支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇需要考慮及因素

1、.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇需要考慮的因素支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇需要考慮地質(zhì)環(huán)境條件、邊坡性質(zhì)與邊坡變形失穩(wěn)機(jī)理、經(jīng)濟(jì)合理與可實(shí)施性、環(huán)境保護(hù)、新技術(shù)新工藝新材料、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平等多方面的因素.1. 1 地質(zhì)條件地質(zhì)條件是邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)設(shè)計(jì)最基礎(chǔ)、最重要的因素,籠統(tǒng)地說包括地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地表水、不良地質(zhì)作用等.地形地貌:一方面反映的是邊坡的原始面貌,是邊坡穩(wěn)定性的控制因素之一,也是邊坡穩(wěn)定性分析可以作為參考借鑒的宏觀判據(jù),如地形地貌復(fù)雜、高陡邊坡對(duì)穩(wěn)定不利. 另一方面,地形地貌還影響著邊坡的水文地質(zhì)條件,如地下水的埋藏深度、地下水的季節(jié)性變化幅度、地下水的匯集與排泄、匯水面積與地

2、下徑流、坡面沖刷強(qiáng)度等,坡頭上有沖溝地形對(duì)邊坡的穩(wěn)定也是不利的. 那些位于陡峻斜坡上的人工邊坡,其支護(hù)力度往往要大些.地質(zhì)構(gòu)造:對(duì)于巖質(zhì)邊坡而言,深入研究地質(zhì)構(gòu)造是十分重要的,地質(zhì)構(gòu)造不僅影響邊坡的地形地貌,更重要的是影響邊坡巖體的力學(xué)性質(zhì). 如斷層破壞邊坡巖體的完整性、促使巖體風(fēng)化進(jìn)程加快、使巖體節(jié)理裂隙更加發(fā)育、形成斷層破碎帶等;褶皺改變巖層的產(chǎn)狀、軸部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育、揉曲使巖體錯(cuò)動(dòng)和破碎等. 地質(zhì)構(gòu)造還為地下水提供了蘊(yùn)藏和運(yùn)移的場所,使地下水的活動(dòng)性增強(qiáng). 把結(jié)構(gòu)面納入地質(zhì)構(gòu)造中來研究是一個(gè)非常重要的且必不可少的環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)面的類型很多,就邊坡而言,主要是研究對(duì)邊坡穩(wěn)定性起控制作用的軟弱

3、結(jié)構(gòu)面,如構(gòu)成順傾結(jié)構(gòu)的層面、土巖結(jié)合面、巖層風(fēng)化界面、軟弱和泥化夾層、貫通節(jié)理面、斷層破碎帶、構(gòu)成塊體不穩(wěn)定的組合結(jié)構(gòu)面等. 在一定程度上,地質(zhì)構(gòu)造決定著邊坡變形失穩(wěn)的機(jī)理,如順傾滑動(dòng)、楔形塊體滑動(dòng)、貫通節(jié)理面的折線型滑動(dòng)、陡傾巖體的傾倒破壞、碎裂巖體危巖崩塌等.工程地質(zhì):概略地說,主要就是研究邊坡的介質(zhì)條件,即邊坡巖土的空間分布形態(tài),構(gòu)成邊坡的介質(zhì)是土質(zhì)邊坡還是巖質(zhì)的,或者是土巖組合的? 結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及其產(chǎn)狀如何? 弄清邊坡土巖介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)、巖土體工程地質(zhì)特征、邊坡穩(wěn)定性的主控因素等,為邊坡穩(wěn)定性計(jì)算及支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算提供必要參數(shù).水文地質(zhì)及地表水:俗語道“十滑九水”,可見水在邊坡變

4、形失穩(wěn)中起著“推波助瀾”的作用. 地下水的補(bǔ)徑排關(guān)系、埋藏條件、變化幅度、活動(dòng)方式、對(duì)巖土物理力學(xué)性質(zhì)的影響、水壓力、腐蝕性等影響著邊坡穩(wěn)定性計(jì)算及支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇. 地表水包括大氣降水及其形成的坡面流、溪溝河流地表水等. 一方面大氣降水及其坡面流可能沖刷邊坡、使邊坡巖土的重度增加、土質(zhì)及軟巖邊坡強(qiáng)度的明顯降低,從而促使邊坡發(fā)生不穩(wěn)定. 另一方面,大氣降水通過滲透作用形成地下水,可能形成地下水位產(chǎn)生水壓力,可以使邊坡土體軟化和強(qiáng)度降低,降低軟弱結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度,惡化泥化夾層及風(fēng)化破碎帶,使軟質(zhì)巖石軟化與崩解. 雨季期間,地下水活動(dòng)在相對(duì)隔水層的頂板一帶十分活躍,因此,支護(hù)結(jié)構(gòu)必須和排水措施一并考慮.

5、此外,大氣降水使邊坡干濕交替,促進(jìn)邊坡巖體尤其是軟質(zhì)巖石的風(fēng)化,故考慮阻止風(fēng)化進(jìn)程所需的措施也是必要的. 溪溝及河流地表水可引起坡腳的沖刷與淘蝕甚至下切,邊坡坡腳軟化或臨空高度增加,從而使邊坡穩(wěn)定性降低.不良地質(zhì)作用:與邊坡穩(wěn)定性有關(guān)的如沖溝(尤其是活動(dòng)性沖溝) 、巖體風(fēng)化與卸荷裂隙、采空區(qū)地面塌陷和地裂縫、巖溶塌陷、巖土的膨脹性、巖體的風(fēng)化、巖體的軟化和崩解等不良地質(zhì)作用是邊坡不穩(wěn)定的影響因素或潛在不穩(wěn)定因素,選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式時(shí)要根據(jù)不同的情況具體問題具體分析,并從它們影響邊坡變形失穩(wěn)的未來發(fā)展趨勢(shì)方面加以考慮.1. 2 邊坡性質(zhì)與變形失穩(wěn)機(jī)理邊坡性質(zhì):除了地質(zhì)因素決定的邊坡固有特性之外,邊

6、坡還有其它一些重要性質(zhì)也是必須考慮的,如是自然邊坡還是人工邊坡? 是挖方邊坡還是填方邊坡或者是半挖半填邊坡? 坡高與坡比、邊坡的使用年限、邊坡的重要性與安全等級(jí)、邊坡上方的附加荷載、是否有震動(dòng)因素等,這些性質(zhì)都會(huì)影響邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式.邊坡變形失穩(wěn)機(jī)理:徹底搞清邊坡的變形失穩(wěn)機(jī)理是較為困難的,然而又是至關(guān)重要的,不同的邊坡其變形失穩(wěn)機(jī)理有所不同,至少其變形失穩(wěn)的主導(dǎo)因素是不盡相同的. 邊坡變形失穩(wěn)機(jī)理主導(dǎo)著設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路和支護(hù)形式的選擇. 因此,必須認(rèn)清邊坡產(chǎn)生變形失穩(wěn)的類型.1. 3 安全合理與可實(shí)施性不同用途、不同性質(zhì)、不同安全等級(jí)的邊坡,對(duì)穩(wěn)定安全系數(shù)有不同的要求. 邊坡支護(hù),首要的就是

7、安全,但又必須是合理的安全. 合理的支護(hù)必然是安全的,但安全的支護(hù)不一定都是合理的,這就有一個(gè)安全度的把握問題,如臨時(shí)支護(hù)比永久支護(hù)采用的安全系數(shù)要低,因?yàn)樗赡懿豢紤]或者說少考慮那些潛在的不利因素. 在支護(hù)結(jié)構(gòu)類型相同的情況下,邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)越高,投入的成本也就越高,如果只需三級(jí)支護(hù)的邊坡,采用了二級(jí)甚至是一級(jí)支護(hù),那就是不合理的. 評(píng)判支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性,要考慮的方面也很多,首先要看其是否有針對(duì)性,是否因地制宜,支護(hù)結(jié)構(gòu)是否恰如其分,既不冒險(xiǎn)也不保守,既考慮了現(xiàn)狀又考慮了未來. 其次還要看交通條件、設(shè)備投入、原材料、工期、場地條件、用水用電等方面是否合理. 合理的方案一定是要可實(shí)施的,不可

8、實(shí)施的方案顯然是欠合理的,如在垂高20 m的松軟填土邊坡上設(shè)置擋土墻,肯定是難以實(shí)施的;又如在有保通要求的道路下邊坡設(shè)置需要大開挖施工的擋土墻也是難以實(shí)現(xiàn)的;再如在松散土體中設(shè)置大噸位的預(yù)應(yīng)力錨索也是很難的;同樣,要對(duì)很高的陡崖危巖進(jìn)行錨固也是一件非常困難的工作.1. 4 新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用,對(duì)推進(jìn)邊坡支護(hù)技術(shù)的發(fā)展是一件非常好的事情,可以提高工效、降低成本、保護(hù)環(huán)境、克服難度. 如新型成孔設(shè)備的使用,可以使工效大大提高,同時(shí)讓施工難度降低;注漿技術(shù)的改進(jìn),可以提高錨固力;壓力分散型、拉力分散型、拉壓結(jié)合型錨桿的應(yīng)用,可以充分發(fā)揮錨固段的潛力并提高單根錨索

9、的抗拔力;自進(jìn)式錨桿可以解決破碎、坍塌地層的錨固問題;生態(tài)混凝土的使用可以讓環(huán)境變得美觀,三維植被網(wǎng)等新型土工材料的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)較陡邊坡的綠化,保護(hù)環(huán)境; GIS的應(yīng)用,可以使邊坡的調(diào)查分析變得容易;物探手段的應(yīng)用使邊坡勘察資料更加準(zhǔn)確;監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用可以使邊坡的動(dòng)態(tài)變化置于我們的掌控之中;支護(hù)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新可以解決使用常規(guī)支護(hù)形式難以解決的難題.1. 5 環(huán)境保護(hù)隨著環(huán)保意識(shí)的提高,支護(hù)形式在環(huán)境保護(hù)的要求是必須要考慮的. 例如盡量減少對(duì)原始地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)破壞,不大挖方和大填方,對(duì)支護(hù)坡面進(jìn)行綠化,盡可能讓邊坡景觀與自然環(huán)境和諧等. 有的方法如噴錨支護(hù)作為邊坡支護(hù)的一種手段,對(duì)增強(qiáng)邊坡穩(wěn)

10、定是有效的也是比較經(jīng)濟(jì)的,但其弱點(diǎn)是最后形成的坡面缺少生機(jī). 又如削坡減載也是穩(wěn)定邊坡的一種行之有效的方法,但削坡面積過大,會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞. 選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù),減少削坡數(shù)量,可以保護(hù)生態(tài)植被減少對(duì)地質(zhì)環(huán)境的擾動(dòng)破壞.1. 6 經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇,還應(yīng)考慮與地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平相適應(yīng). 發(fā)達(dá)國家在邊坡支護(hù)的投入總體上要比發(fā)展中國家高,手段也更加先進(jìn),因而經(jīng)過治理的邊坡在穩(wěn)定性、環(huán)境保護(hù)、美觀程度等方面都是比較好的,而且在預(yù)見性和主動(dòng)性方面都有很好的體現(xiàn). 同樣,發(fā)達(dá)地區(qū)的邊坡支護(hù)要好于欠發(fā)達(dá)和落后地區(qū). 好的支護(hù)體系,理應(yīng)得到應(yīng)用,但若超出了經(jīng)濟(jì)承受能力就難以實(shí)現(xiàn). 但盡量使用一些較為簡易的支護(hù)方法,而顧及不到長期穩(wěn)定和環(huán)境保護(hù)方面的需求,動(dòng)輒使用大量的削坡減載,以犧牲生態(tài)和地質(zhì)環(huán)境為代價(jià)來換取邊坡的穩(wěn)定,也是不可取的. 也有的在支護(hù)