边坡工程防护技术三

边坡工程防护技术提纲1认识边坡

2边坡稳定性分析3边坡病害的防治

4边坡处治设计的程序提纲1认识边坡

2边坡稳定性分析3边坡病害的防治

4边坡处治设计的程序1认识边坡什么是边坡边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式边坡的构成要素边坡形态边坡分类(1)按成因：天然边坡、人工边坡(2)按构成岩土性质：粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡。(3)按高度：大于l5m称为高边坡，小于l5m称为一般边坡。(4)根据使用年限：临时性边坡、永久性边坡结构面:岩体中具有一定方向、力学强度相对较低，两向延伸（或具有一定厚度）的各种地质界面（或带）。包括物质分界面、岩层层面、软弱夹层和溶蚀面等，规模大者如断层带，小者如节理。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又称不连续面。

结构体:是由不同产状的结构面组合起来，将岩体切割成各种形状的单元块体。认识岩质边坡整体与块状结构层状结构坡体结构·层状结构类碎裂状结构坡体结构·碎裂结构类受构造结构面（断断裂面、节理面、、劈理面）控制坡体结构·碎裂结构类

受构构造结构面（断裂裂面、节理面、劈劈理面）控制散体状结构提纲1认识边坡2边坡稳定性分析3边坡病害的防治4边坡处治设计的程程序2边坡稳定性分析2.1边坡变形特征边坡变形规模边坡变形类型滑坡—是斜坡部分岩土体体在重力作用下，，沿一定的软弱面面，缓慢地整体向向下移动，具有蠕蠕动变形、滑动破破坏和渐趋稳定三三个阶段，有时也也具有高速急剧移移动现象。滑塌—是因开挖、填筑、、堆载引起斜坡的的滑动或塌落，一一般较突然，粘性性土类边坡有时也也会出现一个变形形发展过程。崩塌—是整个岩土体块脱脱离母体，突然从从较陡的斜坡上崩崩落、翻转、跳跃跃、堆落在坡脚，，规模巨大的称为为山崩，规模较小小的称为塌方。剥落—是斜坡岩土长期遭遭受风化、侵蚀，，在冲刷和重力作作用下，岩(土)屑(块)不断沿斜坡滚落堆堆积在坡脚。万梁高速公路张家家坪滑坡5.12地震宝成线109隧道崩塌现场边坡表层剥落边坡稳定性概念边坡一般是指具有有倾斜坡面的土体体或岩体，由于坡坡表面倾斜，在坡坡体本身重力及其其他外力作用下，，整个坡体有从高高处向低处滑动的的趋势，同时，由由于坡体土(岩)自身具有一定的强强度和人为的工程程措施，它会产生生阻止坡体下滑的的抵抗力。一般来来说，如果边坡土土(岩)体内部某一个面上上的滑动力超过了了土(岩)体抵抗滑动的能力力，边坡将产生滑滑动，即失去稳定定；如果滑动力小小于抵抗力，则认认为边坡是稳定的的。2.2边坡稳定性土坡稳定安全系数数式中：——沿整个滑裂面上的的平均抗剪强度；；——沿整个滑滑裂面上上的平均均剪应力力；——边坡稳定定安全系系数。按照上述述边坡稳稳定性概概念，显显然，Fs>1，土坡稳稳定；Fs<1，土坡失失稳；Fs=1，土坡处处于临界界状态。。边坡稳定定性影响响因素(1)边坡体自自身材料料的物理理力学性性质边坡体材材料一般般为土体体、岩体体、岩土土及其他他材料混混合堆积积或混合合填筑体体(如工业废废渣、废废料等)，其本身身的物理理力学性性质对边边坡的稳稳定性影影响很大大，如抗抗剪强度度(内摩擦角角，凝聚聚力)、容重(包括天然然容重和和饱和容容重等)。(2)边坡的形形状和尺尺寸这里指边边坡的断断面形状状、边坡坡坡度、、边坡总总高度等等。一般般来说，，边坡越越陡，边边坡越容容易失稳稳，坡度度越缓，，边坡越越稳定；；高度越越大，边边坡越容容易失稳稳，高度度越小，，边坡越越稳定。。(3)边坡的工工作条件件边坡的工工件条件件主要是是指边坡坡的外部部荷载，，包括边边坡和边边坡顶上上的荷载载、边坡坡后传递递的荷载载，如公公路路堤堤边坡顶顶上的汽汽车荷载载、人行行荷载等等，储灰灰场后方方堆灰传传递的荷荷载，水水坝后方方水压力力等。边坡体后后方的水水流及边边坡体中中水位变变化情况况是影响响边坡稳稳定的一一个重要要因素，，它除自自身对边边坡产生生作用外外，还影影响边坡坡体材料料的物理理力学指指标。(4)边坡的加加固措施施边坡的加加固是采采取人工工措施将将边坡的的滑动传传送或转转移到另另一部分分稳定体体中，使使整个边边坡达到到一种新新的稳定定平衡状状态，加加固措施施的种类类不同，，对边坡坡稳定的的影响和和作用也也不相同同，但都都应保证证边坡的的稳定。。2.3边坡稳定定性分析析基本理理论定性分析析法(工程地质质类比法法)定量分析析法(以极限平平衡理论论为基础础的条分分法和以以弹塑性性理论为为基础的的数值计计算方法法)条分法[由瑞典人人彼得森森(K.E.Petterson)在1916年提出]对比分析析—工程地质质类比法法将已有的的天然边边坡或人人工边坡坡的研究究经验（（包括稳稳定的或或破坏的的），用用于新研研究边坡坡的稳定定性分析析，如坡坡角或计计算参数数的取值值、边坡坡的处理理措施等等。选取的经经验值（（如坡角角、计算算参数等等）仅能能用于地地质条件件简单的的中、小小型边坡坡特点：经经验性和和地区性性岩体稳定定的结构构分析—赤平极射射投影图图法岩体稳定定的结构构分析的的基本内内容和实实质通过对岩岩体结构构要素结结构面和和结构体体分析，，明确岩岩体滑移移的边界界条件是是否具备备，就可可以对岩岩体的稳稳定性作作出判断断。分析步骤骤（1)对岩体结结构面的的类型、、产状及及其特征征进行调调查、统统计、研研究。(2)对各种结结构面及及其空间间组合关关系以及及结构体体的立体体形式进进行图解解分析。。初步判断断边坡的的稳定性性：(1)当结构面面或结构构面交线线的倾向向与坡面面倾向相相反时，，边坡为为稳定结结构；(2)当结构面面或结构构面交线线的倾向向与坡面面倾向基基本一致致但其倾倾角大于于坡角时时，边坡坡为基本本稳定结结构；(3)当结构面面或结构构面交线线的倾向向与坡面面倾向之之间夹角角小于45°且倾角小小于坡角角时，边边坡为不不稳定结结构。假设边坡坡上的变变形岩体体为单一一的层状状结构，，如图所所示，岩岩体在自自重作用用下的稳稳定性系系数为式中：W——变形岩体体的重力力；h——滑动面上上变形岩岩体的高高度；α——滑动面的的倾角；；L——滑动面的的长度；；γ——岩体的容容重；c、φ——滑动面的的内摩擦擦角和粘粘聚力。。岩质边坡坡平面破破坏的稳稳定性验验算当楔形岩岩体由两两个结构构面所构构成，两两个结构构面为预预测的滑滑动面，，边坡为为直立平平顶的边边坡时，，可得：：楔形体的的体积：：楔形体的的重力：：两个结构构面的面面积：岩质边坡坡楔形破破坏的仿仿平面处处理又令BD=L，设两结构构面的值值相等，，cl和c2分别为两两结构面面的单位位粘聚力力，且断断面是三三角形，，按“仿仿平面””问题来来处理，，则岩体体的稳定定系数为为土坡条分分法条分法实实际上是是一种刚刚体极限限平衡分分析法。。其基本本思路是是：假定定边坡的的岩土体体坡坏是是由于边边坡内产产生了滑滑动面，，部分坡坡体沿滑滑动面而而滑动造造成的。。滑动面面上的坡坡体服从从破坏条条件。假假设滑动动面已知知，通过过考虑滑滑动面形形成的隔隔离体的的静力平平衡，确确定沿滑滑面发生生滑动时时的破坏坏荷载，，或者说说判断滑滑动面上上的滑体体的稳定定状态或或稳定程程度。该该滑动面面是人为为确定的的，其形形状可以以是平面面、圆弧弧面、对对数螺旋旋面或其其他不规规则曲面面。隔离离体的静静力平衡衡可以是是滑面上上力的平平衡或力力矩的平平衡。隔隔离体可可以是一一个整体体，也可可由若干干人为分分隔的竖竖向土条条组成。。由于滑滑动面是是人为假假定的，，我们只只有通过过系统地地求出一一系列滑滑面发生生滑动时时的破坏坏荷载，，其中最最小的破破坏荷载载要求的的极限荷荷载与之之相应的的滑动面面就是可可能存在在的最危危险滑动动面。条分法的的基本假假定如下下：把滑动土土体竖向向分为n个土条，，在其中中任取1条记为i，如图2.1所示，在在该土条条上作用用的已知知力有：：土条本本身重力力Wi，水平作用用力Qi(如地震产产生的水水平惯性性力等)，作用于于土条两两侧的孔孔隙水压压力Ui及Ui+1，作用于土土条底部部的孔隙隙水压力力Udi。土条上的的力矢多多边形如如图2.2所示。当当滑面形形状确定定后，土土条的有有关几何何尺寸也也可确定定，如底底部坡角角ai，底弧长li，滑面上的的土体强强度，也也已确定定。要使使整个土土体达到到力的平平衡，其其未知力力还有：：每一土土条底部部的有效效法向反反力，共共n个；两相相邻土条条分界面面上的法法向条间间力Ei，共n-1个，切向条条间力Xi，共n-1个；两相邻邻土条间力力Xi及Ei合力作用点点位置Zi，共n-1个；每一土土条底部切切力Ti及法向力Ni的合力作用用点位置ai，共n个。另外，，滑体的安安全系数Fs，l个。综合上述分分析，我们们得到共计计有5n-2个未知量，，我们能得得到的只有有各土条水水平向及垂垂直向力的的平衡以及及土条的力力矩平衡共共计3n个方程。因因此，边坡坡的稳定分分析实际上上是一个求求解高次超超静定问题题。如果土土条比较薄薄(bi较小)，Ti与Ni的合力作用用点可近似似认为在土土条底部的的中点，ai变为已知，，未知量变变为4n-2个。与已有有的方程数数相比，还还有n-2个未知量无无法求出，，要使问题题有唯一解解就必须建建立新的条条件方程。。解决的途途径有两个个：一个是是利用变形形协调条件件，引进土土体的应力力～应变关关系，另一一个是作出出各种简化化假定以减减少未知量量或增加方方程数。前前者会使问问题变得异异常复杂，，工程界基基本上不采采用，后者者采用不同同的假定和和简化，而而导出不同同的方法。。假定n-1个Xi值，更简单单地假定所所有Xi=0，这就是常用用的毕肖普普方法。假定Xi与Ei的交角或条条间力合力力的方向，，而有斯宾宾塞(Spencer.E)法，摩根斯斯坦－普赖赖斯法(Morgenstem—N.R，Price.V.E)、沙尔玛法(Sarma.S.K.)以及不平衡衡推力传递递法。假定条间力力合力的作作用点位置置，简布(N.Janbu)提出普遍条条分法。考虑土条间间力的作用用，可以使使稳定安全全系数得到到提高，但但有两点必必须注意：：一是在土土条分界面面上不能违违反土体破破坏准则，，即切向条条间力得出出的平均剪剪应力应小小于分界面面土体的平平均抗剪强强度；二是是不允许土土条间出现现拉应力，，如果这两两点不能满满足，就必必须修改原原来的假定定，或采用用别的计算算办法。提纲纲1认识边坡2边坡稳定性性分析3边坡病害的的防治4边坡处治设设计的程序序3.1边坡整治的的原则以防为主，，辅以治理理坚持以工程程地质条件件为依据安全性技术经济合合理性实施的可能能性重视社会人人文因素重视环保绿绿化3.2边坡整治边坡工程防防护技术坡面防护抹面防护捶面防护喷砂浆和喷喷混凝土防防护勾缝和灌浆做护面墙干砌片石防护浆砌片石护坡抹面防护适用于易风化的的软质岩层路堑堑边坡常用的抹面材料料有各种石灰混混合料灰浆、水水泥砂浆等抹面厚度一般为为3～7cm，可使用6～8年捶面防护适用于易受冲刷刷的土质边坡或或易风化剥落的的岩质边坡，且且坡度不陡于1：0.5一般厚度为10一15cm，捶面厚度较抹抹面厚度要大，，相应强度较高高，可抵抗较强强的雨水冲刷，，使用期限为8～10年喷砂浆和喷混凝凝土防护适用于坡面易风风化、节理裂缝缝发育、坡面为为碎裂结构的岩岩石坡面优点：重量轻、、施工简单、、防止风化缺点：费用高、、厚度难控制、、易偷工减料、、对公路自然景景观破坏大、封封面阻水易引起起边坡饱水坍塌塌滑坡勾缝和灌浆适用于较坚硬且且不易风化的岩岩石路堑边坡，，节理裂缝多而而细者用勾缝，，大而深者用灌灌浆做护面墙用于风化严重或或易风化的软质质岩，也用于较较破碎岩石的挖挖方边坡和坡面面易受侵蚀或易易小型坍塌的土土质边坡护面墙必须建在在符合稳定边坡坡要求的地段，，且护面墙的基基础应设置在稳稳定的地基上优点：既提高了了挖方边坡的稳稳定性，又降低低了边坡高度，，还减少了边坡坡挖方数量、节节省了工程造价价干砌片石防护适用于土质、软软岩及易风化、、破坏较严重的的填挖方路基边边坡在不适于植物防防护或者有大量量开山石料可以以利用的地段最最为适合图13-3单层石砌护坡示示意图浆砌片石护坡一般适用于易受受水侵蚀的土质质边坡、严重剥剥落的软质岩石石边坡、强风化化或较破碎岩石石边坡、残坡积积较厚而松散的的边坡在不适于植物防防护或者有大量量开山石料可以以利用的地段最最为适合坚固耐用、材料料易得、施工工工艺简单、防护护效果好锚杆加固防护高边坡防护锚杆杆施作抗滑挡土墙抗滑桩3.3边坡植物防护技技术边坡防护植物选选择的原则护坡功能考虑从气候土质环境境考虑植物防护技术的的种类及特点种草防护铺草皮防护种树防护土工网植草防护护行栽香根草防护护蜂巢式网格植草草防护客土植生(客土喷播)植物防护喷混植生植物防防护植生基质喷射防防护种草防护适用于边坡稳定定、坡面冲刷较较微且边坡高度度不高、坡度不不陡于1：1.25、适宜种草的土土质边坡或经改改良的边坡；一一般要求边坡高高度不高(<6m)、不浸水或短期期浸水，边坡上上已扎根的种草草坡面防护可容容许缓慢流水的的短期冲刷。一般不适于岩石石边坡防护，若若要在岩石边坡坡中适用，需使使用针对岩石边边坡研发的生物物防护技术优点：施工简单单方便、成本低低、劳动强度小小、施工进度快快、美化路容与与保护环境，具具有较好的经济济效益与社会效效益种草常用的几种种播种方法：①撒播；是最简简单易行的方法法，适用于比较较松软的土质边边坡。②沟播；适用于于土质比较坚硬硬的边坡上，须须对沟内土体进进行换土处理，，使草籽易于发发芽生长。③喷播；适用于于人员作业不便便，或因边坡土土质过于贫瘠、、或是岩石边坡坡上。④植生带；在暴暴雨强度较大的的地区，可在坡坡面上铺设草坪坪植生带进行种种草。铺草皮防护适用于边坡坡度度较陡，冲刷稍稍严重、需要迅迅速得到防护或或绿化的土质边边坡可以迅速对施工工完后的边坡实实施坡面防护根据坡面冲刷的的情况、边坡坡坡度、坡面水流流速度的具体条条件，分别采用用平铺(平行于坡面铺装装)、水平叠铺(平行于水平地面面)、垂直叠铺(垂直于坡面)、斜交叠铺(与水平坡面垂直直成一小于90°的角)等形式种树防护植树应在1：1.5或更缓的边坡上上，或在边坡以以外河岸及漫滩滩处主要作用是加固固边坡、防止和和减缓水流的冲冲刷。植树品种以根系系发达、枝叶茂茂盛、生长迅速速的低矮灌木为为主。土工网植草防护护不仅具有加固边边坡的功能，在在播种初期还起起到防止冲刷、、保持土壤以利利草籽发芽、生生长的作用。土工网植草护坡坡能承受4m／s以上流速的水流流冲刷，在一定定条件下可替代代浆(干)砌片石护坡。行栽香根草防护护具有显著增强边边坡稳定性和理理想的固土护坡坡功能香根草是近十多多年才被人们““重新发现”的的一种禾本科植植物，长势挺立立，根系发达、、粗壮，耐旱、、耐涝、耐火、、耐贫瘠、抗病病虫、适应能力力极强蜂巢式网格植草草防护类似于干砌片石石护坡在修整好的边坡坡坡面上拼铺正正六边形混凝土土框砖形成蜂巢巢式网格后，在在网格内铺填种种植土，再在砖砖框内栽草或种种草的一项边坡坡防护施工简单，外观观齐整，造型美美观大方，具有有边坡防护、绿绿化双重效果，，工程造价适中中，略高于浆砌砌片石骨架护坡坡，多用于填方方边坡的防护。。客土植生(客土喷播)植物防护在边坡坡面上挂挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度、适宜宜植物生长的土土壤或基质(客土)，并喷播种子的的边坡植物防护护措施多用于普通条件件下无法绿化或或绿化效果差的的边坡施工工序为：清清理坡面、钻孔孔打锚杆、挂网网、喷射客土喷混植生植物防防护类似于客土喷播播的一项生态防防护技术在稳定岩质边坡坡上施工短锚杆杆、铺挂镀锌铁铁丝网后，采用用专用喷射机，，将拌和均匀的的种植基材喷射射到坡面上，植植物依靠“基材材”生长发育，，形成植物护坡坡的施工技术，，具有防护边坡坡、恢复植被双双重作用缺点：保水、保保肥效果较差，，植物演替及隔隔热性能较低。。植生基质喷射防防护可应用于坡度小小于1：0.5的软岩、硬岩边边坡及酸性、强强酸性土质边坡坡。工序：打锚杆(锚钉)、挂土工合成网网和喷植生基质质优点：成本低，，不足国内外同同类技术成本的的一半，且施工工后养护较粗放放，维护简便，，只需作适当的的浇水管理3.4边坡综合防护技技术边坡加固、边坡坡水土保持及生生态恢复三个方方面综合防护技术的的种类及特点三维植被网结合合植被护坡技术术框格结构结合植植草护坡综合防护工程的的基本原理边坡加固原理边坡水土保持原原理生态恢复原理裸露坡面植被恢恢复设计流程63Unit2-Overview三维植被网结合合植被护坡技术术具有施工方便、、工期较短、造造价低廉、护坡坡效果好等优点点，可在短期内内绿化、美化边边坡，使公路与与周围环境景观观融为一体，并并有利于生态平平衡的恢复与维维持。三维植被网框格格的优点：工工程造价低；；社会效益好；；工程效果好好盖无纺布排水设施回填客土土工格室喷播施工挂三维网前期养护坡面植被恢复施工技术坡面清理三维网坡面植被被恢复施工流程程高陡岩石坡面三三维网施工裸露坡面喷播覆盖植被恢复高陡岩石坡面植植被恢复前后对对比67Unit1-Introduction主动防护网加三三维植被网种植植框格结构结合植植草护坡采用混凝土、浆浆砌片块石、卵卵(砾)石等材料做骨架架，框格内宜采采用植物防护或或其他辅助防护护措施适用于土质或风风化岩石边坡防防护砌石护坡与植被被护坡的结合高陡边坡喷播施施工人工复合土喷混混施工复合土喷混植生生效果复合土喷混植被被恢复施工7