邊坡防護技術論文范文
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篇1
關鍵詞:公路路基;坡防護;技術措施
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A
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。
參考文獻:
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張東晗,利用錨噴防護技術治理平鐵公路路基邊坡病害「期刊論文《交通世界》―2011年6期
篇2
關鍵詞:邊坡防護,路線設計,支當防護,新技術
1. 問題的提出
隨著我國高等級公路建設的不斷深入,公路的邊坡問題也不斷出現,由于在路線設計中不可避免地要出現高路堤和深路塹,因此,填挖方的高邊坡技術處理問題就顯得很突出,有時候邊坡問題制約了我們公路建設的進度、質量和投資控制,也影響到今后公路的養護和環境保護。邊坡病害不僅影響美觀,而且造成植被破壞、水土流失、生態破壞、遺害子孫。為此,有必要就一些有關邊坡處理的技術問題進行探討。
2.邊坡病害的分類
邊坡病害可分為以下三類:1、滑坡。滑坡是路基山坡土體或巖體由于長期受地下水、地表水活動的影響使其結構逐漸失去支撐力,在自重的作用下,整體沿著一定軟弱面向下滑動。滑坡按其引起滑動的力學特性來區分,可分為牽引式和推移式滑坡。牽引式滑坡,是下部先滑動,使上部失去支撐而變形滑動,一般速度較慢,可延續相當長時間,橫向張性裂隙發育,表面多呈階梯狀或陡坎狀。推移式滑坡是上部巖土擠壓下部巖土體產生變形,滑動速度較快,滑體表面波狀起伏,多見于有堆積分布的斜坡地段。在公路建設中,因設計施工不當,改變了原來斜坡的平衡狀態,則將引發工程新滑坡或工程復活古滑坡。免費論文。這種教訓是有的,值得我們注意。2、崩塌。巖石崩塌通常被認為是巖體在陡坡面上脫落而下的一種邊坡形式。它經常發生于陡坡頂部裂隙發育的地方。由于風化減弱了節理面間的黏結力,或者由于雨水滲入裂隙中,造成了裂隙水的水壓力作用于向坡外的巖石上;或者巖石受到凍脹、風化和氣溫變化的影響,從而減弱巖體的抗拉強度和巖塊松動,造成了巖石崩落的條件。裂隙水的水壓力和凍脹作用是崩塌的常見原因。崩塌的巖塊通常沿著層面、節理或局部斷層帶或斷層面發生傾倒或者其下基礎失去支撐而崩落。它具有突發性,危害較大,它與滑坡的區別是,崩塌發生急促,破壞體散開,并有傾倒、翻滾現象。而滑坡體一般總是沿著固定滑動面整體地、緩慢地向下滑動。3、剝落。所謂剝落是指邊坡表層受風化,在沖刷和重力作用下,不斷沿斜坡滾落。剝落發生在容易風化的巖土坡面,例如紅層巖坡或膨脹土邊坡。這些邊坡開挖后如果不及時防護,坡面將發生風化,巖土體風化成散粒狀后,將順坡滑落下來。在這種坡面上植被,如果方法不當,風化的坡面會造成植被的破壞。
3.邊坡的防護措施
下面從路線設計、工程地質、支擋防護三個方面對邊坡處理技術進行探討。1、公路路線設計中的邊坡處理問題。總的來說,目前公路沿線景觀上的路堤、路塹較為普遍,滑坡、崩塌也時常發生。這些問題的產生,與公路平縱面設計是否恰當關系較大。這里有幾個問題需特別注意:一是山區公路建議用足最低技術標準,宜彎則彎,宜坡則坡,不可片面追求路線平直,減少大填大挖。二是要充分利用地形,應盡量減少破損山體。三是要充分且恰當地利用人工構造物的作用。2、關于防護結構問題。傳統的防護方式從生物防護角度出發多采用輔貼草皮的方式進行,而工程上僅從坡面安全、穩定的角度出發對各類邊坡進行工程防護和處置,一般采用漿砌片石護面墻、骨架護坡、抗滑樁、錨固、噴漿等,輔貼草皮也能滿足即時綠的要求,但是傳統的抗滑樁和抗滑擋墻在使用幾年之后,產生推移甚至被推倒的事例是常見的。究其原因,除一般的設計或施工問題之外,在理論上來說,是庫倫或朗金土壓力理論的缺陷。因為巖土體有蠕動的物理現象,尤其是有臨空面的巖土體,有流變力學特性。巖土體的蠕動使傳統支擋結構所受到的側向壓力隨著時間的推移而增大,最后在一場大雨過后被推倒。因此,對路基邊坡應采取綜合的防護措施,如植草或植樹,采用砌石或混凝土塊對邊坡進行防護。3、當前新技術的應用
3.1三維植被網植草
三維植被網是以熱塑性樹脂為原料,采用科學配方,經擠出、拉伸等工序精制而成。它無腐蝕性,化學性穩定,對大氣、土壤、微生物呈惰性。三維植被網的底層為一個高模量基礎層,采用雙向拉伸技術,其強度高,足以防止植被網變形,并能有效防止水土流失。三維植被網的表層為一個起泡層,膨松的網包以便填入土壤、種上草籽幫助固土,這種三維結構能更好地與土壤相結合。在邊坡防護中使用三維植被能有效地保護坡面不受風、雨、洪水的侵蝕。三維植被網的初始功能是有利于植被生長。隨著植被的形成,它的主要功能是幫助草根系統增強其抵抗自然水土流失能力。其特點是:由于網包的作用,能降低雨滴的沖擊能量,并通過網包阻擋坡面雨水的流速,從而有效地抵御雨水的沖刷;網包中的充填物(土顆粒、營養土及草籽等)能被很好的固定,這樣在雨水的沖蝕作用下就會減少流失;在邊坡表層土中起著加筋加固作用,從而有效地防止了表面土層的滑移;三維植被網能有助于植被的均勻生長,植被的根系很容易在坡面土層中生長固定;三維植被網能做成草毯進行異地移植,能解決需快速防護工程的植被要求。
3.2客土噴播
客土噴播是以團粒劑使客土形成團粒化結構,加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網絡加筋作用,從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕,牢固透氣,與自然表土相類似或更優的多孔穩定土壤結構。其技術要點是:噴播基材是保證噴播成功的重要因素,泥炭土是噴播的好材料,可和木纖維(或紙漿)按一定的配比混合使用,比單用純木纖維具有更優良的附著和保水性能,可在土壤層較薄且非常瘠瘦,甚至風化巖的坡面上進行噴播,一般噴播厚度在10~20cm;保水劑及粘合劑用量,保水劑可根據各地氣候條件及石場特點的不同而做相應的調整,粘合劑可根據石壁的坡度而定,與坡度大小成正比;掛網,先把錨釘按一定的間距固定在石壁上,然后掛網;草種選擇,所噴播的草種應是根系發達、生長成坪快、抗旱、耐貧瘠的多年生品種,如果當地的冬季寒冷的話,還應考慮品種的抗凍性;混播,利用草種的互補性,如深根性和淺根性、豆科和禾本科、外地與本地、發育早與發育晚等特性進行混合噴播。
3.3混噴植草
混噴植草技術,其核心是在巖質坡面上營造一個既能讓植物生長發育而種植基質又不被沖刷的多孔穩定結構。它利用特制噴混機械將土壤、肥料、有機質、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水后噴射到巖面上。免費論文。由于水泥的粘結作用,上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續空隙的硬化體。一定程度的硬化使種植基質免遭沖蝕,而空隙內填有植物種子、土壤、肥料、保水材料等,空隙既是種植基質的填充空間,也是植物根系的生長空間。噴混綠化技術不僅適用于所有開挖后的巖體坡面(如礫巖、砂巖、基巖、片巖、花崗巖、大理巖)的保護綠化,而且對于巖堆、軟巖、碎裂巖、散體巖、極酸性土以及擋土墻、護面墻混凝土結構邊坡等常規不宜綠化的惡劣環境都能綠化,是環境保護和國土綠化工程的一大突破。
3.4預應力錨索
預應力錨索以前主要用于鐵路邊坡的加固治理,而公路邊坡很少應用,由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面,把一端(錨桿)錨固在堅硬的巖層中(稱內錨頭),然后在另一個自由端(稱外錨頭)進行張拉,從而對巖層施加壓力對不穩定巖體進行錨固,這種方法稱預應力錨索。免費論文。
4.結語
我國高等級公路出現較晚,經濟、技術水平相對落后,邊坡的綜合處治在應用傳統方法的同時,更要不斷借鑒國外先進技術,結合環保、綠化、景觀和人文因素,使高等級公路建設又快又好發展,為我國高等級公路事業作出更大的貢獻。
篇3
關鍵詞:高速公路; 滑坡; 防治; 實例分析
中圖分類號:U412文獻標識碼: A
0 引言
在山區高速公路建設過程中,必然不可避免地會造成山體臨空面而呈現不穩定的狀態,同時在外界環境如地震、降雨、工程震動、人類生產活動等因素下劣化巖體性質,從而引起山體邊坡病害,影響路面行車安全。隨著交通事業的不斷發展,出現的邊坡數量及規模給工程界提出了較大的挑戰,因此系統研究邊坡穩定性分析與治理技術便迫在眉睫。我國公路邊坡病害治理技術可分為五大類:坡率法、排水、防護、支擋和加固,在工程實踐中往往是幾種處治方法同時采用,融合各優點,使處治效果達到最優。
1 滑坡的分類
對滑坡進行分類,可更好地了解滑坡的性質及發展情況,但由于地域差異性及形成滑坡作用因素復雜,因此根據不同的工程目的有區別地進行分類。按照不同角度進行滑坡分類,根據我國的滑坡類型可有如下的滑坡劃分:
按滑坡體的體積可劃分為小型滑坡(小于10×104立方米)、中型滑坡(10×104-100×104立方米)、大型滑坡(100×104-1000×104立方米)及特大型滑坡(大于1000×104立方米)。
按滑坡的滑動速度劃分可劃分為蠕動型滑坡(需借助精密儀器才能發現的滑坡)、慢速滑坡(可用肉眼發現其滑動的變化,但每天的滑動距離較小,僅幾厘米至十幾厘米)、中速滑坡(每小時可滑動數十厘米至數米)及高速滑坡(每秒可滑動數米至數十米)。
按滑坡體的度物質組成和滑坡與地質構造關系劃分為覆蓋層滑坡(粘性土滑坡、黃土滑坡、碎石滑坡、風化殼滑坡)、基巖滑坡(又可分為均質滑坡、順層滑坡、切層滑坡)、順層滑坡(沿層面滑動或沿基巖面滑動的滑坡)及特殊滑坡(融凍滑坡、陷落滑坡等)。
按滑坡體的厚度劃分淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡與超深層滑坡。
按形成的年代劃分為新滑坡、古滑坡、老滑坡與發育滑坡。
按力學條件劃分牽引式滑坡與推動式滑坡。按物質組成劃分土質滑坡與巖質滑坡。
按滑動面與巖體結構面之間的關系劃分同類土滑坡、順層滑坡及層滑坡。
2 滑坡處治常用技術
2.1 坡率法
坡率法為邊坡工程中最常見的治理方法,坡率法即是通過對坡體削方或在邊坡坡腳堆積重物以將滑動力削弱兩種方式,通過改變原邊坡體的坡率(一般為減小)而增加邊坡的穩定性,使其具有足夠的安全儲能。采用坡率法是一種原理簡單、設計施工簡便的加固治理方法,并且在邊坡處治方案比選中造價相對較低,因而在邊坡治理工程中常作為首選方案。但坡率法也有一定的局限性,如過多削坡致使土方量增加與破壞環境及人文景觀,對施工空間受限的工地更加不宜采用。
2.2 排水法
水是邊坡病害的重要原因之一,因此對水的處治是防治邊坡病害的首要任務。常用水處理方法是通過設置截水溝、排水溝及跌槽等防止地表水入滲破壞邊坡,應及時疏干導流坡體內的地下水以保證邊坡的穩定性,具體一些排水技術有仰斜式排水孔、滲溝、支撐盲溝、截排水管道、排水溝及截水溝等。由于水與邊坡病害的密切聯系性,因此排水是邊坡工程必不可少的工程之一,在實際邊坡工程中當應地制宜,選取適當的排水技術。
2.3 防護法
進行坡面防護也是邊坡工程常用處治方法,邊坡防護主要為保護邊坡表面使其盡量不受雨水沖刷而帶來的破壞影響,以阻止或減緩環境對邊坡體的風化、剝蝕。常用的防護技術有植被防護、抹面防護、圬工防護以及格柵防護,在工程實際中也常采用
2.4 支擋加固法
在潛在滑坡段通過設置擋土墻、鋼筋網攔網及抗滑樁等措施對不穩定的公路邊坡進行支擋,是常見的邊坡加固處治的方法之一,這屬于被動防護方法。在常用的抗滑支擋技術主要有抗滑擋土墻、抗滑樁等,目前也興起了管棚、半隧道襯砌形式擋土結構等新支擋加固結構及新型加固材料。
2.5 注漿加固
注漿加固是通過壓力注漿時漿液深入巖土體中,通過漿液良好的黏結作用時離散巖土體形成較好的整體性。壓力注漿在隧道圍巖加固、邊坡巖體加固及混凝土損傷結構維修加固中應用廣泛并形成了較好的理論應用體系。
3 滑坡治理工程實例分析
3.1工程簡介
國道G319瀘溪K1564+900-K1613+600段,沿線路基地質情況復雜,且多為沿河路段,目前局部路段出現不同程度的邊坡崩塌,對路面的行車安全和道路的正常使用造成極大影響。在2012年7月17日,因特大暴雨侵襲導致K1564+900-K1565+000左側山體大面積滑坡;2012年12月7日,K1587+815-K1587+900處發生山體崩塌;因此需對國道G319瀘溪K1564+900-K1613+600段地質災害多發段的進行穩定性分析處治設計。該段邊坡巖性為強風化礫巖,坡高大約30m,坡長100m,走向為260°。坡頂種植土厚0 m ~0.3m,全風化層厚度2 m ~4m,下為強風化薄~中厚層狀砂質板巖,巖層產狀為355°~360°∠36°~60°,巖層產狀,尤其是巖層傾角,變化較大,巖體較破碎。因遭受特大暴雨的侵襲而導致該路段山體發生大面積的滑坡,滑坡體頂端裂縫長度100m,滑動體坡長85m,邊坡長度為125m,坡面面積為7850 m2,最大坡高為34 m。滑體前緣產生推移,后緣土體沉陷開裂,中部產生多處裂縫,原路塹擋土墻被推跨,滑坡范圍內兩棟房屋背面靠山面被滑移土體填至二層。
3.2 滑坡形成原因分析
本路段處于人工邊坡相對較陡地段,斜坡上的巖土體結構松散,具有高壓縮性及強透水性,而大氣降水入滲使地下水位升高,增大了地下水靜水壓水。巖土體含水量也同時增加,增大了重度及稠度,在入滲水的作用下,降低了松散填土層與基巖接觸面的凝聚力和摩擦力,斜坡應力平衡受到了破壞,從而決定了該地段斜坡為不穩定斜坡,容易產生滑坡。
3.3 處理措施
2012年7月17日發生邊坡滑坡后,已采取了應急處理措施,清除堆積路面的土石方,修筑警示墩。根據《G319瀘溪段K1564+900-K1565+000段左側滑坡工程地質報告》(湖南省湘西工程勘察院)中結論,該段為一淺層牽引式小型巖土質滑坡,滑床為中風化炭質頁巖,滑體成為主要為紅黏土與強風化炭質頁巖,滑動面(帶)埋深一般3.0~7.0m。滑坡體滑坡規模33943m3,滑動方向為295°。為防止滑坡繼續產生而造成破壞,本次設計采用在不擾動山坡主體的情況下,在離坡腳約3m處清理出工作面,設置凈間距為1.5m的Φ100cm抗滑樁一排,并在坡腳設置路塹擋土墻。
結論
通過對沿線邊坡進行分析,可掌握其穩定性情況及可能潛在的滑動狀態,從而通過采取一定的措施進行處治。在滑坡處治前,應實地調查,分析其滑坡生成的條件、滑坡類型,在此基礎上針對性地提出相應治理方案。
參考文獻
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附錄:
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篇4
論文關鍵詞:高邊坡,加固,質量監控
0 前言
高邊坡的加固防護主要分支擋結構、排水措施、坡面防護三個方面。其中:支擋結構通常有預應力錨索(桿)、高大擋土墻、抗滑樁等形式;排水措施對地下水主要采取“引排”的辦法,對地表水則采取“快排”的方法;坡面防護對土質邊坡可采用框格式植草防護,對于巖石風化破碎嚴重或土質松散的邊坡,可采用漿砌片石護面墻、路塹矮墻等形式。
1 項目簡介
銅湯高速公路起于銅陵長江南岸的廬銅高速公路,終點于黃山區湯口鎮山岔村,接湯口~屯溪高速公路,路線全長116.146km。該路段路塹邊坡多,相對高差在20~80m左右,巖石破碎,裂隙發育,易產生坡面剝落、沖刷,坡體垮塌、溜坍、滑動、錯落等不良地質現象。據統計全線超過20米的高邊坡近百個。其中,大部分需進行加固處理,而其中又以錨桿(索)加固為最多。
由于高邊坡防護工程其成敗直接影響到今后高速公路的運營安全,因此如何做好路塹高邊坡防護加固工程質量監控,特別是如何做好錨桿(索)的施工監控,成為該路段高邊坡工作的重點內容之一。
2錨桿(索)加固工程質量監控
高邊坡錨桿(索)加固工程質量監控主要從以下各方面展開:
2.1在接到施工單位"開工申請單"后,專業監理工程師應到現場進行實地勘察,了解錨桿(索)加固工程坡位的地質特征。
2.1.1 確定工程部位的地質構造。
詳細觀察工程部位的地質構造,有無斷層通過和坡面滑動跡象;觀測坡面巖土層的裂隙發育情況,巖層及裂隙產狀;判斷引起坡體滑動的后緣控制面和主滑面的裂隙產狀,形成前緣出口的裂隙產狀和產生邊坡松弛的結構產狀。
2.1.2 初步確定錨固段地層層位。
觀察邊坡各級(從路基開始,一級一級往上觀測)土層和風化巖強度的變化雜志鋪,詳細劃分坡面的巖土類型,估算坡殘積土、土狀強風巖、塊狀強風化巖、弱(中)風化巖、微風化巖的厚度和深度,初步確定錨固段所處地層層位。
2.1.3 了解地下水賦存。
根據山區地形特點,一般三級坡以上無地下水賦存,一、二級坡內塊狀強風化~微風化巖由于裂隙發育,有基巖裂隙水賦存,往往會影響錨孔鉆造的施工,因此應考慮合理的鉆造工藝,相應采取措施。
2.2掌握設計依據和設計目的。
應詳細對設計施工圖進行分析,了解設計孔深、錨固段長度、錨孔傾角、設計拉力等,錨固段地層是否是在該坡松弛結構面以下或坡體滑動的后緣控制面以下,以達到錨固效果。
2.3錨孔鉆造施工的現場監控。
監理工程師依據程序,對現場設備和材料(包括鉆機、空壓機、腳手架、注漿機、鋼絞線、注漿管以及配套材料與配件)、施工隊伍資質和主要人員施工簡歷、施工組織、工藝流程、質保體系和安保體系的建立等進行審查,已具備開工條件的情況下,批復開工報告,進行各錨孔鉆造。在施工過程中,主要檢查的內容有:
①檢查孔位處坡面坐標和標高是否經測量檢測,放樣拉線是否平直,要求標記各孔孔位,孔位縱橫誤差<50mm,標高誤差<100mm;
②錨孔鉆造機安裝傾斜度是否與錨孔設計傾角相等,誤差為±1(用地質羅盤量測);
③錨孔鉆造腳手架是否牢固,各部分螺扣是否緊牢;
④鉆孔鉆進采用無水干鉆,嚴禁用水鉆進;
⑤詳細觀測記錄巖土層深度并進行巖土命名,分坡殘積土、土狀風化巖、塊狀強風化巖、弱(中)風化巖、微風化巖的鉆孔深度(從吹出的巖粉判別);
⑥鉆孔深度應大于設計深度0.5mm;
⑦達孔底深度后,穩鉆1~2分鐘或更多時間,防止孔底尖滅,達不到設計孔徑,同時使用高壓空氣將孔內巖粉及水體全部清除出孔外,保持孔內干凈。
⑧鉆孔檢查采用尺檢鉆頭直徑,計數標準鉆桿根數,檢查孔徑、孔深、復查錨孔孔位、傾角和方位。
2.4錨筋制安的現場監控
2.4.1錨桿(索)編束檢查
當采用錨桿(鋼筋)作為錨筋體時,錨桿組裝前鋼筋應平直,并經除油和除銹處理合格。預應力錨桿鋼筋主要采用精扎螺紋鋼,錨桿接頭要求采用專用錨桿連接接頭,自由段刷防銹油漆,涂脫水黃油,外套塑料管,自由段與錨固段分界處,應纏繞膠布進行固接和密塞處理,纏繞長度兩側不得小于100mm;并檢查錨桿長度、錨固段長度、錨桿型號是否符合設計要求。
2.4.2錨索(桿)安裝
①錨索(桿)運輸、吊裝,應細心操作,不得損傷錨筋體和移動各組成部件;② 錨索(桿)安裝時,應保持順直,順利下到孔底雜志鋪,嚴禁抖動、扭轉、串動,防止散束,錨桿禁止敲擊;
③尺量錨筋外面長度與設計孔深差為制錨長度與設計長度之差,允許偏差50mm;
④壓力分散型錨索孔外三組標記清楚,一般用不同顏色油漆標記,防止張拉時補償錯誤。
2.5 錨孔注漿的監控
錨孔注漿時應進行旁站,必須采用孔底返漿法,嚴禁抽拔注漿管,無返漿或中途輸送泵故障、高壓管破裂等應及時報廢返工,第一次注漿出井口,第二次補漿也應流出,若時間長或水泥用量大,需經專業工程師確定。出現異常,同時要請示設計代表,共同制定處理方案。注漿時間原則上是錨孔鉆造后24h,需延長時間由專業工程師確認。若采用二次高壓劈裂注漿,注漿管在編束時應在錨束另綁扎一根注漿管,在水泥漿體強度達到5.0MPa時進行。
2.6 錨索(桿)地梁、框架的監控。
2.6.1錨索(桿)地梁、框架的制作。
地梁、框架均于現場澆筑,并滿足以下要求:
①鋼筋接頭需錯開,焊接頭截面之間的距離不得小于1m;
②鋼筋砼地梁或框架中的立柱埋入平臺地面標高以下不小于0.5m,用C25號砼澆注;
③錨索(桿)、波紋管、錨墊板地梁應置于中心位置,框架應置于立柱與橫梁交叉中心位置,錨索(桿)方向應與錨孔方向一致,錨墊板應垂直錨孔方向;④ 鋼筋安置平整后,模板安裝要牢固,接縫平順,再進行現場澆注、振搗,防止漏漿、倒模;
⑤框架應分片施工,兩相鄰框架橫梁、頂梁接觸處留20mm伸縮縫,用浸瀝青木板或泡沫板填塞。
2.6.2 進行錨索(桿)、框架、地梁檢驗。
達到錨索(桿)孔位符合設計要求,預留長度滿足張拉要求,外觀順直、美觀,無麻面及跑模現象。
2.7錨索(桿)試驗監控。
錨索(桿)試驗分基本試驗和驗收試驗,必須進行全過程旁站,試驗設備必須標定。
① 基本試驗每坡應不少于3孔,施工前由監理工程師根據巖土情況選定孔位,按規范要求分級進行。壓力分散型錨索,預張拉后,根據錨索各單元差異伸長量和差異荷載,分單元補償差異荷載后再按規范進行分級張拉,直至破壞。發現異常,及時采取措施,找準差異原因,向設計代表和總監辦匯報試驗情況或共同研究處理方案。
② 驗收試驗孔數為邊坡錨孔數的5%,但不少于3孔雜志鋪,試驗方法同基本試驗,試驗最終拉力值為設計拉力值的150%。在分級張拉時,發現異常,必須請示設計代表和總監辦,共同研究,確定解決辦法,防止將錨索(桿)破壞。 以上兩試驗由承包單位寫出試驗指導書和試驗報告,由監理簽署意見后,再進行工作錨的張拉、鎖定、封錨工作。
2.8張拉、鎖定、封錨的監控。
監理應進行旁站,張拉、鎖定必須采用專用設備,作業前進行標定,所用錨具為專用錨具,并要有送檢報告書。鎖定拉力值為設計拉力值的110%,其張拉步驟同試驗分級進行。壓力分散型錨索,預張拉后分單元補償差異荷載,張拉至設定張拉荷載后,持荷10~15min,進行自動鎖定。錨孔封錨,采用機械切割余露鋼筋,留長10cm。用純水泥漿注滿墊板及錨頭各部分空隙,用20MPa砼按設計要求制模封錨。
3 結束語
高邊坡錨桿(索)加固工程是銅湯高速公路重要關鍵工程之一,錨桿(索)加固工程的質量監控也成為一項重要工作內容,通過對高邊坡錨桿(索)加固工程,提高了高邊坡的穩定性,對保證銅湯高速公路長期安全和正常運營有著積極的意義。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞: 高速公路 生態環境 景觀建設
1.引言
江西省第一條高速公路是1993年1月建成通車的交通部“七五”期間的重點工程昌九高速公路(南昌市北郊蛟橋鎮至九江市十里鋪的二車道汽車專用公路)。截止到2005年底,全省公路總里程為62300千米,其中高速公路1559公里。高速公路具有通行量大,運營安全、舒適、快捷的特點,所帶來的社會效益和經濟效益已被大眾廣泛接受。
隨著全球環境問題的日益尖銳,高速公路建設與運營所造成的環境負面影響越來越被大眾所關注,時至今日,廣大建設者所高度關注的,仍僅限于具體的工程指標,對沿線生態環境與景觀建設的重視程度遠遠不夠。
公路生態環境是指公路兩側各200m范圍內的自然保護區、水源保護地、森林、草原、濕地和野生動物棲息地等。西方發達國家十分重視公路的生態環境問題,經多年建設發展,已經積累了大量經驗,而在我國,則是近幾年來才被引起重視的新問題。
公路景觀是指公路路線、橋梁、隧道、互通式立交、沿線設施等人工構造物同公路通過地帶的自然景觀與人文景觀相互融合后構成的景觀。簡言之,公路景觀由兩大要素組成,即自然景觀和人文景觀,二者既相互獨立,又互為補充。
高速公路建設不可避免出現高填深挖的情況,易對沿線生態環境造成極大影響,這些都是廣大建設者必須重視的問題。
2.江西公路建設生態環境概況
江西省簡稱贛,位于我國東南部、長江中下游交接處的南岸,是我國江南丘陵的重要組成部分。省境地貌類型以山地丘陵為主,兼有平原、崗地。
江西省自然地理條件優越,生物多樣性豐富。生物種類繁多,這些得天獨厚的地理氣候條件與生物多樣特性,為公路的生態與景觀建設提供了無可比擬的自然優勢及區位優勢:第一,植物種類繁多,成活率高;第二,降水豐沛,水源涵養好,養護成本低;第三,大部分區域屬長江中下游水土保持重點地區,做好生態環境建設工作具有特別重要的意義;第四,江西是旅游新興大省,旅游業已成為高速發展的產業之一,高速公路作為旅游業賴以發展的基礎產業,同時作為對外展示形象的一個窗口,沿線景觀的建設質量顯得尤為重要。
3.高速公路生態與景觀建設要點
高速公路生態與景觀建設的重點部位在于上下邊坡、中央分隔帶、立交區等構造物,同時也是最容易產生環境問題的部位。下面我從這幾個方面著手,分別論述如何在設計規劃階段及建設階段進行生態與景觀建設。
3.1邊坡
目前,在高速公路建設中,為確保邊坡穩定,仍大量采取漿砌片石與噴錨技術進行邊坡防護。從生態的觀點來看,這種做法存在很大問題,因為封閉防護人為阻斷了自然植被的生長,造成植被的永久破壞,導致以下幾個方面的危害。
第一,不利水土保持。
第二,混凝土坡面無法吸收汽車尾氣,路段空氣質量差。
第三,封閉防護阻隔了涵養水的流出,在孔隙水壓力與邊坡土體飽水自重的雙重作用下,易造成邊坡倒塌,危及道路安全。
鑒于封閉防護的種種不利情況,規劃設計人員應轉變設計觀念,摒棄陳舊的設計思路,加強邊坡防護綜合設計,具體來說,應遵循以下的原則:
第一,盡量避免封閉防護,多采用開式防護體系。
第二,選線人員應對路線走向進行深入充分的研究,高填深挖路段應做橋隧方案比較,宜橋宜隧時盡可能采用橋隧方案,盡量減小邊坡高度與坡度。
第三,不得已出現高邊坡時,在做好邊坡防護的同時應做好生態及景觀設計。
第四,對于已建成的工程,可采用人工造景方法進行景觀改造。注意應結合當地歷史文化、民風民俗、自然遺產等要素,突出地域特點,增加公路景觀的多樣性。
3.2中央分隔帶
中央分隔帶是高速公路的重要組成部分,其首要作用是分隔對向交通流,提高行車安全系數。其另外一個重要作用是作為埋置各種通訊、電力管線及其它沿線設施的主要場地。同時,中央分隔帶還是高速公路綠化美化景觀建設的重要部位,做好綠化美化有利于改善公路沿線景觀質量,提升駕乘人員的視覺感受,緩解心理壓力,增加行車安全度。
目前,由于山區高速公路工程艱巨,走廊空間自由度小,耕地面積少,中央分隔帶較窄,因此山區高速公路均大量采用鋼筋混凝土剛性防撞護墻頂植防眩板作為中央分隔帶,甚至某些路從頭至尾均采用這種單一形式。
我認為這種做法值得商榷,中央分隔帶不宜大量采用剛性防撞護墻形式,而宜采取植樹綠化為主、其它方法為輔、多種形式并存的方法進行建設。
3.3立交區
立交是高速公路特有的大型工程構造物,從綠化美化的角度考慮,立交是高速公路景觀建設最重要的部分之一,做好立交景觀建設能提升公路的景觀質量,對做好立交景觀建設具有十分重要的意義。
立交匝道與匝道、匝道與主線所形成的區域與坡面是立交綠化美化的主要區域,根據立交規模大小與形式的不同,景觀建設應采取不同的手法,對于出入大中型城市、風景旅游區及歷史文化遺址的立交,應特別注重加強人文景觀建設。
3.4生態敏感地區
生態敏感地區是指生態結構脆弱或具有特殊生態價值必須保護的地區,由于生態敏感地區對于人類的重要意義,修建公路時應盡可能繞開這些地區,避免對原生環境造成破壞。
在借鑒發達國家成功經驗的基礎上,我國相關科技人員對公路穿越生態敏感地區如何進行生態保護這一課題作了大量研究,總結出了一些基本原則:第一,避免高填深挖,盡量采取橋隧穿越,盡量放緩路基邊坡,避免過多人工防護;第二,加強水土保持措施,避免公路施工與運營期間對地表水、地下水土和壤造成污染;第三,必須對路線穿越地區的動植物種群分布作深入調查,全面掌握種群的生長、遷徒規律,避免因公路修建而人為阻斷動物的活動空間,不利于種群的繁衍壯大;第四,修建必要的隔音、隔光設施,避免對某些對噪聲和光線敏感生物的生活習性造成干擾;第五,修建滿足生態要求的各種新型功能性路面和防護欄。
4.結語
環境保護是我國的一項基本國策,加強公路沿線生態和景觀建設是公路可持續發展的重要條件。尤其對于高速公路,由于選線地處偏僻,沿線地質地形變化顯著,氣候條件差異較大,生態條件、動植物資源分布變化不一,合理的路線走向、正確的設計思路、得當的施工方法、客觀的工期進度是確保工程建設和生態景觀建設良性發展的基本要素。只有各環節各部門都充分意識到其重要性,并且協調配合、高效運作,一條條具有良好生態景觀的高速公路才會從建設者的手中一寸寸延伸開來。
參考文獻:
[1]公路環境保護設計規范.北京:人民交通出版社,1998.12.
篇6
(長沙理工大學,湖南 長沙 410114)
摘 要:論文通過公路工程實踐,探討了路基工程的造價實物量指標和技術經濟指標,并對路基工程中路基土石方、縱向排水設施、防護工程等造價的影響因素進行了對比分析,找出了有效控制路基工程造價的方法,提出了相應控制措施。
關鍵詞 :路基工程;造價指標;影響因素;有效控制
中圖分類號:U471.36文獻標志碼:A文章編號:1000-8772(2014)28-0179-03
路基是公路的重要組成部分,它是在線路位置選定后按照一定的技術要求修筑的帶狀構造物。公路路基主要由路基土石方、排水設施、防護工程以及特殊路基處理幾個方面組成。
公路造價要體現工程的經濟性,總結歸納起來工程的經濟性可由兩組數據體現,一是標志工程價格特征的技術經濟指標;二是標志實物單位數量特征的工程量指標。工程造價的控制在于進行工程量指標和技術經濟指標的分析,在其分析過程中可大量的借鑒和類比同類工程(橫向)、前后階段(縱向)的工程量指標和技術經濟指標進行分析比較,才能得出最有效的分析結果。工程經濟分析需要一個完整的指標體系,從某種意義上講技術經濟指標不能孤立地存在,必然內含技術指標、工程量指標、材料價格等內容,廣泛地體現工程技術和工程價值的兩個方面。下面從幾個方面對路基工程造價進行分析。
一、路基工程造價一般分析
通過對近期數條高速公路路基工程的造價指標進行分析,可以簡單歸納如表1-1所示,但由于公路工程的復雜性和所處地域不同,技術經濟指標的應用不能成為標準化的指數,只能認同為相對數借以模仿和比擬。
二、路基工程中各分項工程的造價分析
基工程中各分項工程因為施工方法、結構形式等的差異,各技術經濟指標亦有一定差異,通過分析,可以簡單歸納為表2-1到表2-3。
三、路基工程造價影響因素分析和造價有效控制
從設計方面來看,路基的設計高度、邊坡坡率、斷面形式是影響路基工程造價的直接因素。同時準確認識沿線的地質條件,正確處理不良地質現象是影響路基工程的主要因素。排水和防護工程的結構形式對造價也有一定影響。
從施工方面來看,選擇合適的施工技術可以直接地影響工程造價。同時,合理的施工組織安排和施工平面布置也對造價有較大的影響。
另外,人工、材料和機械設備的單價對造價有明顯的影響。
四、路基工程造價的控制
路基工程造價控制的源頭在于有效控制路基邊坡高度,避繞不良地質路段,采用合理的路基斷面和邊坡防護形式,嚴格控制占地寬度。如最大程度減少高填深挖路基;追求邊坡自身穩定,杜絕不分工程需要均采用圬工全斷面防護;采用靈活自然、適應性好的排水斷面等,以更好地控制和降低造價。
在施工過程中,選擇合理的施工方案進行施工。合理安排工料機的供應,做好施工計劃,防止材料的浪費和人工、機械的閑置。
工程材料是結構物的物質基礎。在結構物建造費用中,一般用于材料的費用約占30%~50%,某些重要工程甚至可達70%~80%。因此,除考慮結構物安全性以外,節約工程投資,合理選配和使用材料也是一個重要環節。基本要求如下:
工程材料應在技術性能、適用性等方面,滿足工程質量和使用功能的要求。
工料單價應遵循價值規律,實行市場調節價(工程材料價格),極少數價格實行政府指導價。
五、結束語
路基工程內容繁多,其工程造價受各方面影響大,在工程實施過程中應注意實物量指標和技術經濟指標相結合,以有效地控制工程造價。
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篇7
關鍵詞:路基施工、管理控制、技術控制、質量控制、全過程控制
Abstract: along with the development of national economy, our country in highway construction in continue to increase, the highway subgrade construction subject as road in the design and construction plays a decisive role, this paper focuses on the entire process control principle applied to the construction of subgrade construction of subgrade construction process control, to ensure highway subgrade construction schedule and construction quality, improve the service life of highway roads and economic benefits.
Keywords: subgrade construction and management control, technical control, quality control, process control
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A文章編號:
路基施工的特點
路基是公路的主體,是公路最重要的組成部分,是公路路面的基礎。堅固、穩定的路基是減少路面變形、保證行車安全、延長公路使用壽命和提高公路經濟效益的重要保證。基礎不牢,必然會導致大廈的傾覆,同樣,路基不牢,路也就不通暢了。重視路基質量,就是重視企業的質量。它的施工特點有以下幾個方面:
1、路基施工條件較為復雜,必須根據不同的地形、地質條件合理選擇施工方案,雖然技術不復雜,但較其他工程施工,難度較大。
2、工程量較大,占到整個工程量的一半以上,施工工期較長,投資規模大。
3、工程施工所需的設備、人員較多,設備的型號也是多種多樣,人員的配備必須合理,加大了管理的難度。
4、路基施工中的不確定因素較多,天氣、溫度以及設計都會對工程產生影響,同時,一旦路基產生缺陷,它的修復較難,時間也比較長,不良后果及影響大。
二、路基施工的全過程控制
㈠路基施工的管理控制
根據路基施工的特點,要求我們的管理工作要更加科學、更加有效,管理工作的好與壞,直接能反映出我們企業的管理水平,施工的難度、復雜性最能展現企業的實力和經驗,只有不斷創新,不斷探索,才能找到適合本企業的管理模式,路基施工的管理要點有:
⑴統籌兼顧,細心規劃
要因地制宜,根據不同地區,不同路段,不同條件,制定出比較完備的施工方案
⑵明確施工標準,完善施工方法
根據有關設計文件、合同和相關規章制度,明確施工的標準,確保施工人員按標準進行施工,完善施工方法,制度作業指導書,盡量做到與現場情況相適應,保證施工工藝先進、施工方法妥當。
⑶合理分配資源
對于施工所需的器械、人員等資源,要進行合理的分配,使其成為一個有機整體,爭取做到用有限的資源發揮出最大的能量。
⑷明確責任范圍,將工作落實到位
在施工過程中,必須明確每個人的職責,做到分工協調,層層把關,在施工中,關鍵還要抓好施工方案、計劃和各項規章制度的落實工作,并且最到及時總結、匯報,通過不斷交流,總結經驗,使我們的工作更上一層樓。
㈡路基施工的技術控制
不斷加強路基施工方面的學習、研究,對路基施工的技術進行嚴格的把關,有利于提高路基施工質量,提高公路行駛舒適度,從而延長公路壽命。主要討論以下幾點:
⑴公路軟土路基施工
公路工程中的遇到軟土路基天然含水量高、孔隙比大、承載能力低、壓縮性強等特點決定了公路工程施工中難點的出現。在軟土地基上修筑路基如果不采取措施處理或處理不恰當, 必然會發生路基失去穩定或過度沉陷的病害, 從而導致了公路不能正常使用或提前損壞。
在路堤填筑期間,必須觀測每個填筑層,當發生沉降或位移超過規定標準的情況時,必須立刻停止施工。當接近極限填土高度時要加強觀測,為了避免由于加載過度造成地基破壞,必須嚴格控制填土的速度。如果超過規范規定,要停止施工或采取相應的技術措施以保證路基的安全。
⑵路基填筑材料的壓實
對于填筑材料的選取,應考慮填料的物理性質、力學性質和影響因素,確定填筑材料的最佳含水率和最大干密度,合理選擇路基的填筑施工工藝。
規范標準規定高速公路和一級公路路面底面以下80cm~150cm部分的上路堤其壓實度必須≥ 95% ,對其它等級公路鋪筑高級路面時,其壓實度也應該按高速公路和一級公路的施工標準進行。此外,路基施工要求還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93%的標準的規定。
⑶路基的防水、排水施工
影響路基強度和穩定性及路面使用壽命的重要因素之一是水,由于水的侵蝕,導致很多路基損毀,從環境保護出發,也應當做好路基的防水、排水工作。在路基施工中,一定要重視排水工作,防止因不同原因造成水患,影響路基施工,避免造成不必要的損失。
⑷路基施工防護
由于路基的填筑改變了地層的天然平衡狀態使路基暴露在空氣中, 而且不斷受各種自然因素的影響, 這就需要對路基進行各種類型的防護措施:
(1)沖刷防護:沿河路基邊坡防護大多采用直接防護。
(2)支擋防護:目前主要是擋土墻用于支擋防護。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、地基條件較好的場合;鋼筋混凝土結構的扶壁式擋土墻、懸臂式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理其墻身圬工體積小廣泛應用于公路路基的防護。
(3)坡面防護:坡面防護的目的是防止坡面巖土的風化剝落、地表水流的沖刷以及與環境的協調。
㈢路基施工的質量控制
路基的質量要求是要具有足夠的穩定性,具有足夠的強度,具有足夠的水溫穩定性。它的控制主要是路基壓實厚度、寬度的控制,含水率的控制,施工及檢測的控制。
路基的質量控制必須貫穿整個路基施工過程,對于施工中的每個環節的施工質量、用料質量、完成質量都必須嚴格的把關。質量是企業的生命,只有合格、過硬的質量,才能使企業更具有競爭力,使其能長久發展下去。
結束語
運用全過程控制原則,對路基施工的全過程進行管理、技術、質量的控制,積極創新管理模式、技術,使投資能發揮最大的經濟效益。
總之,路基施工是一項復雜的系統工程,在進行路基施工時,必須嚴格規范要求進行,針對不同的路基項目采取不同的具體措施。面對日益激烈的建筑市場競爭,要想立于不敗之地,就必須與時俱進,不斷拓展視野,完善自己的施工技術,積極采用新工藝、新材料、新設備,只有這樣才能迎接新的輝煌。
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篇8
關鍵詞:防治原則;工況分析;抗滑樁;有限元
Abstract: in view of the slope instability problem in the process of highway excavation, the landslide thrust calculation using transfer coefficient method, the analysis of excavation are not taken to support and excavation and USES the anti-slide pile supporting two remaining in force, in the cases of anti-slide pile effectively prevent the slope deformation and failure, and to achieve stable, finally USES the ansys finite element simulation analysis, show that highway slope excavation process in the strong effect of the anti-slide pile supporting.
Key words: control principle; Operating mode analysis; Anti-slide pile; The finite element
中圖分類號:X734文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1公路開挖中存在的問題
公路路塹邊坡工程設計數量集中、種類多、性質雜等特點,但又存在場區及區域規律;和重點復雜的邊坡工程設計有所差別;但又沒有勘察設計工作程序和細則;另外由于各種條件的限制,邊坡施工時卻又不能嚴格按照“分級開挖,逐級支護”原則施工。目前,大部分公路路基邊坡施工主要采用全坡面開挖后暴露很長時間再進行防護和加固,導致人為誘導的邊坡變形,嚴重時更會導致多次(處)邊坡失穩破壞的工程事故,對工程施工和營運安全帶來直接危害,更會對工程造價和施工進度帶來影響。
2邊坡主要的防治原則及整治技術
在公路邊坡防護工程設計中,根本問題是在邊坡的穩定與經濟之間選擇一種合理的平衡。對于已發生病害或穩定性不足的邊坡,需采用一定的防治措施使其在運營期間的保持穩定性或安全性。然而,針對不同邊坡的具體情況采取不同的工程措施[1]。
公路邊坡失穩的主要原因,一般認為是由于巖體下滑力增加,或巖體抗滑力降低所致。因此,正對邊坡失穩的防治措施主要針對上述兩方面進行處置,從而改善邊坡穩定性能,增加邊坡安全系數。
公路邊坡整治技術主要分為兩種,一種是針對邊坡存在的隱患或可能發生的病害采取的預防性措施;另一種則是針對病害采取的治理工程措施。第一種處治技術是防止病害的發生或制止邊坡變形,第二種整治的目的則為使邊坡滿足設計的安全性能。
3抗滑樁支擋工程特點
為支擋失穩坡體的下滑力,通常采用抗滑樁加固邊坡的方法。在這類加固工程中,在淺層及中厚層滑體的前緣,或厚度不大且有地質條件的滑體的中部,常常采用鋼筋混凝土樁或鋼軌混凝土挖孔樁。而在大多數情況下,常采用樁墻結合的措施,采用分級支撐滑體,減輕對下部擋墻的推力[2]。此外,還可分排間隔設樁,這樣不但工作面多,不會相互干擾,而且能夠加快施工進度。
采用支擋(擋墻、抗滑樁等)措施是邊坡處治的基本方法,對于不穩定的邊坡巖土體,使用支擋結構,通過設置抗滑樁的形式增大滑體抗滑能力,提高滑體的穩定性能。該方法的優點是可以基本解決邊坡的穩定問題,但是其缺點則是支擋位置的設置靈活性較小。
4有限元軟件及破壞準則
土是由固體、液體和氣體組成的三相體,三相物質的質量、密度、成因類型、形成歷史等因素,都會使土表現出不同的性質。形成巖土體介質的力學性質非常復雜,影響其應力和變形的因素很多。鑒于實際工程中計算需要,可采用商用軟件對其進行分析,本文采用的軟件為ANSYS,對邊坡開挖抗滑樁穩定性進行計算分析。ANSYS可以很好的模擬巖土的力學性能,對巖土的應力—變形與穩定性進行分析。
采用的Drucker-prager準則,通過分析自重應力及開挖對土體的影響,采用雙參數準則,可以表示為:
式(1)
其中,k和是由試驗確定的材料常數。根據應力不變量和,Drucker-prager準則可以表示為:
式(2)
5工程概況
某高速公路 K03+148~K13+220段,該路塹邊坡于2010年8月開始開挖施工,在開挖過程中,邊坡出現了大的滑移變形,山頂部分出現明顯位移,通過勘察認為,該開挖過程可能引發滑坡,滑體范圍較大,深度較深,一般厚度4~9m,最大厚度12m,滑坡的體積(80~140)×46m3,為一中型滑坡。設計施工方案為:坡頂及中部削坡減載,并采用格子護坡,在坡腳設24根抗滑樁(K13+248~K13+344),兩端用抗滑擋墻加固,修排水溝、前緣施工泄水孔,邊坡的變形得到遏制,邊坡整體處于穩定狀態。
5.1滑坡推力
利用規范中的傳遞系數法[3],計算滑坡推力及抗滑樁內力,根據勘察報告以及現場的巖土體物理性質實驗及相應的技術規范。
下滑力:
(3)
抗滑力:
(4)
安全系數:
(5)
由式(3),(4),可得[4]:
(6)
(7)
采用傳遞系數法對該路塹坡邊坡進行推力計算和穩定性分析,分兩種工況。工況一:自然狀態下開挖邊坡后推力計算和穩定性分析;工況二:抗滑樁治理后穩定性分析。
推力計算結果,根據計算結果可以得出以下結論:在未支護前穩定系數0.98,最后條塊剩余下滑力為567.4 KN/m,表明邊坡處于欠穩定狀態。在抗滑樁處置后,該邊坡的穩定性系數為 1.15,最后條塊剩余下滑力為0,表明抗滑樁支護取得明顯效果,推力計算如表1、2所示,抗滑樁支護后,剪力和彎矩隨樁身變化如圖1、2所示。
表1 工況一推力結果
表2工況二推力結果
圖1剪力隨樁深變化圖2彎矩隨樁深變化
為了對以上計算結果進行對比,采用有限元軟件ansys模擬該公路邊坡開挖過程及抗樁的支擋, 計算參數選取如表3所示,采用Plane42平面單元來模擬巖土體,鋼筋混凝土抗滑樁采用Beam3單元。材料本構模型時采用DP模型。抗滑樁樁截面尺寸為 3.5m×2m,受荷段和錨固段長分別為12m和6m,激活梁單元beam3,其邊坡開挖支擋后坡體剪應力分布如圖3所示,依據坡體破壞準則,支擋后邊坡處于穩定狀態,抗滑樁的彎矩分布如圖4所示,正負彎矩的改變處即是該公路邊坡開挖過程中潛在的滑動面。
表3模型參數
圖3巖體的剪應力圖4抗滑樁的彎矩
4結論
針對公路開挖中的邊坡破壞和失穩問題,本文提出了防治原則和整治技術相結合的方法,對抗滑樁的支護特點進行了重點說明。借助具體的工程實例,采用傳遞系數法,分析和計算邊坡下滑力,通過抗滑樁支護前后的邊坡剩余下滑力對比和有限元的模擬,說明抗滑樁可以很好的提高公路邊坡穩定性。
參考文獻
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[2]王恭先.高邊坡設計與加固問題的討論.甘肅科學學報,2003.21-25
篇9
關鍵詞:路基,工程質量,防治
路基是公路的重要組成部分,是按照路線位置和一定技術要求修筑的帶狀構造物,承受由路面傳來的荷載,應有足夠的強度、穩定性和耐久性。路基的強度與穩定性,受水、溫度、土質等客觀因素影響,同時也受行車荷載的作用,路基設計、施工方法及養護方法是否正確等人為因素制約。
1、路基工程質量通病的特征及成因
1.1特征 路基整體或局部不均勻沉降;路基縱橫向開裂;路基滑動或者邊坡滑坍。
1.2成因 工程地質條件不良,原地面比較軟弱(如泥沼地段等)若填筑前未經換土或軟基處理,易形成壓縮下沉或擠壓位移;工程地形條件復雜,當路堤穿過溝谷時,溝谷中心填土最大,向兩端逐漸減低,由于填土高度不同而產生不均勻下沉;水文氣候等因素,降雨量過大、洪水、冰凍、積雪或溫差過大,都可能使高填路堤產生不均勻下沉;路堤填料,若填料中混入種植土、腐殖土或泥沼等劣質土,或土中含有未經打碎的大塊土或凍土等,填石路石料規格不一,性質不勻,亂石中空隙很大,在一定期限可能產生局部明顯下沉。設計方面如斷面尺寸不合理,邊坡取值不當,排水、防護與加固不妥,未對高填路堤進行穩定性驗算,且施工工藝、填料未作特別要求說明;施工方面,填筑順序不當,未在全寬范圍內分層填筑,填筑厚度不符合規定,填料質量不符合要求,水穩定性差,原路邊坡沒有去除植被、樹根,未做臺階處理;不同性質的填料混填,因不同土類的可壓縮性和抗水性差異,形成不均勻沉降,路基填料含水量控制不嚴,又無大型整平和碾壓設備,使壓實達不到要求;施工過程中未注意排水,遇雨天時,路基積水嚴重,無法自行排水,有的積水浸入路基內部,形成水囊,晴天施工時也未排除積水控制含水量就繼續填筑,以致造成隱患,施工單位責任心不強,自檢控制不到位。
2、預防處治措施
2.1、設計方面
2.1.1、做好地質勘探調查對路線經過的地形、地貌、水文地質條件進行詳細探查,尤其要對特殊路基段提供詳細的設計資料,地表不良路段,設計可考慮換土或摻白灰、水泥及鋪設土工布等措施。。
2.1.2、確保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必須保證不因地面水、地下水、毛細水及凍脹作用的影響而降低其穩定性,按照路基設計規范要求,根據土基干濕類型及毛細水位高度,確保路基最小填筑高度,當路基填筑高度受限制而不能達到規范規定時,則應采取相應的處治措施,如:換填砂礫、石渣等透水性材料設置隔離層或修筑地下滲透溝等以避免地面積水和地下水浸入路基,影響路基工作區內的土基強度與穩定性。土質挖方路基,須換填不少于60cm砂礫,石質挖方路基,須設置30cm砂礫墊層,橫向排水不暢路段要加設盲溝。。
2.1.3、明確路基填料質量標準要求在各級公路工程施工圖設計中,必須明確不同填高內路基填料的CBR值(最小強度)及最大粒徑要求。種植土、腐殖土、淤泥凍土及強膨脹土等劣質土嚴禁直接用于填筑路基。礫(角礫)類土應優先選作路床填料,土質較差的細粒土可填于路堤底部。
2.1.4、完善路基綜合排水設計縣級以上公路工程設計中,必須遵循因地制宜,整體規劃,綜合考慮的原則進行路基縱、橫向排水設計,避免造成路基兩側長期積水浸泡路基,使路基承載力下降面發生沉降變形。在村屯路段必須設置排水邊溝,平坡路段邊溝須設有縱坡,確保排水通暢。高填方路段采用集中排水措施,并與警示樁、防撞墻統籌考慮,要求在每20-40m及主要變坡點處設置簡易或永久性泄水槽。挖方段根據上邊坡的匯水而積來設計截水溝,并考慮邊坡土質和邊坡,設置擋墻防止塌方,路基較低路段可以采取加設砂礫層及滲水盲溝,并加大、加深邊溝等排水措施。
2.1.5、確保路基邊坡穩定性高填、深挖路基的邊坡應根據填料種類、邊坡高度和工程地質條件等規范確定,高填路堤必須進行路基穩定性驗算。填方邊坡過高時,可考慮在邊坡中部加置邊坡平臺。
2.1.6、積極采用路基綜合防護形式積極推行植物防護與硬防護相結合的綜合防護形式,在比較穩定的土質邊坡采用種草、鋪設草皮、植樹等植物防護措施。巖體風化嚴重、節理發育、軟質巖石、松散碎(礫)石土的挖方邊坡以及受水流侵蝕,植物不易生長的填方邊坡可采用護面墻、砌石等工程防護措施,沿河路基、受冰侵害和沖刷路段采用擋土墻、砌石護坡、石籠拋石等直接防護措施。
2.2、施工方面
2.2.1、做好施工組織設計,合理安排施工段的先后順序,明確構造物和路基的銜接關系,對高填方段應優先安排施工,在施工中以施工組織設計為龍頭,根據施工現場的實際情況,合理調配人員、設備,是保證高填方路基施工質量的重要環節。
2.2.2、做好施工前的準備工作,開工前要認真審閱設計文件,詳細了解各段的填、挖情況,地質情況,填、挖土質和調配情況,對重要地段要作重點勘察,進一步核對設計資料,發現設計文件中有誤及時上報業主,妥善處理。
2.2.3、認真清除地表土不良土質,加強地基壓實處理,地表植被、樹根、垃圾、不良土質(鹽漬土,膨脹土等)必須予以清除,同時應加大地表的壓實密度,采用大噸位振動壓路機處置。
2.2.4、填筑路基前,首先,必須疏通路基兩側縱橫向排水系統,避免路基受水浸泡。。特別是地基土為黃土、粘土等細粒土,在干燥狀態下(最佳含水量)結構比較強,有較強承載能力,一旦受水浸泡,將易形成翻漿或路基沉降,因此做好路基施工前排水暢通尤為重要,工程監理和施工質量自檢人員應認真監督;其次,要嚴格選取路基填料用土。路基填料確定前,需進行土質分析、CBR值、標準擊實等試驗,對于種植土、腐殖土、淤泥、強膨脹土等劣質土和CBR值、最大粒徑不能滿足規范要求的材料,不能用于路基填筑;再則,路基填筑前還要根據設計進行施工放樣,建立半永久性的臨時水準點和坐標點并做好記錄。路基坡腳放樣一定要準確,確保路基寬度滿足設計要求,路基坡角范圍內,要求清除雜草、樹根、淤泥等,并進行整形碾壓,壓實度須達到規范要求。舊路加寬、半填半挖段做好寬度不小6m的向內傾斜的臺階。
2.2.5、填石路基與雞爪形地段路基施工,可利用重型夯實設備進行強夯處理,或將土工隔柵(土布)水平分層布置在填石路堤內,防止或減緩細料在填料空隙中的流動。
2.2.6、路基施工必須分層填筑,分層碾壓,嚴禁路改工程中滾填,一般路段壓實度不得大于30cm,構造物兩側(橋涵頭處理)松鋪厚度不得大于20cm.不同性質的土不能混填,同一種土填筑厚度不能小于50cm(兩層)。路基填筑須全幅填筑,一次到位,嚴禁幫寬。碾壓過程中,要控制好含水量,壓實度達到規范要求后,方可進行后續施工,壓實度檢測每層2000㎡(不足2000㎡按2000㎡計)不少于4點。根據不同填土類型和壓實厚度,選擇好壓實設備,對于砂礫土振動壓路機具有滾壓和振動雙重作用,效果較好。
2.2.7、路塹施工要保證排水暢通,對上坡施工時,應注意確保坡體的穩定性,避免欠挖或超挖現象發生。石方爆破盡量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大規模爆破形成松散面積過大,坡體失穩,機械開挖時,邊坡應配以平地機或人工修整。路床頂面如有超挖,應清除松方并采用透水性材料進行回填,并認真碾壓,壓實度按路床項目標準進行控制。
2.2.8、路基施工中,按照設計要求首先做好排水工程以及施工場地附近的臨時排水設施,以保持路基能經常處于干燥、堅固和穩定狀態。路基頂面做成2%~4%橫坡,以便于表面水及時排出。
篇10
關鍵詞:邊坡;穩定性分析;處治對策
Abstract: This paper first briefly explained the meaning of slope stability analysis and treatment technology research, and introduced some commonly used methods of slope stability analysis, combined with some practical experience, and point out some slope treatment measuresKey words: slope; stability analysis; treatment measures
中圖分類號:U213.1+3文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)03-0020-02
引言
邊坡破壞的類型很多,常見的是崩塌和滑坡。陡坡前緣部分巖、土體突然與母體分離,翻滾跳動崩墜崖底或塌落而下的過程和現象,稱為崩塌。邊坡部分巖、土體沿著先前存在的地質界面,或新形成的剪切破壞面向下滑動的過程和現象,稱為滑坡。在邊坡破壞中,滑破是最常見,危害最嚴重的一類。研究邊坡穩定性的目的,在于預測邊坡失穩的破壞時間、規模,以及危害程度,事先采取防治措施,減輕地質災害,使人工邊坡的設計達到安全、經濟的目的。
1. 邊坡工程穩定性分析
1.1 邊坡穩定性的影響因素 ①地質構造。地質構造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態、巖層產狀、斷層和節理裂隙的發育程度以及新構造運動的特點等。通常在區域構造復雜、褶皺強烈、斷層眾多、巖體裂隙發育、新構造運動比較活躍的地區,往往巖體破碎、溝谷深切,較大規模的崩塌、滑坡極易發生。②巖體結構。不同結構的巖體,物理力學性質差別很大,邊坡變形破壞的性質也不同。③風化作用。邊坡巖體,長期暴露在地表,受到水文、氣象變化的影響,逐漸產生物理和化學風化作用,出現各種不良現象。當邊坡巖體遭受風化作用后,邊坡的穩定性大大降低。④地下水。處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用,使坡體的有效重力減輕;水流沖刷巖坡,可使坡腳出現臨空面,上部巖體失去支撐,導致邊坡失穩。⑤邊坡形態。邊坡形態通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一般來說,坡高越大,坡度越陡,對穩定性越不利。⑥其他作用。此外,人類的工程作用、氣象條件、植被生長狀況等因素也會影響邊坡的穩定性。
1.2邊坡工程穩定性分析方法 1.2.1 邊坡極限平衡法。極限平衡法是根據邊坡上的滑體或滑體分塊的力學平衡原理(即靜力平衡原理)分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態,以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關系來評價邊坡的穩定性。極限平衡法是邊坡穩定分析計算的主要方法,也是工程實踐中應用最多的一種方法。
1.2.2 邊坡可靠性分析法。邊坡工程是以巖土體為工程材料,以巖土體天然結構為工程結構,或以堆置物為工程材料,以人工控制結構為工程結構的特殊構筑物。這些構筑物都程度不同地存在組成和結構上的不均勻性,天然邊坡尤為突出,因為構成邊坡的地質體經受長期的多循環的地質作用,而且作用強度不一,且又錯綜復雜,致使它們的工程地質性質差異很大。現階段邊坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法,可靠指標法,統計矩法以及隨機有限元法。
2邊坡工程處治技術
2.1 抗滑樁技術
邊坡處置工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側向土體或巖體,依靠樁下部的側向阻力來承擔邊坡的下推力,從而使得邊坡保持平衡或穩定。抗滑樁與一般樁基類似,但主要承受的是水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材,樁斷面剛度大,抗彎能力高,施工方式多樣,其缺點是混凝土抗拉能力有限。抗滑樁施工最常用的方法是就地灌注樁,機械鉆孔速度快,樁徑可大可小,適用于各種地質條件;但對地形較陡的邊坡工程,機械進入和架設困難較大。鉆孔時的水對邊坡的穩定也有影響。人工成孔的特點是方便、簡單、經濟,但速度慢,勞動強度高,遇不良地層(如流沙)時處理相當困難。另外,樁徑較小時人工作業面困難。
2.2 注漿加固技術 注漿加固技術是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙,以改變注漿對象的物理力學性質,從而滿足各類土木建筑工程的需要;注漿加固技術的成敗與工程問題、地質問題、注漿材料和壓漿技術等直接相關,如果忽略其中的任何一個環節,都可能造成注漿工程的失敗。工程問題、地質特征是灌漿取得成功的前提,注漿材料和壓漿技術是注漿加固技術的關鍵。
2.3 加筋邊坡和加筋擋土墻技術 加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強度,增強土體的穩定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術,形成的結構亦稱為加筋土結構。和傳統支擋結構相比,加筋邊坡和加筋擋土墻的特點有:結構新穎、造型美觀、技術簡單、施工方便、要求較低、節省材料、施工速度快、工期短、造價低廉、效益明顯、適應性強、應用廣泛等。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優點,目前其已從公路路堤、路肩發展到應用于其他各種支擋結構和邊坡防護。目前已用于處理公路邊坡、市政建設、護岸工程、鐵道工程路基邊坡、工民建配套的支擋及邊坡工程、防洪堤、林區工程、工業尾礦壩、渣場、料場、貨場等;甚至還用于危險品或危險建筑的圍堰設施等。
2.4 錨固技術 巖土錨固技術是把一種受拉桿件埋入地層中,以提高巖土自身的強度和自穩能力的一門工程技術。由于這種技術大大減輕結構物的自重,節約了工程材料并確保工程的安全和穩定,具有顯著的社會效益和經濟效益,因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。錨桿在邊坡加固中通常與其他只當結構聯合使用,例如以下幾種情況:①錨桿與鋼筋混凝土樁聯合使用,構成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或預置樁;錨桿可以是預應力或非預應力錨桿,預應力錨桿材料多采用鋼絞線(預應力錨索)、四級精軋螺紋鋼(預應力錨桿)。錨桿的數量根據邊坡的高度及推力荷載可采用樁頂單錨點作法和樁身多錨點作法。②錨桿與鋼筋混凝土格架聯合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻。錨桿錨點設在格架節點上,錨桿可以是預應力錨桿(索)或非預應力錨桿(索)。這種支擋結構主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡,以阻止巖石邊坡因卸荷而失穩。③錨桿與鋼筋混凝土板肋聯合使用形成鋼筋混凝土板肋式錨桿擋墻,這種結構主要用于直立開挖的Ⅲ,Ⅳ類巖石邊坡或土質邊坡支護,一般采用自上而下的逆作法施工。④錨桿與鋼筋混凝土板肋、錨定板聯合使用形成錨定板擋墻。這種結構主要用于填方形成的直立土質邊坡。
2.5 預應力錨索加固技術 用高強度、低松馳型鋼絞線預應力錨索對滑坡體或崩落體施加一定的預應力,提高它們的剛度,使預應力錨索作用范圍的巖石相應擠壓,滑動面或巖石裂隙面上摩擦力增大,加強它們的自承能力,可有效地限制巖體的部份變形和位移。
2.6 排水工程的設計 地表排水工程的設計要求:①填平坑洼、夯實裂縫。坡面產生坑洼和裂縫,往往是滑坡的先兆,也是導致嚴重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會匯集在坑洼處或沿著裂縫滲入土層,使土的抗剪強度降低,造成坡體滑動。因此,對坑洼和裂縫應仔細查找,認真夯填。②合理確定截水溝的平面位置。截水溝的平面布置,應盡量順直,并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時,應將凹地填平或與外側擋土墻相連,內側與水溝聯結,避免水溝內的水流越出或滲入截水溝溝底,導致水溝破壞。應該結合邊坡的區域地貌、地形特點,充分利用自然溝谷,在邊坡體內外修筑截水溝、平臺截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流槽等,形成樹杈狀、網狀排水系統,以迅速引走坡面雨水。
3結語
邊坡崩塌作為常見事故經常會給工程上帶來影響,增強對邊坡的保護意識以及研究更好的邊坡防護的方法仍將是工程上的一項具有挑戰性的任務,相信隨著科技的發展,邊坡的防治技術也會越來越合理完善。
參考文獻:
[1]彭小云,張婷,秦龍.高陡邊坡穩定性的影響因素分析[J].高陡邊坡穩定性的影響因素分析.2002.