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建筑边坡工程技术范文1
关键词:基坑开挖;边坡支护;施工技术
当前,随着高层建筑在城市建设中所占据的份额越来越重,其基坑开挖及边坡防护工作也越来越受到业主、施工和监理等单位的重视。特别是在一些城市中心、人流密集的工地现场实施的基坑开挖工程更是应得到足够的重视。本文结合笔者施工工程实例,就基坑开挖及边坡支护施工技术进行探讨分析,希望能为类似工程施工提供启示。
1工程概述
(1)开挖深度。富兴广场位于龙岩市龙岩大道东侧,北侧为新州城,南侧为登高西路。该项目总建筑面积80219m2,基础形式为地基处理后采用片筏基础。基坑长约163.0m,宽约68.0m,基坑开挖深度8.50-11.0m,土方全部外运,施工工期短,场地范围小,施工组织难度较大。(2)地质特点。根据勘察报告,基坑开挖范围内地层分布(自上而下)为:①素填土;②细砂;②1砾砂;③卵石。(3)地下水概况。场地地下水主要是赋存于②卵石层中的孔隙潜水和⑥中风化灰岩及⑥1破碎灰岩中的岩溶承压水。根据详勘报告,岩溶承压水对基坑开挖无影响,场地的第四系稳定水位埋深在2.65-6.70m,标高介于319.43-321.31m,在基底附近。
2富兴广场基坑开挖工程施工技术
(1)基坑开挖工艺流程。根据设计要求和现场实际情况,工程施工流程为:清障分层分段挖土分层分段锚管、土钉喷锚支护施工坑底土方开挖、清理验槽。其中土方开挖与锚管、土钉喷锚支护、验桩工作配合,分层、分段开挖、支护,实行循环流水作业方式[1]。(2)土方开挖施工。土方按设计放坡,分层、分段、均衡开挖。开挖一层支护一层,上层未支护完,不得开挖下一层。每层开挖深度不超过2m,每段开挖长度小于15m,且应间隔开挖。开挖后及时对壁面修整,禁止超挖,挖出的土当班运走。出土坡道布置合理,做好支护措施。土方开挖顺序及速度根据监测结果及时调整[2]。土方开挖应避开雨季,开挖过程中应作好坑内滞水及大气降水疏导工作,确保坑内不积水。挖至坑底时预留不少于300mm厚采用人工开挖,承台及向下肋梁采用小勾机开挖。开挖后立即砌筑好砖模并按设计要求回填桩承台坑及肋梁四周,随即浇筑100mm砼垫层。挖土机在开挖土方时,严禁碰撞工程桩,桩体周围300mm和工程桩过密部位的桩间土方应采用人工清理,及时安排砍桩头工作。(3)土方施工。土方开挖施工时,在基坑边缘按分层分段要求,开挖长度25m左右,宽度不少于10m的工作面,使喷锚施工连续进行。在保证提供工作面的前提下,基坑中央土方根据土方挖运机械施工能力进行土方施工[3]。该基坑具有基坑深度大、土方量大、工期紧、变形控制要求高等特点,组织施工时合理选择施工机械,精心安排工作面,做到充分利用空间和时间,做好各工种、各工序配合,保持多机组连续作业。(4)基坑周边土方开挖。首先在喷锚支护段分层分段进行土方开挖,第一层从自然地面至-2.0m,第二层从-2.0m至-4.0m,第三层从-4.0m至-6.0m,第四层至坑底。坡面采用人工修理平整,平面方向由南向北开挖。(5)中央土方开挖。本场地地势呈高中部低的态势,采用分三-四次挖到位的施工方法。边坡坡度按设计要求确定,开挖过程中随时测量和修整,保持边坡坡度不变。该基坑不但开挖深度大,且出土口局限,无法形成封闭的运输线路,采用“由周边向中间,同时推进,根据锚喷施工的需求基坑周边分层、分段挖掘”的施工方法。运输车辆在原土面行走,不下基坑,第一层土方开挖根据第一层锚管的需要挖掘一条1m宽的沟槽直接装车外运,挖掘深度应至少比锚管孔标高低200mm,以方便锚管、土钉等工程施工[4]。等到有15m的长度(约10根锚杆左右)的锚杆工程施工完毕并达到设计强度后,即可继续往下挖掘。周边第二、三层土方开挖根据第二、三层锚杆施工的要求开挖2-3m的沟槽,开挖深度根据现场实际情况及设计要求确定,大约为1.1m。周边第四层土方同中央第三层土方一起开挖到位。车道最后收尾土方的挖掘,计划用4台挖土机(PC250型)多层接力,直接装车。工程土方全部外运,采用自卸汽车装载转运至效区土场,运距约10km。(6)降排水措施。基坑边坡顶四周设置400×400的砖砌截水明沟,与场外市政管沟连通。基坑底沿四周设400×400砖砌排水明沟(坡度0.5%)。每间隔15-20m设一个砖砌集水井(深度1500mm,采用¢800mm的水泥井圈),将水抽至坡顶的排水沟排入市政管沟。并且在基坑开挖中密切关注岩溶水水位变化。
3富兴广场工程基坑边坡支护施工技术
(1)基坑边坡支护工艺流程。工艺流程如下:边坡修整定位放线打入钢筋挂铁丝岗安装PVC泄水管焊接拉结筋喷射砼(如图1所示)。富兴广场工程基坑边坡支护施工工艺流程(2)边坡支护施工技术。坡面采用定位钢筋挂铁丝网,喷射C20混凝土,定位钢筋Ф16,定位钢筋长度为0.50m,坡顶竖向钢筋长度1m,定位钢筋在横向设置2根¢8加强筋,采用点焊连接,铁丝网规格为中1.65网格5cm,喷射混凝土厚度8cm。边坡修整采用人工清理,为确保喷射面的平整,此工序须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡,在支护面层背层部插入长度为直径500mmPVC的水平包滤排水管,其末端伸出支护面层,间距为2m,梅花型布置,以便将喷混凝土面层后的积水排走[5]。定位放线按设计图纸由测量人员用¢8长30cm的钢筋钉入每一个土层的位置,伸出土面80mm。挂网及焊接拉结筋施工时,钢筋网片用插入土中的钢筋固定,与坡面间隙3-4cm,不应小于3cm,宜在喷射第一层混凝土后铺设,接结时上下左右一根对一根搭接绑扎,搭接长度应大于30cm。并不少于两点点焊,钢筋网片借助与接结筋与外端的弯勾焊接成一体。喷射混凝土作业应符合下列规定:喷射混凝土1∶2∶2(水泥:砂:石),细石混凝土(重量比),细骨料用中粗砂,粗骨料用粒径小于1.5cm的碎卵石,混凝土等级C20,为加速凝结可掺适量速凝剂。喷射作业分段进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,一次喷射厚度不宜小于40mm。喷射混凝土时,喷头与受喷面应保持垂直,距离宜为0.6-1.0m。喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3-7h;注浆体与喷射混凝土面层强度达到设计强度70%后方可开挖下一层。喷射混凝土可根据地层情况,喷射作业时,空压机风量不宜小于9m3/min,气压0.2-0.5MPa,喷头水压不宜小于0.15MPa。(3)基坑边坡土钉墙支护施工。土方按设计放坡,分层分段均衡开挖,开挖一层支护一层,上层未支护完,不得开挖下一层,不得在大雨天开挖施工。每层开挖深度不超过2m,每段开挖长度小于15m,且应间隔开挖。开挖后应及时对坡面进行修整,坡面平整度允许偏差±20mm,坡面喷射混凝土支护前清除坡面虚土,方可进行支护[6]。上层注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后,方可开挖下层土方及下层土钉施工。土方开分层开挖,分别堆放,不使相互混杂,废弃土方及时运至指定弃土点。
4结束语
总之,上述建筑工程基坑开挖及边坡支护施工中,通过结合现场施工基本情况,落实各项技术措施,把握施工要点,保证每个施工环节质量合格,整个工程质量评定等级为合格,确保基坑的稳定与可靠,也为后续工程施工创造便利。因此,作为施工单位,要注重提高施工人员素质,让他们熟练掌握技术要点,并严格遵循工艺流程,从而顺利完成施工任务,促进建筑工程建设质量和效益提升
参考文献
[1]JGJ120-99建筑基坑支护技术规程[S].
[2]GB50330-2002建筑边坡工程技术设计规范[S].
[3]JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].
[4]GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].
[5]CCECE96∶97基坑土钉支护技术规程[S].
建筑边坡工程技术范文2
关键词:土层抗浮锚杆 设计 抗拔力试验 最大试验荷载 检测数量
1.前言
近几年来,随着城市的发展,地下建筑不断增多,其抗浮问题也就随之而来。笔者在辽阳新城购物中心地下室抗浮设计过程中,发现现行的各种锚杆规范、规程对土层抗浮锚杆的抗拔承载力特征值计算方法及抗拔力检测方法的规定不够明确。关于土层锚杆抗拔力的计算及检测的现行规范规程包括:《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》、《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》、《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》和《全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)-结构专业(地基与基础)》。由于这些规范规程编写的年代和人员不同,造成了对土层锚杆抗拔力的计算及检测的各种规定有所不同。鉴于目前土层抗浮锚杆设计及检测中存在的一系列问题,只参照一本规范规程可能无法解决土层抗浮锚杆设计及检测中的所有问题。
2.土层抗浮锚杆设计
在现行规范规程中,有关抗浮锚杆竖向抗拔承载力特征值的计算比较混乱。
根据《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》,锚杆锚固长度(La)可按下式估算,并取其中大值:
式中:
K--锚杆锚固体的抗拔安全系数;Nt--锚杆轴向拉力设计值(kN);其余参数的说明及取值见《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》。
根据《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》,土层锚杆锚固长度(La)也可按下式估算,
Nt―相应于作用的标准组合时,锚杆所承受的拉力值(kN);
根据《全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)-结构专业(地基与基础)》,单根锚杆轴向抗拔承载力可按式(7.3.2-1)和式(7.3.2-2)估算,宜取较小值。
从以上3本规范可以看出:关于“抗浮锚杆竖向抗拔承载力的计算公式”均采用了“锚固段注浆体与地层间的粘结强度特征值或标准值”,这正是抗浮锚杆与抗拔桩之间的主要差异之一,按理应采用《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》或《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》的公式来确定抗浮锚杆竖向抗拔承载力。但在辽阳新城购物中心地下室抗浮锚杆竖向抗拔静载测试中,现场试验得到的竖向抗拔承载力数值(D=400,Rt=180KN, La=4米)与按《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》规定计算(D=400,Rt=230KN, La=2米)差别很大,却与按《全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)-结构专业(地基与基础)》公式(7.3.2-2)计算(D=400,Rt=181KN, La=4米)吻合,其中固然与勘察单位提供的“锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值”取值不准有关,但与规范的不严谨亦有关系。
故建议设计人员计算“单根锚杆轴向抗拔承载力特征值”时,根据《全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)-结构专业(地基与基础)》公式(7.3.2-1)和式(7.3.2-2)来估算比较稳妥。
3.土层锚杆的基本试验与验收试验的区别
在与设计人员交流中发现,有一部分技术人员对土层锚杆(或桩)的静载基本试验和验收试验的概念不是很清楚。其实基本试验与验收试验的根本区别是试验目的不同,如《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》规定:“基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺。”这是为锚杆的设计取得技术数据或确定施工工艺而进行的试验,其目的主要是确定极限抗拔承载力;“锚杆验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求。”,其目的就是检测已经施工的锚杆质量是否达到设计要求,也就是通俗意义上的锚杆验收检测。
4.土层锚杆的最大试验荷载
1)基本试验
对于基本试验的最大试验荷载,各规范标准的表述虽不尽一致,但最大试验荷载与锚杆杆体强度是相联系的,只是倍数不同而已,况且“锚杆极限承载力除以安全系数2,即为锚杆抗拔承载力特征值”各规范是统一的,故不展开阐述。
2)验收试验
对验收试验的试验荷载,各规范标准的表述也不尽一致,《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》中规定“试验最大荷载值按0.85Asfy确定”;《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》中规定:“试验荷载值对永久性锚杆为1.1ξ2Asfy;对临时性锚杆为0.95ξ2Asfy”;《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》中规定:“永久性锚杆的最大试验载荷应取锚杆轴向拉力设计值的1.5倍;临时性锚杆的最大试验载荷应取锚杆轴向拉力设计值的1.2倍”。由此看出,《地基基础规范》和《边坡规范》中规定的验收试验荷载只与锚筋抗拉强度有关;《锚杆(索)规程》规定的验收试验最大试验荷载,由锚杆轴向拉力设计值决定。
那么作为设计人员应怎么确定最大试验荷载呢?笔者认为,抗浮锚杆的验收试验,主要目的是为了检验施工质量是否达到设计要求,不是破坏性试验,因此验收试验最大荷载应根据经济性来选择,可参考按照《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》相关规定进行。
5. 土层锚杆的检测数量
1)基本试验
各个规范规程对试验数量的要求是一致的,都是同条件下不少于3根。
2)验收试验
《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002》提出:“验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%,且均不得少于5根。”;《岩土锚杆(索)技术规程 CECS22:2005》中提出:“验收试验的锚杆数量不得少于锚杆总数的5%,且不得少于3根。”;《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》提出:“抗浮锚杆完成后应进行抗拔力检验,检验数量不得少于锚杆总数的3%,且不得少于6根”;但在修订后《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》提出:“验收试验的锚杆数量取锚杆锚杆总数的5%,且不应少于5根”。
笔者认为,《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》中专门提到了抗浮锚杆,而《边坡规范》、《锚杆(索)规程》和《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》中的锚杆应该指的是支护锚杆。所以,对于抗浮锚杆的检测,建议采用《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》的规定:“抗浮锚杆完成后应进行抗拔力检验,检验数量不得少于锚杆总数的3%,且不得少于6根”,希望再次修订《建筑地基基础设计规范》时重新把“抗浮锚杆的验收数量”作明确规定。
6. 结 语
笔者希望将来的规范对上述问题能有更详细的规定,并明确以下内容:
1) 明确土层抗浮锚杆竖向抗拔承载力特征值的计算方法。
2)验收试验的最大试验载荷建议遵照《建筑地基基础设计规范 GB50007-2011》中的附录Y.0.10.1规定执行。
3)验收试验的检测数量建议遵照《建筑地基基础设计规范 GB50007-2002》中的10.1.10规定执行。
总之,由于笔者在设计地下室土层抗浮锚杆时,深感现行规范规程涉及土层抗浮锚杆的抗拔承载力特征值计算及抗拔力检测方面的规定不够明确、不够全面,针对性不强,设计人员不易掌握,故结合实践作些探讨,企盼同行们参与讨论。
参考文献:
[1]建筑地基基础设计规范 GB50007-2011.
[2]全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)-结构专业(地基与基础).
建筑边坡工程技术范文3
【关键词】基坑工程 锚喷支护 结构设计 计算方法
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1 引言
近年来,随着我国经济的发展和城市化进程的加快,城市建设进入了飞速发展阶段,城市建筑物不断增多,建筑用地选择余地越来越窄,新建高层建筑往往会受到施工场地限制,基坑开挖边坡支护成为保障工程质量和施工安全的重要环节。我国高层建筑基础下多为地下室或人防工程,基坑开挖深度大、地面施工荷载强、边坡暴露时间长,采用传统被动受力结构支护体系很难满足稳定性方面的要求。锚喷支护技术可以随挖随支与基坑开挖同时进行,能主动支护地体有效保护和提高周围土体强度,改善边坡受力条件,且能使土体由荷载变为支护体系的一部分,相比传统边坡支护技术来说,其成本更低、稳定效果更好、施工速度更快,因此在深基坑边坡支护中被广泛推广。下面本文结合工程实例和地质条件,就基坑边坡锚喷支护结构设计分析中的计算方法进行详细探讨,供相关工作者参考。
2 基坑边坡锚喷支护结构受力分析
基坑锚喷支护技术采用混凝土砂浆高速喷向受喷面,在喷层同土层之间产生嵌固效应改善边坡受力条件,控制边坡侧向位移,同时采用锚杆深固土体内部支护土体,提高周围土体强度,再用钢筋网调整喷层与锚杆的内应力分布增大支护的柔性和整体性。整个支护体系结构之中,当锚杆受力时,首先经钢筋与周边喷层的握裹力传递到喷层中,再通过喷层与土体摩擦力传递至整个锚固段。在拔力不大情况下锚杆位移量很小,随着拔力的增大锚杆位移量增大,当拔力增大到一定程度时变形不能稳定受到抗拔破坏,超出喷层和土体摩阻力的极限。除此之外,锚杆抗拔能力与灌浆压力有关,如砂类土当加大灌浆压力时,水泥浆颗粒能渗入周围土层从而增加锚固体同土体的摩擦力,使锚杆抗拔能力增加。在设计时,必须计算锚杆直径、长度和钢筋网的直径、间距,考虑灌浆压力对极限抗拔力的影响,以保证锚喷支护体系的力学性能。
3 工程基本情况
本工程为一高层住宅楼工程,主楼地上36层,地下3层,为停车场和人防工程,基坑开挖深度多为16m,最深处为18.4m,边坡长。由于土层多为卵石沙土稳定性较差,整个基坑开挖工期较长,再加上场地有限只能按1:0.5放坡,所以计划采用锚喷支护加挂钢筋网的方法进行支护,以保证边坡稳定性。基坑土体上部3m范围内为硬塑性的黄土粉土,中部约4m范围内为较密实卵石层,下部为粘土夹杂卵石层。经地下水位勘探场地地层无明显含水层,地下水位主要由大气降水和侧向地下水组成,对水泥砼不存在腐蚀性影响,埋深为0.3m~1.6m之间。
4 基坑边坡锚喷支护计算方法
4.1 基坑边坡侧向压力计算方法
基坑边坡侧向压力可以采用公式Pm=0.55KaγH计算,其中Ka=tan(45o-φ/2),γ为边坡土体容重,H为基坑开挖深度。
4.2 基坑边坡支护整体稳定性计算方法
其中:
K为整体稳定安全系数,为了保证边坡具有足够的稳定性,K取值应当大于1.3,但取值也不宜过大,以免提高工程造价造成成本冗余;
Gi为第i条块的重量;
φi为第i条块的内摩擦角;
ci为第i条块土体的单位粘聚力;
ω为破裂面倾斜角;
Li为第i条块破裂面分段长度。
4.3 相关计算参数控制
灌浆锚固体强度等级不得低于M12;锚固体直径取值100mm,喷射混凝土强度等级不得低于C20,注浆压力应大于0.3MPa,如果因地质原因不能满足本压力需求,应以注浆充盈系数大于1.3计算。基坑边最大水平位移不能超过50mm,垂直沉降不得大于3‰。
5 具体计算应用
5.1 边坡土体压力分析
根据岩土工程勘察报告,本基坑边坡土体上部为黄土层,土体容重为18.7KN/m3,粘聚力为20kPa,内摩擦角为23°。由于基坑坑深18.4m,边坡长132m,根据土体性质计算边坡土体压力,在假定不放坡情况下如下:
=900-(450+α/2)=33.5°
b=H/3=18.4÷3=6.133(m)
h1=b/tgθ=6.133÷0.662=9.264m(m)
h2=18.4-9.264=9.136(m)
以此计算基坑边坡每米段土体压力为:
P={bh1+(bh2/2)}r={6.133×9.264+(6.133×9.136)÷2}×18.7=1586.32(KN)
5.2 锚杆设计计算分析
依据土体力学平衡理论,在基坑开挖过程中必须对开挖面进行及时的支护,以使开挖后的基坑边坡能够重新达到力学平衡状态,采用锚喷支护方法进行主动支护。
5.2.1 锚杆承载能力计算
要据基坑边坡支护断面结构,设置共12排锚杆,锚杆竖向间距为1.2m,水平间距为1.3m,各层锚杆承载能力计算如下:
P=r×b×hi×α=18.7×6.133×1.2×1.3=178.91(KN)
5.2.2 锚杆横截面面积计算
根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),锚杆钢筋截面面积应满足公式:
其中,As为锚杆钢筋截面面积;ζ2为锚杆钢筋抗拉工作系数,本案例为永久性锚杆,取值0.69;γ0为边坡工程重要性系数,本工程安全等级为一级,取值1.1;fy为锚筋抗拉强度设计值,本工程锚筋抗拉强度设计值为310MPa;Na为锚杆轴向拉力设计值,在这里根据锚杆轴向拉力标准值公式:Nak=Htk/cosα和轴向拉力设计值公式:Na=γQ Nak计算。As=(1.1×178.91)÷(0.69×0.31)=920mm,取锚杆钢筋直径45,面积1589。
6 结束语
在进行基坑边坡锚喷支护设计时,必须充分考虑基坑地质情况,使锚杆在土体中的抗拔力大于土压力,这样才能使锚喷支护能保证边坡的稳定性。不过现有计算方法还存在一些缺陷,如对土侧压力、水压力、周边房屋荷载、地面堆积荷载等考虑不够完全等,在计算中应当将这些因素考虑进去,并及时进行调整作出加固处理,不能随意降低工程安全系数,而应当在保证支护安全稳定的前提下降低造价,不能够为了追求经济效益而放弃安全问题。
【参考文献】
[1] 唐渊.某工程基坑边坡喷锚支护设计与施工[J].中外建筑,2008(12)
[2] 郝爱红,卢国国.粉煤灰地质基坑边坡喷锚支护设计研究[J].城市建设理论研究,2012(07)
[3] 朱晓慧,张红卫.深基坑边坡喷锚劫掠的设计和施工[J].今日科苑,2008(14)
[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.复合土钉墙基坑支护技术规范[S].中国计划出版社,2011(9)
建筑边坡工程技术范文4
关键词 地质灾害;滑坡;崩塌;滚石
中图分类号P62 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)105-0141-02
0 引言
珠海市是地质灾害高发区,主要发生在雨季,2013年5月22日发生了20年一遇的特大暴雨,11小时降雨量高达318.5mm,由于强降雨,珠海市主城区香洲区共计发生地质灾害92处,造成了较大的财产损失。
为了减少地质灾害对人民生命财产的损失,对此次暴雨引发的地质灾害进行了统计分析,对珠海地质灾害防治具有实际意义。
1 地质灾害的主要类型
此次暴雨在珠海市香洲区共发生92处地质灾害,根据珠海国土局组织的地质灾害调查报告,地质灾害主要分为滑坡、崩塌、滚石3类,详见表1。
表1 地质灾害分类
2 地质灾害形成原因分析
2.1珠海市地质构造
珠海市地处珠江三角洲的中南部,珠江口的西岸,在大地构造上为中国东部新华夏系第二隆起带与南岭间构造带的复合部位,也是华夏地向斜的东南延伸部分,地质构造复杂,自侏罗纪以来,经多次构造运动,珠海市区域岩浆活动强烈,中生代(燕山第二、三期)酸性的花岗岩面积侵入启遍布全区,珠海市区岩石基底主要为燕山期花岗岩。
2.2滑坡
珠海发生的地质灾害主要为滑坡,占全部地灾总数的53%。
1)由于珠海市岩石基底为燕山期花岗岩,花岗岩中长石矿物风化产物为高岭土,因此各风化带均含有高岭土等粘土矿物,遇水易软化;
2)珠海市前期建筑边坡一般仅在坡脚部位建有挡土墙,坡顶建有截水沟,坡底建有排水沟,坡面未进行加固治理,由于边坡开挖后坡体应力重分布,坡面2m~3m深度内卸荷裂隙发育,并且在各种地质应力作用及生物风化作用下,表层土质松软,强度降低;
3)由于截水沟长期未进行清理,坡顶排水沟内淤塞,排水能力降低,在强降雨作用下形成坡面径流,使坡体失稳。
实测典型的滑坡剖面见图1。
图1 滑坡剖面
2.3崩塌
崩塌占珠海发生的地质灾害总数的37%,为珠海地质灾害的常见类型。
根据地质灾害调查,珠海发生的崩塌一般为中小规模,发生崩塌的边坡一般为开辟建筑场地而形成的岩质边坡,坡度一般大于70°,多为沿结构面不利组合形成的楔形体破坏。
发生崩塌的主要原因:
1)由于花岗岩属硬质岩石,受构造运动的影响,形成了大量的构造裂隙,由于节理裂隙不利组合形成了不稳定的楔形岩体;
2)边坡开挖后未进行有效治理,结构面暴露后进一步风化;
3)由于暴雨使地表水流对结构面产生冲刷、软化,降低了结构面的抗剪强度,使楔形体失稳而产生崩塌。
实测典型的崩塌地质见图2。
图2 崩塌剖面
2.4滚石
滚石占珠海发生的地质灾害总数的9.7%,为珠海地质灾害的重要类型。
由于珠海属花岗岩地区,自然山坡上均分布有大量的花岗岩风化残留体(孤石),一般呈球形,于地面或嵌入坡面内。
发生滚石的原因主要是由于地表面流或径流作用,冲刷了出露地表的孤石底部的土质,使孤石失稳,并且在重力作用下,沿山坡滚落,形成“滚石”。
图3 滚石剖面
3 地质灾害的防治及减灾措施
根据地质灾害调查,珠海地质灾害的主要对象为建筑边坡,主要诱因为强降雨,地质灾害发生的时间主要在强降雨期间及强降雨后6小时以内。
地质灾害的防治应以预防为主,结合工程治理的措施,具体措施如下:
1)每年雨季来临前,应对建筑边坡截、排水沟进行清理,确保建筑边坡排水设施正常的功能,使边坡排水顺畅,清理坡面上高大的乔木;
2)对发生滚石危害较大的自然边坡上的孤石进行地质调查,对存在失稳可能的“孤石”进行加固或清除;
3)对所有建筑边坡进行地质灾害普查,对危害较大稳定性差的边坡进行工程治理;
4)对新开辟的建筑边坡应严格按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)的规定进行治理;
5)在暴雨期间及暴雨后8小时以内人员应避免进行山谷地带,并尽量避免靠近未进行治理的边坡,减少地质灾害对人民生命财产的损失。
4结论
珠海是地质灾害高发区,主要在雨季集中暴发于建筑边坡,采取以上防治措施能有效降低地质灾害的发生频次,减少地质灾害对人民生命财产的损失,并能节约地质灾害发生后的治理费用。
参考文献
[1]《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002.
建筑边坡工程技术范文5
【关键词】建筑边坡;工程质量;事故原因
0.引言
建筑的施工过程中经常会由于施工以及验算的失误引发质量事故的发生,建筑边坡是保障建筑安全性的重要影响因素,其对人民群众的切身利益有着紧密的关联。但由于环境以及地质条件等方面的不同就会造成边坡的的破坏,所以针对这一问题进行展开理论分析探究就有着其重要意义。
1.建筑边坡工程体系规范及工程质量加强必要性
1.1建筑边坡工程体系规范分析
建筑边坡工程体系的发展已经有很长的时间,但在不同额阶段都会有管理体制上的差别,其中在标准上也有着不同。当前对建筑边坡工程的规范体系只有一个,也就是建筑边坡工程技术规范,这一规范把建筑边坡工程所涉及到的内容都汇总成技术规范。在规范的内容上其实是多样化的,例如建筑边坡工程勘察规范以及建筑边坡工程质量验收规范和检测技术规范等[1]。
1.2建筑边坡工程质量加强的必要性分析
随着当前环境保护和社会生产等各方面的矛盾加剧,建筑边坡工程建设方面也有了比较迅速的发展,一些超高超大建筑边坡工程也相继出现,故此对建筑边坡的保护强化就比较重要。由于建筑边坡在具体的使用过程中会面临诸多的质量安全问题,特别是在地质条件比较恶劣的环境下,对建筑边坡的应用也比较关键,建筑边坡的工程实施过程中要最大化避免由于勘察和设计和管理不当造成的质量事故发生。所以加强建筑边坡工程质量对减轻岩土工程灾害发生就有着实质性意义。
2.建筑边坡工程质量事故原因及相关建议
2.1建筑边坡工程质量事故原因分析
对于建筑边坡工程的质量事故原因来说其表现在多方面,首先就是在实际勘察设计过程中的影响原因,所选择的勘察点间距相对比较大,不能够准确反映场地的条件,在勘察过程中也没有得到进一步的深入,从而就使得软弱层方面不能得以清晰的查看。再有是勘查的相关人员在工作当中态度不认真,从而在一些实际数据方面也就不能明确的表达,有的还会出现和市场有着很大差距的数据,在计算之后的结果就和实际有着很大差距,最终也会造成设计方面出现差错[2]。
建筑边坡的问题成因在支护结构的方案选择上没有科学化的进行,对建筑边坡支护方案的选择要结合当地的地形以及地质结构等诸多的因素进行确定,例如对高填方的边坡工程当中涉及采取锚杆挡墙以及桩锚结构,这一方案的选择就存在着一些问题,填方土体的沉降量比较大就会使得抗拉能力增强以,对于抗剪能力相对比较弱的锚杆由于处在受剪状态,此时就会比较容易出现锚杆剪断的问题。
建筑边坡发生事故主要是集中在雨季,在这一时期边坡比较容易发生水平位移,同时沉陷情况在坡顶边缘也相对比较容易发生。通过对问题的原因进行分析就能够看到,倘若是没有对边坡设置排水装置,这样就比较容易在雨季雨水对边坡造成破坏,在雨水的冲刷下对边坡的稳固性进行弱化,对土钉墙也会产生很大影响使其出现沉降问题[3]。不仅如此,边坡的滑移事故还会由于对土钉墙的加固方法的选择上,对抗滑稳定的承载力计算没有得到准确呈现也会造成建筑边坡工程质量事故问题的发生。
还有就是受到支挡结构内力计算失误以及组合不当的因素影响,对于边坡工程来说主要能够分为两种极限的状态,也就是正常使用的极限状态以及承载能力的极限状态。由于建筑边坡工程设计所采用的支挡结构组合没有恰当的呈现所以就会出现相应的问题。除此之外在水文地质勘察方面也没有充分的体现,这样就会造成水对边坡稳定性的破坏,究其原因就是边坡工程勘察报告方面没有详细化的体现,另外在边坡工程的设计方面也存在着相应的问题。
2.2建筑边坡工程质量优化建议
第一,对建筑边坡工程质量进行优化要能够从多方面进行考虑,首先要对边坡工程的监测加强重视,在建筑边坡的运营过程中可能会发生质量问题,严重的会出现坍塌的现状,所以加强对建筑边坡的检测就比较重要。通过对建筑边坡实施动态化的监控,能够结合所观察到的结果及时作出调整来确保工程的质量安全。在检测实施阶段要能够根据不同情况作出不同的处理,在技术的应用上也要能够多样化的呈现[4]。
第二,对建筑边坡工程的质量优化可采取生态护坡的技术进行实际应用,突出边坡坡面以及支护结构工程外面的处理效果,比较常见的护坡方式就是通过框格进行对建筑边坡加以防护,还可通过合成材料植被网草皮进行护坡措施的实施等。对于各种护坡的方法都会有各自的特征,所以建筑护坡过程中要能结合自然条件,将护坡的材料质量能够保证,为能有效将生态护坡的技术得到推广可对护坡技术的应用制定相应的制度加以规范,从而达到建筑边坡工程生态防护技术应用目标。
第三,对建筑边坡工程的灾害预防以及边坡工程的健康评价技术的加强也比较重要,边坡工程的灾害预防以及边坡工程的健康评价是相辅相成的,对建筑边坡的灾害预防体系的构建也比较重要,这是保障边坡的耐久性以及稳定性的重要基础内容,其在一定程度上存在着差别但总体而言其是相互促进的[5]。对建筑边坡的预防是在整个周期当中存在的,并贯穿整个边坡防护始终,对于边坡的灾害有的是自然因素造成,有的则是人为的因素引起,故此加强对建筑边坡的健康评估就比较重要,这对工程质量问题的减少有着重要作用。
第四,建筑边坡的工程监测技术的应用比较重要,建筑边坡监测主要是对边坡工程安全得以确保的关键环节,同时也是建筑边坡工程理论以及新技术应用保障的重要措施。从具体的建筑边坡的监测工作来说,其主要涵盖着施工过程中的监测以及竣工后的监测,其自身都有着特征体现,在技术上也都存在着相应的差距[6]。边坡工程的外形是最为直接和直观并能够进行轻易感知的物理量,通过对边坡的外形观察就能够对边坡的危险程度得以感知,由于受到诸多因素的影响,对边坡工程的变形监测技术的实施还要解决相应的问题,例如自动远程变形监测以及对边坡工程预警系统应用系统培训等。
结语
总而言之,随着我国的建筑行业的蓬勃发展,在对边坡质量的控制方面也有着很大的提升,通过一些先进技术的实际应用能够在理论的指导下积极的发挥边坡质量控制技术的作用。在对建筑边坡的相关问题原因分析之后,能够从相应的层面了解到工程质量的防护措施实施的着手点,由于本文篇幅限制不能进一步深化探究,希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。
参考文献
[1]杨志贵.某岩质边坡稳定性仿真分析[J]. 建筑技术开发. 2013(03)
[2]黄承忠.既有高陡挡墙下深基坑开挖支护设计与分析[J]. 岩土工程学报. 2014(S2)
[3]雷用,唐耿琛,胡明.深基坑对既有超限高边坡支挡结构影响及对策研究[J]. 岩土工程学报. 2014(S2)
[4]郭乾坤,苏卜坤.山区公路路堑边坡设计探讨[J]. 广东土木与建筑. 2013(11)
建筑边坡工程技术范文6
关键词:岩土工程;工程设计;土质勘察;地质参数;岩石结构
1岩石易产生崩塌的原因及岩石的结构特点
1.1岩石结构特点
岩石存在的形式是多种多样的,有时长,有时窄,还会变稀疏,这就是岩石区别于别的裂隙性的特点,裂隙也以不同的形态存在,或粗糙或光滑、或弯曲或平直、或填充或空等。裂隙形成的原因也有很多,原生节理可能是岩浆凝固收缩形成,构造节理是有的构造应力形成的,层理是有的沉淀断断续续形成的,片理可能是变质作用形成的等,在岩石中形成了多样复杂的裂隙系统。岩土工程勘测设计的关键就是搞清楚裂隙系统的产状、分布和参数。1.2岩石易产生崩塌的原因岩土产生崩塌的原因有多方面的,比如地貌方面,在坡度不小于55°还有高度不小于28m以上的陡峭斜坡,这样的坡面多不平整易发生崩塌;岩性条件方面,在岩体上出现节理裂隙发育就可能会发生崩塌;构造方面,当岩层发育有多组节理且有一组节理倾向山坡及倾角大于25°小于65°时,或节理面呈弧形弯曲的光滑面或上坡上方不远有断层破碎带存在时,或两组与山坡走向斜角的节理组成倾向坡脚的楔形体时,或变质岩中片理片麻构造发育的地段,风化后形成弱结构面等情况都易导致崩塌情况。还有就是昼夜温差、季节变化,促使岩石风化;强烈地震及人类工程活动中的爆破、边坡开挖过高过陡,破坏山体平衡都会导致崩塌发生。
2岩土工程设计治理的现状
岩土勘察设计的发展是在基础工程建设发展基础上推进的,相应的在市场上岩土工程设计行业的竞争力就增大了。我国目前岩土工程设计后治理过程中,岩土土体的强度、沉淀和形变等会随着不确定因素的出现而发生改变,从而影响设施的稳定性,具体施工中专门的设计人员回到现场监控并对出现的问题结合勘测数据和现场情况及时做出应对。对岩石崩塌情况一般采取的措施有消减水灾和加强边坡的修筑两种。消减水灾主要就是降低孔隙水压力和动水压力,防止岩体的溶蚀分解,减少或者消除水的冲刷,防止滑坡引起的崩塌。排除地下水要根据边坡地质结构和水文地质条件来进行,常用的方法有垂直孔排水、水平钻孔疏干、竖井抽水等。加强边坡修筑的方法是针对岩石山体崩塌的应对措施,是使用一定工程技术通过改变边坡岩体的力学强度来提高岩体抗滑能力。常用的方式有削坡减载、边坡人工加固及预应力锚杆和锚索。削坡减载法是通过降低坡的高度或者放缓坡的角度来改变边坡稳定性,其中削坡尽量削减的是不稳定岩体的高度,留住防滑岩体。根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-94),山体平面破坏多发生于岩体边坡的主要结构面逐渐趋向平行于坡面,结构面倾角位于坡角和其内摩擦角之间时,稳定系数可按如下公式计算:Fs=[CA+(Wcosβ-μ-Vsinβ)tanφ]/(Wsinβ+Vcosβ)(1)A=(H-Z)CSCβ(2)μ=γ∞ZW(H-Z)CSCβ/2(3)V=γ∞Z∞2(4)W=γH2{[1-(Z/H)2]cotβ-cotα}/2(5)式中:γ∞——为水的重度,kN/m3γ——为岩体的重度,kN/m3α——为坡角,(°)β——为结构面倾角,(°)φ——为结构面摩擦角,(°)W——为滑体所受的重力,kN预应力锚杆和锚索法主要适用于对有裂隙或者软弱结构面的岩质边坡进行加固。根据GB50086-2012规定,锚杆的轴向拉力标准值计算和对其设计值计算可按以下公式计算:Nak=Htk/cosα(6)式中:Nak——为锚杆轴向拉力标准值,kNNa——为锚杆轴向拉力设计值,kNHtk——为锚杆水平拉力标准值,kNα——为锚杆倾角,取15°根据GB50086-2001规定,锚杆锚固段长度按以下两式计算:La≥kNak/(πdNqSS)(7)La≥kNak/(πDNqSR)(8)式中:Nak——为锚杆轴向拉力标准值,kNLa——锚杆锚固段长度d——锚杆杆体直径D——锚杆锚固体直径Nak——锚固体与地层粘结强度标准值,kPak——安全系数,取2.0qSs——为钢筋与浆体之间的粘结强度标准值,MPaqSR——为浆体与岩体间的粘结强度标准值,MPa边坡人工加固法是利用修筑护墙、挡土墙、钢筋桩等来预防岩体的崩塌。
3岩土工程设计及治理的具体实例分析
文章以安徽省芜湖市的大官山为例对岩土工程设计及治理进行详细的分析。大官山位于市中心居民密集地带,掩体崩塌主要是雨季时发生。山体因各种因素形成近似直立的峭壁,东侧坡高27~30m,岩体边坡值1∶0.11,综合考虑大官山的实际地形、地层岩性、岩土结构等,治理方案决定采用削坡减载、锚杆锚索、喷射混凝土支护、山顶排水体系优化、拦石墙拦截等方案进行综合性的治理措施。
3.1削坡减载
参照《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)并结合地方特点与地质情况,对岩体及结构面具有代表性的灾害体的物理力学参数进行计算,见表1:为了避免雨季来临大官山发生崩塌情况造成人员伤亡等情况,对大官山坡体坡面进行修整处理。大官山东侧的两组裂隙走向、陡坡走向以及倾角近似一致,如图1。通过式(1)~(5)计算出大官山稳定系数Fs<1.0,而规范建议是Fs=1.0~1.15,所以削坡减载是必要的。
3.2锚固注浆
锚杆设计的主要目的就是对大官山山体进行削载后形成的坡面节理裂隙进行加固。本工程要求钢筋与浆体之间的粘结强度值为2.0MPa,浆体与岩体之间的粘结强度标准值取0.3MPa。通过式(6)~(8)计算得出锚杆各项参数值,见表2:锚杆长8m,锚孔直径100mm,M30水泥砂浆灌浆,水灰比为0.4,灌浆直径应小于2.5mm,锚杆对中支架设立为每隔2.0m,注浆时的压力应控制在0.6MPa左右。
3.3喷射混凝土支护
喷射混凝土的厚度在50cm左右,由于岩体边坡平整性不好,将喷射厚度调整为8cm,喷射使用的水泥比例1∶2∶2,采用干式喷射工艺,喷头水压应大于0.15MPa,可以加入适当速凝剂加速凝结,喷射由下至上进行,喷射距离保持在0.8m左右即可。
3.4山顶排水优化
根据历年降雨量情况,对山顶排水系统进行优化。在距离山顶1.0m处砌筑30m×30m断面的明沟,排水管采用长1m倾角5°的进行排水。
3.5拦石墙拦截
根据当地地质情况勘察以及山体岩石风化情况,拦石墙设计为高0.8m,宽24m。在山体与住户之间形成屏障,防止掉落险石发生事故。
4结语
岩土工程设计是建设中最基础性的环节,工作开展要有规范性和科学性。岩土工程设计方案的好坏直接关系着治理效果,结合区域的地质情况对周围的山体进行勘察,通过削坡减载、边坡人工加固、预锚杆注浆、喷射支护等方面对山体的危害进行治理,不仅能够保护人民的生命财产安全,对经济建设也有十分重要的意义。
作者:何辉 单位:中国有色桂林矿产地质研究院有限公司
参考文献
[1]陆有军.关于岩土工程设计及治理的具体分析[J].赤子:上中旬,2014,(13):318.
[2]郭殿学.岩土工程中边坡治理的岩土锚固技术研究[J].建筑工程技术与设计,2016,(36).
[3]胡福泉.浅议岩土工程设计及治理[J].乡村科技,2014,(22).