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        關(guān)于高邊坡勘察設(shè)計問題的探析

        2016-12-05 11:04:33陳俊貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司貴州貴陽550001
        低碳世界 2016年22期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計

        陳?。ㄙF州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司,貴州 貴陽550001)

        關(guān)于高邊坡勘察設(shè)計問題的探析

        陳?。ㄙF州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司,貴州 貴陽550001)

        高邊坡布局形式復(fù)雜多樣,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足??辈煸O(shè)計中要做好穩(wěn)定性分析工作,進一步提高邊坡勘察設(shè)計質(zhì)量,避免對后期工程建設(shè)造成安全隱患。結(jié)合高邊坡結(jié)構(gòu)的危害性,本文總結(jié)了邊坡穩(wěn)定性設(shè)計原則,提出切實可行的計算與設(shè)計方案。

        高邊坡;勘察設(shè)計;穩(wěn)定性;方法

        由于巖土結(jié)構(gòu)潛在的不穩(wěn)定性,導(dǎo)致高邊坡結(jié)構(gòu)抗害能力減弱,對地表建筑造成許多不良影響,破壞了地基層及表層設(shè)施的完整性。因此,從安全角度考慮,對高邊坡進行勘察設(shè)計與穩(wěn)定性分析,有助于實現(xiàn)邊坡結(jié)構(gòu)性能的最優(yōu)化發(fā)展。

        1 高邊坡的危害性

        對于土質(zhì)邊坡高度大于20m、小于100m或巖質(zhì)邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡。由于高邊坡所處地質(zhì)環(huán)境的特殊性,其常面臨著諸多地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險,包括:風(fēng)化剝落、流石流泥、掉塊落石、崩塌、傾倒、坍塌等,這些都會對周邊公路、住房、橋梁等設(shè)施造成嚴重性毀壞。

        2 邊坡穩(wěn)定性設(shè)計分析

        2.1 防護原則

        邊坡穩(wěn)定性是指邊坡巖、土體在一定坡高和坡角條件下的穩(wěn)定程度?!斑吰隆笔墙煌ㄜ囕v運行調(diào)度的主要設(shè)施,基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)對邊坡結(jié)構(gòu)起到了保護作用,避免邊坡結(jié)構(gòu)受損而影響到區(qū)域的水調(diào)度效率。隨著交通工程建設(shè)快速發(fā)展,邊坡加固設(shè)計作業(yè)受到了普遍關(guān)注,按照地區(qū)規(guī)劃發(fā)展要求設(shè)計線路運行方案,實現(xiàn)了邊坡基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一體化改造。

        2.2 安全原則

        對于邊坡工程來說,其勘察設(shè)計對象是多種多樣的,必須要結(jié)合工程改造區(qū)域要素,提出切實可行的監(jiān)督整改機制,維持工程建設(shè)活動的有序進行。一般來說,在邊坡工程勘察設(shè)計中,重視穩(wěn)定性分析工作,進一步增強了邊坡實施的抗害性能,同時滿足了跨度區(qū)域交通運行安全指標(biāo)要求。

        2.3 穩(wěn)定原則

        邊坡是地面交通運行的主要載體,積極完善邊坡配套設(shè)施決定著地區(qū)交通水平。新時期國家投資地方邊坡建設(shè),旨在幫助地區(qū)解決早期發(fā)展中遺留的交通問題。但是,由于邊坡工程建設(shè)的多樣性,邊坡項目設(shè)計質(zhì)量依舊處于落后水平,遠不及發(fā)達國家的邊坡建設(shè)標(biāo)準。從可持續(xù)發(fā)展角度考慮,我國必須及時總結(jié)邊坡建設(shè)存在的質(zhì)量問題,提出切實可行的監(jiān)督管理方案,構(gòu)建更具現(xiàn)代化的邊坡工程模式。

        3 高邊坡勘察計算過程與結(jié)果

        3.1 案例概述

        邊界條件以貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院所設(shè)計圖紙為依據(jù),原設(shè)計中采用的計算參數(shù)為容重γ=19kg/cm3,粘聚力c= 40kPa,φ=30。采用簡化BISHOP法得出在設(shè)計坡率及高度下,得出安全系數(shù)均達到1.20。

        3.2 參數(shù)設(shè)置

        本計算中條間力函數(shù)采用半正弦函數(shù),滑動面軟件自動搜索,不產(chǎn)生拉裂紋,分配計算安全系數(shù)為常數(shù),分為150條,安全系數(shù)最大收斂于0.000001。分條的最小深度為0.1m,最大寬度為0.1m。k63+142為最危險斷面,總計算區(qū)域面積5277m2,計算模型如圖1。

        圖1 計算模型

        3.3 邊坡穩(wěn)定性分析

        目前,我國建筑市場呈現(xiàn)多元化發(fā)展局面,建筑項目設(shè)計存在著諸多質(zhì)量隱患,如何強化質(zhì)量關(guān)系體系是極為關(guān)鍵的。針對現(xiàn)有工程質(zhì)量監(jiān)管存在的問題,設(shè)計單位要堅持“質(zhì)量優(yōu)先”原則,在維持現(xiàn)場作業(yè)流程穩(wěn)步進行下,提出切實可行的勘察設(shè)計與管理體系。隨著工程建設(shè)規(guī)模擴大化發(fā)展,邊坡工程建設(shè)面臨著一系列的質(zhì)量問題,各種因素導(dǎo)致質(zhì)量檢驗不達標(biāo),約束了項目投資建設(shè)的有序進行。為了更好地發(fā)揮邊坡結(jié)構(gòu)性能,必須要堅持科學(xué)的勘察設(shè)計決策,從多個方面實施勘察設(shè)計方案,為工程建設(shè)單位提供科學(xué)的指導(dǎo)方向。本次邊坡穩(wěn)定性分析如圖2,具體算法模式。

        圖2 各種不同計算方法的穩(wěn)定性安全系數(shù)

        3.4 計算結(jié)果分析

        3.4.1 穩(wěn)定性評價

        邊坡建設(shè)是對原有地基層的優(yōu)化改造,改良工藝設(shè)計要注重安全需求,以維持邊坡交通安全為中心開展設(shè)計活動。一般來說,設(shè)計單位可結(jié)合軟土層高邊坡標(biāo)準,對軟土區(qū)邊坡層進行加固處理,確??⒐ず笃跈z驗達到受力標(biāo)準。例如,現(xiàn)將不同成因軟土的物理力學(xué)性質(zhì)列表,據(jù)此為標(biāo)準改良加固工藝是相對可行的。根據(jù)對1000個潛在滑移面分析(圖3~7)可以看出,基于M-P法得出的安全系數(shù)稍小于BISHOP法得出的安全系數(shù),其不穩(wěn)定滑裂面基本為同一滑裂面,由于M-P法的基于嚴格條分法,可以認為M-P法得出的安全系數(shù)更合理。按照現(xiàn)行公路路基設(shè)計規(guī)范JTGD30-2004條款3.7.4邊坡穩(wěn)定性評價,如表1所示。

        圖3 潛在的1000個滑移面分析

        圖4 Bishop法的最不穩(wěn)定滑移面及穩(wěn)定安全系數(shù)

        圖5 M-P法的最不穩(wěn)定滑移面及穩(wěn)定安全系數(shù)

        圖6 M-P法的最不穩(wěn)定滑塊受力分析圖

        圖7 不穩(wěn)定與穩(wěn)定交界區(qū)域

        3.4.2 災(zāi)害防治

        邊坡是交通調(diào)度作業(yè)的保障,不同類型邊坡物發(fā)揮了各自的交通運行功能。邊坡作為交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)性能對整個區(qū)域交通有直接的關(guān)聯(lián)性。由于邊坡工程建設(shè)的特殊性,其在作業(yè)期間需重視養(yǎng)護與管理工作,降低結(jié)構(gòu)性病害的發(fā)生率。因此,設(shè)計單位要結(jié)合邊坡邊坡設(shè)計作業(yè)現(xiàn)狀,及時擬定可行的工程勘察設(shè)計機制,推動邊坡工程建設(shè)規(guī)劃與發(fā)展。根據(jù)文獻《邊坡病害及工程治理效果評價》,邊坡病害治理的整體穩(wěn)定性對應(yīng)于邊坡的整體變形破壞,局部穩(wěn)定性對應(yīng)于邊坡的局部變形破壞,根據(jù)邊坡病害體治理的整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性,將邊坡病害體治理的穩(wěn)定性劃分為五級,見表2。

        表1 路塹邊坡安全系數(shù)

        表2 邊坡病害治理的穩(wěn)定性分級標(biāo)準劃分

        3.5 高邊坡設(shè)計管理

        當(dāng)前,我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)展水平不一,各個地方對病害防治建設(shè)存在著不同的認知,這直接導(dǎo)致高邊坡監(jiān)測推廣差異化更加明顯,限制了科技推廣工作的有序進行。例如,高邊坡公路區(qū)域尚未開發(fā)病害防治高邊坡項目,多數(shù)以傳統(tǒng)災(zāi)害監(jiān)測模式為主,這必然削弱了高邊坡監(jiān)測的推廣意識。由于高邊坡環(huán)境的特殊性,邊坡常面臨著滲漏、裂縫、沉降等病害風(fēng)險,從基礎(chǔ)工程對其實施結(jié)構(gòu)性防護,有助于提高邊坡系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,設(shè)計單位要結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)條件,嚴格執(zhí)行現(xiàn)場設(shè)計設(shè)計工藝,確?,F(xiàn)場設(shè)計設(shè)計質(zhì)量達到標(biāo)準。工程建設(shè)勘察設(shè)計是為了更好地指導(dǎo)項目作業(yè),對現(xiàn)場設(shè)計流程進行綜合編排,提高區(qū)域項目建設(shè)的總進度。

        4 結(jié)論

        隨著地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展,人們對交通運行環(huán)境要求越來越高,邊坡作為交通網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)施之一,其自然成為工程改造重點對象。高邊坡設(shè)計中要重視“穩(wěn)定性”指標(biāo)分析,綜合保障邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能,增強其抗害抗災(zāi)能力。除了對邊坡工程實施質(zhì)量檢測,還要注意設(shè)計期間的責(zé)任分配與管理調(diào)度,對邊坡設(shè)施采取多方面監(jiān)督方案,及時發(fā)現(xiàn)潛在的邊坡隱患;為構(gòu)建現(xiàn)代邊坡設(shè)施提供保障性措施。

        [1]鄧文琴.貴州高等級公路玄武巖類土質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性探討[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2015(07).

        [2]韋 臣.某市政工程高邊坡滑坡勘察分析及處理綜述[J].山西建筑,2016(17).

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        [4]邊世斌,王 琛,趙 軍,徐世強.基于期望造價的黃土路塹高邊坡優(yōu)化設(shè)計模型[J].西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015(01).

        [5]邊世斌,王 琛,趙 軍,徐世強.基于期望造價的黃土路塹高邊坡優(yōu)化設(shè)計模型[J].西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015(01).

        U416.14

        A

        2095-2066(2016)22-0030-02

        2016-7-12

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