支护结构选择需要考虑及因素

1、.1 支护结构选择需要考虑的因素支护结构选择需要考虑地质环境条件、边坡性质与边坡变形失稳机理、经济合理与可实施性、环境保护、新技术新工艺新材料、经济社会发展水平等多方面的因素.1. 1 地质条件地质条件是边坡稳定性分析和支护设计最基础、最重要的因素,笼统地说包括地形地貌、地质构造、工程地质、水文地质及地表水、不良地质作用等.地形地貌:一方面反映的是边坡的原始面貌,是边坡稳定性的控制因素之一,也是边坡稳定性分析可以作为参考借鉴的宏观判据,如地形地貌复杂、高陡边坡对稳定不利. 另一方面,地形地貌还影响着边坡的水文地质条件,如地下水的埋藏深度、地下水的季节性变化幅度、地下水的汇集与排泄、汇水面积与地

2、下径流、坡面冲刷强度等,坡头上有冲沟地形对边坡的稳定也是不利的. 那些位于陡峻斜坡上的人工边坡,其支护力度往往要大些.地质构造:对于岩质边坡而言,深入研究地质构造是十分重要的,地质构造不仅影响边坡的地形地貌,更重要的是影响边坡岩体的力学性质. 如断层破坏边坡岩体的完整性、促使岩体风化进程加快、使岩体节理裂隙更加发育、形成断层破碎带等;褶皱改变岩层的产状、轴部岩体节理裂隙发育、揉曲使岩体错动和破碎等. 地质构造还为地下水提供了蕴藏和运移的场所,使地下水的活动性增强. 把结构面纳入地质构造中来研究是一个非常重要的且必不可少的环节,结构面的类型很多,就边坡而言,主要是研究对边坡稳定性起控制作用的软弱

3、结构面,如构成顺倾结构的层面、土岩结合面、岩层风化界面、软弱和泥化夹层、贯通节理面、断层破碎带、构成块体不稳定的组合结构面等. 在一定程度上,地质构造决定着边坡变形失稳的机理,如顺倾滑动、楔形块体滑动、贯通节理面的折线型滑动、陡倾岩体的倾倒破坏、碎裂岩体危岩崩塌等.工程地质:概略地说,主要就是研究边坡的介质条件,即边坡岩土的空间分布形态,构成边坡的介质是土质边坡还是岩质的,或者是土岩组合的? 结构面的发育程度及其产状如何? 弄清边坡土岩介质的物理力学性质、岩土体工程地质特征、边坡稳定性的主控因素等,为边坡稳定性计算及支护结构计算提供必要参数.水文地质及地表水:俗语道“十滑九水”,可见水在边坡变

4、形失稳中起着“推波助澜”的作用. 地下水的补径排关系、埋藏条件、变化幅度、活动方式、对岩土物理力学性质的影响、水压力、腐蚀性等影响着边坡稳定性计算及支护结构选择. 地表水包括大气降水及其形成的坡面流、溪沟河流地表水等. 一方面大气降水及其坡面流可能冲刷边坡、使边坡岩土的重度增加、土质及软岩边坡强度的明显降低,从而促使边坡发生不稳定. 另一方面,大气降水通过渗透作用形成地下水,可能形成地下水位产生水压力,可以使边坡土体软化和强度降低,降低软弱结构面的强度,恶化泥化夹层及风化破碎带,使软质岩石软化与崩解. 雨季期间,地下水活动在相对隔水层的顶板一带十分活跃,因此,支护结构必须和排水措施一并考虑.

5、此外,大气降水使边坡干湿交替,促进边坡岩体尤其是软质岩石的风化,故考虑阻止风化进程所需的措施也是必要的. 溪沟及河流地表水可引起坡脚的冲刷与淘蚀甚至下切,边坡坡脚软化或临空高度增加,从而使边坡稳定性降低.不良地质作用:与边坡稳定性有关的如冲沟(尤其是活动性冲沟) 、岩体风化与卸荷裂隙、采空区地面塌陷和地裂缝、岩溶塌陷、岩土的膨胀性、岩体的风化、岩体的软化和崩解等不良地质作用是边坡不稳定的影响因素或潜在不稳定因素,选择支护结构形式时要根据不同的情况具体问题具体分析,并从它们影响边坡变形失稳的未来发展趋势方面加以考虑.1. 2 边坡性质与变形失稳机理边坡性质:除了地质因素决定的边坡固有特性之外,边

6、坡还有其它一些重要性质也是必须考虑的,如是自然边坡还是人工边坡? 是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡? 坡高与坡比、边坡的使用年限、边坡的重要性与安全等级、边坡上方的附加荷载、是否有震动因素等,这些性质都会影响边坡支护结构形式.边坡变形失稳机理:彻底搞清边坡的变形失稳机理是较为困难的,然而又是至关重要的,不同的边坡其变形失稳机理有所不同,至少其变形失稳的主导因素是不尽相同的. 边坡变形失稳机理主导着设计者的设计思路和支护形式的选择. 因此,必须认清边坡产生变形失稳的类型.1. 3 安全合理与可实施性不同用途、不同性质、不同安全等级的边坡,对稳定安全系数有不同的要求. 边坡支护,首要的就是

7、安全,但又必须是合理的安全. 合理的支护必然是安全的,但安全的支护不一定都是合理的,这就有一个安全度的把握问题,如临时支护比永久支护采用的安全系数要低,因为它可能不考虑或者说少考虑那些潜在的不利因素. 在支护结构类型相同的情况下,边坡设计安全系数越高,投入的成本也就越高,如果只需三级支护的边坡,采用了二级甚至是一级支护,那就是不合理的. 评判支护结构的合理性,要考虑的方面也很多,首先要看其是否有针对性,是否因地制宜,支护结构是否恰如其分,既不冒险也不保守,既考虑了现状又考虑了未来. 其次还要看交通条件、设备投入、原材料、工期、场地条件、用水用电等方面是否合理. 合理的方案一定是要可实施的,不可

8、实施的方案显然是欠合理的,如在垂高20 m的松软填土边坡上设置挡土墙,肯定是难以实施的;又如在有保通要求的道路下边坡设置需要大开挖施工的挡土墙也是难以实现的;再如在松散土体中设置大吨位的预应力锚索也是很难的;同样,要对很高的陡崖危岩进行锚固也是一件非常困难的工作.1. 4 新技术、新工艺、新材料的应用新技术、新工艺、新材料的应用,对推进边坡支护技术的发展是一件非常好的事情,可以提高工效、降低成本、保护环境、克服难度. 如新型成孔设备的使用,可以使工效大大提高,同时让施工难度降低;注浆技术的改进,可以提高锚固力;压力分散型、拉力分散型、拉压结合型锚杆的应用,可以充分发挥锚固段的潜力并提高单根锚索

9、的抗拔力;自进式锚杆可以解决破碎、坍塌地层的锚固问题;生态混凝土的使用可以让环境变得美观,三维植被网等新型土工材料的应用,可以实现较陡边坡的绿化,保护环境; GIS的应用,可以使边坡的调查分析变得容易;物探手段的应用使边坡勘察资料更加准确;监测系统的应用可以使边坡的动态变化置于我们的掌控之中;支护结构的创新可以解决使用常规支护形式难以解决的难题.1. 5 环境保护随着环保意识的提高,支护形式在环境保护的要求是必须要考虑的. 例如尽量减少对原始地质及生态环境的扰动破坏,不大挖方和大填方,对支护坡面进行绿化,尽可能让边坡景观与自然环境和谐等. 有的方法如喷锚支护作为边坡支护的一种手段,对增强边坡稳

10、定是有效的也是比较经济的,但其弱点是最后形成的坡面缺少生机. 又如削坡减载也是稳定边坡的一种行之有效的方法,但削坡面积过大,会对生态环境造成破坏. 选择合适的支护结构进行支护,减少削坡数量,可以保护生态植被减少对地质环境的扰动破坏.1. 6 经济社会发展水平支护结构的选择,还应考虑与地方经济和社会发展水平相适应. 发达国家在边坡支护的投入总体上要比发展中国家高,手段也更加先进,因而经过治理的边坡在稳定性、环境保护、美观程度等方面都是比较好的,而且在预见性和主动性方面都有很好的体现. 同样,发达地区的边坡支护要好于欠发达和落后地区. 好的支护体系,理应得到应用,但若超出了经济承受能力就难以实现. 但尽量使用一些较为简易的支护方法,而顾及不到长期稳定和环境保护方面的需求,动辄使用大量的削坡减载,以牺牲生态和地质环境为代价来换取边坡的稳定,也是不可取的. 也有的在支护