。最后,在边坡上铺盖防渗膜时的展膜方向应大概与最大坡度线平行。

(3)铺设时注意事项。①施工人员所穿的鞋子不能损坏防渗膜。②应尽可能平整、平顺地铺设防渗膜,避免因出现褶皱而使防渗膜的使用效果大打折扣。③适当地选择铺盖方向及角度,使接缝受力最小化。④合理安排材料位置,尽可能使缝隙减到最少。另外,在一些拐角处要尽量缩短接缝长度。正常情况下,在坡度大于1∶6的斜坡上距离顶坡区域1.5m范围内,应尽可能不设接缝。⑤在铺盖过程中要避免任何因素破坏土工材料,特别是铺设工具可能造成的损坏。⑥HDPE防渗膜铺盖完毕以后,应尽量减少在膜面上的各种活动,而且但凡能够对HDPE膜造成损害的物品,均不应直接放在膜上或在膜上行走时随带,以免对膜造成意外毁坏[2]。

2.2 预应力锚索

将预应力锚索的各部分构件组合起来成为一个整体,简言之就是先制造锚固孔,然后制作束体并将束体放入锚固孔,固定束体下部,并制作外锚头。而为了使外锚头与预应力紧密连接,可以采用张拉锁定的方法,这样可以很好地防护锚索,并且顺利完成锚索的制作[3]。

在这一过程中需要注意以下方面:首先,采取严谨的保护措施保障锚索的完好性;其次,对施工的各方面有全面且细致的把握,尤其是施工计划要充分考虑设计的要求以及调查结果,防止因卡孔等细微之处的疏忽而导致工程的停滞;再次,在正式施工之前,要对钻孔开展涉水试验;最后,尽量选择防潮的地点以保证束体质量。

另外,预应力锚索加固中应着重加强动态监测,这能够有效地保证岩土工程中边坡加固的稳定性。在动态监测过程中,需验证锚索是否符合施工的条件,检测预应力锚索是否符合设计标准和要求以及锚索的具体特性和安全系数,并在施工过程中配备专业人员进行定期检测、维护以延长工程的使用寿命,提高工程的安全可靠性。预应力锚索加固工程可提高边坡的稳定性,要严格把控各部分的工程材料,并在施工前对各种测试进行严格监控,使施工过程中的各种施工仪器均达标,还要对设备进行定期的检查与维修等,由此岩土工程中边坡工程的安全稳定性便能够得到有效保证。

2.3 灵活的排水方式

对于岩土工程边坡加固施工来说,可以采取的排水方式主要包括两种:地表排水和坡内排水。地表排水主要是在滑体外部进行,利用截水沟以防地表水进入滑坡,有效阻止地表水对边坡稳定性造成影响;而坡内排水主要是在滑体内部进行,可以利用天然的沟谷来排水,也可以采用修建渗沟或明沟以及一些具有排水功能的结构的方法将滑坡中积聚的水排出去,这也在很大程度上削弱了水对坡面的侵蚀作用。值得注意的是,一切施工步骤都需要根据施工地点的详细情况,因地制宜地采取合理的施工方案,这样才能有效降低坡内水位,进而有利于边坡加固工程[4]。

2.4 抗滑桩支护加固技术

抗滑桩支护加固技术适用于复杂多变、相对破碎的露天边坡工程中,通过抗滑桩来有效避免由于边坡滑动而引起的塑性变形这一现象。当出现弯矩时,需要更换闸阀,并修理闸阀或者检查闸阀控制室。另外,还要在出口位置钢管外侧包裹0.5m厚的C20混凝土[5]。

3 边坡加固工程中提升安全稳定性的措施

(1)在自身条件较差的岩土工程项目中,施工人员首先需要对地质地形条件进行全面严格的考察,建立严格的责任体系,权责分明,对每个工作人员在岗位中的勘察内容进行明确规定,以确保工程任务高效顺利地进行。

(2)施工技术人员与监理人员要保持高效沟通。施工技术人员在具有一定知识储备的理论基础上,要充分了解设计图纸,并且时刻与监理人员保持密切联系,通过一定的信息交流机制保证这一过程的顺利进行。

(3)设立紧急预案,面临突发情况也能按部就班地冷静应对。具体来说,在坡顶可以设置位移观测桩,强化施工进程检测强度,防患于未然。对于具有较高要求的或关键的工程步骤,需要制作详细的指导书及相应的操作规范,以保证工程施工的各环节都能高效、高质量地完成。

4 结束语

综上所述,文章主要研究了诱发岩土工程边坡失稳的要素、岩土工程边坡加固工程中的技术应用以及能够提升边坡安全稳定性的措施。边坡加固工程不仅在岩土工程中占有举足轻重的地位,而且对工程建设的安全性也有着不可忽视的作用。一旦出现边坡失稳的现象,滑坡事故在所难免。因此,为了避免这一事故,在工程实施之前,要切实进行实地考察,全面研究分析地形地质等条件。工程实施过程中,必须严格按照边坡加固标准进行科学的施工,充分做到因地制宜,保证边坡的稳固性和工程的安全性。

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