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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇加固工程技术论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1.1水利工程堤防发生渗透等险情的类型
水利工程堤坝出现险情包括滑坡、渗漏、裂开等类型,由于渗透引起的破坏主要体现在渗透引发的大面积的渗漏、管涌、部分泥土被冲走、严重冲刷、接触流土等。堤防渗透出现的险情主要有三种情况:第一,由于堤坝本身在施工过程中,混凝土等填充物密实度不够、不结实、不均匀;第二,由于堤坝在水利工程施工过程中没有很好地清理坝基,坝基和大坝相接处的砂石或者一些混合物质非常杂乱;第三,坝基出现险情,这主要是坝基本身的结构造成的,有些堤坝的土质里面有大量透水性很强的砂层和砂壤土层,这是造成堤坝险情的最重要的原因。
1.2对水利工程施工过程中防渗施工方案的选取
第一,要对堤坝的坝身进行防止渗漏处理,通过设置防渗墙、钻孔灌浆、扩大裂缝灌浆等方式,建立防渗体。在一定条件下还要进行加厚帮堤,对坝身的填充材料进行重新填充构筑等。第二,设立堤坝截渗墙,主要通过使用薄墙以及低廉的材料,从而使工程造价显著降低。当前经常使用开槽的方法、挤压法、深沉法建造墙体都能达到一定的标准,这里面使用深沉法打造墙体,是有较低的造价,在墙里的深度不大于20厘米,效果最好。如果使用高喷的方法打造墙体,成本造价相对较高,但是有些地方由于受到施工场地的限制,尤其在一些不宽敞的地方,而且施工场地有很多障碍物时,使用此方法效果最好。第三,一些地层中砂砾含量大、砾石块径也很大的情况下,使用冲击钻并结合开槽的其他形式进行,这样也会使成本有很大提高。
2堤坝工程防渗加固技术
2.1堤坝防渗处理
我国对防渗的原则和措施经常使用防渗墙和灌浆的方法对渗漏进行处理,有时使用减低浸润线的方法或者使用加大重量和采用防滑桩等方法,进一步提高堤坝抗滑动的能力,加大抗滑动的安全系数。当然,进行堤坝滑坡的处理方法非常复杂,要认真观察和分析产生滑坡的原因,并采取相应的办法对症下药地解决问题。如加大坝体的稳定性和牢固性,采用复合土工膜或者土工膜进行防渗漏处理,在施工材料中加进去加筋材料,进一步提高混凝土的稳定性。通常采用的方法是上游一般用帷幕灌、铺设防渗墙堵住、拦截等方法,下游经常使用疏导、减压、排出的办法,建造减压井、修建排水沟等进行坝体压力减小,从而起到防渗的处理方法。
2.2堤坝灌浆防渗的方法
2.2.1劈裂式帷幕灌浆法。
为了对堤坝坝身进行稳定加固,可以使用劈裂式帷幕灌浆的方法,使堤坝渗漏清除。具体做法是:依照堤坝的直和弯曲情况,使用轻捷简便的钻机进行钻孔,钻孔时可使用直线或梅花形状,沿着堤坝的某一中心线,由坝堤的顶部到堤坝外侧1.5米的位置实施钻孔,各空中间的距离大约3米,钻孔的深度要根据坝身的具体情况而定,可以把坝身钻透后再进行填土或者钻入1~2米较为合适。进行帷幕灌浆时,要从下到上,少灌多次进行,水泥浆液要由稀薄到黏稠,逐渐进行,并且逐渐加大压力,灵活应对。
2.2.2低压速凝式灌浆法。
在一些高危水位的抗洪抢险中,尤其是由于堵塞而发生管涌,可以使用低压速凝式灌浆法。依据堤坝管涌出现的位置以及堤坝是否是黏土层还是砂砾层的具体情况,可采用相应型号的钻机进行钻孔,并向孔内放入浸水后容易发生膨胀的大米、豆子之类的东西,从而增大产生管涌的阻力,使出现管涌时的速度变慢,不至于水泥浆液随着水流流出。再用不大于50kPa的压力慢慢对着钻孔注入混有速凝剂和水玻璃的水泥浆液,以使水泥加快凝固,尽快阻塞管涌。
2.2.3高压填充式灌浆法。
这种方法只是用在堤坝坝基的基础灌浆,也可用于因为蚂蚁巢穴溶洞的灌入。在进行基础灌浆时,可以使用50米工程钻机从坝堤顶部需要灌注的位置进行钻孔,各钻孔之间的距离可以在1~2米,钻孔的深度可以通过基础坝基然后进入砂石层大约2米的位置最好。然后用128.60~167.50kPa进行高压灌浆,套管一定要保持干燥,并要放置到填土层,基础部分的砂砾层要用水泥浆灌注,再逐渐向土层提高,再用黄泥浆把钻孔封住。这种高压填充式的灌浆方法,对治理由于坝基不牢固引发管涌,对蚁穴、溶洞的灌浆都起到很大的作用。
2.2.4建造防渗体。
对于使用水泥浆液砌石的重力坝,在堤坝的上游表面进行加固灌浆,从而使渗漏涵洞或缝隙进行填堵,使堤坝坝体得到更好的加固,也使防渗能力得到进一步加强,保证堤坝坝体的完整性和防渗能力增强。在坝体下游表面进行加固灌浆,尤其是堤坝的坝体表面出现漏水或者有混浊物流出,以至于出现水平小孔或者倾斜孔,可以使用埋设水泥浆管进行灌浆,使坝体的涵洞和裂缝产生堵塞,从而影响坝体的稳定性和抗冲刷能力。这种施工工艺对拱坝及支墩坝体工程非常适合,使用这种方法时要求坝体前面没有水,要重新在坝体表面剔除缝隙,再用高标号的水泥浆液或者防水材料和高标号的水泥砂浆配制的浆液进行嵌缝,从而提高坝体的稳定性和牢固性。
2.3混凝土防渗墙技术
2.3.1高压喷射防渗墙。
通过高压喷射对坝基的覆盖层进行冲击,然后把水泥浆液充分灌注到坝基的下面的土层里面,使其与土层颗粒充分融合,从而构筑成防渗墙。
2.3.2自凝灰浆防渗墙。
使用膨润土、水泥、缓凝剂等制造成自凝灰浆,在凝固的时候可以当作凝固时凿孔壁的水泥泥浆,在完成后自然凝固,从而起到防止渗漏,强化孔壁的作用。这项技术在国外得到广泛应用,在我国只是刚刚开始运作。
2.3.3垂直铺塑。
通过使用链斗式的挖槽机,把挖出的槽渣通过链斗运出,这样槽孔的连续性就形成了,再用水泥浆液加固槽孔壁,待水泥槽成型后再在上面把防渗薄膜铺设上,然后再进行黏土回填。槽的深度不能超过15厘米,宽度大约在15~30厘米之间。这种方法对沙化土层较为适宜,施工效率也很高。
3结语
陈运河
徐闻县水利水电勘测设计室 广东 徐闻524100
摘要;文章结合了本县风山水库的现状,针对实际存在的除险问题进行了分析,提出了有效的除险加固对策,希望能给同行带来一定的参考价值。
关键词:病险水库 水库现状除险加固技术分析
0 引言
由于水库多年的运用,使部分水库陆续出现了堤顶高程不足、堤坡冲蚀严重、堤身裂缝以及穿堤建筑物结构强度不够等问题,给水库运行埋下了安全隐患。为进一步完善城乡防洪体系,增强水资源调蓄能力,需对各类水库进行了全面普查和安全鉴定,对带病运行水库,亟需实施除险加固。
1风山水库简介
风山水库位于徐闻县锦和镇境内,坐落迈草溪上游,集雨面积26平方公里,总库容264.2万立方米,正常库容183万立方米,死水位68米,死库容17.65万立方米,该工程于1970年开始兴建,1976年建成投入运行,土坝为粘性土均质坝,原设计坝顶高程为77.26米,坝顶长415米,坝顶宽3.5米,迎水坡比为1:2.5,背水坡比1:2.0。
风山水库主要由土坝,输水涵,非常临时溢洪道等组成,土渠自流式溢洪道位于主坝东北部尾端,底宽20米,堰顶高程75.2米,最大泄流量53.56M3/S,原输水涵管为钢筋混凝土圆涵,涵管内径0.8米,进口高程为68米,最大泄流量2.0M3/S,闸门型式为转动门盖,采用手动卷扬机启闭,
风山水库枢纽布置如图1所示。
风山水库枢纽布置图
2 风山水库的病险情况
根据广东省水利水电科学研究院进行风山水库大坝安全鉴定,鉴定结论为:
(1)安全复核计算表明正常蓄水位稳定渗流期主坝下游坡、校核洪水位骤降至溢洪道堰顶高程不稳定期渗流期副坝上游坡的抗滑稳定最小安全系数不能满足规范要求。
(2)主坝后坝坡在左坝头与山体结合处68m高程附近有散渗现象,坝体填土较疏松,密实度较差,大坝表层约5m范围、右坝头填土和坝基透水性较强;水库原土坝是在期间开始兴建的,工程质量较差,水库多年运行表明,当水库水位达到正常水位74.20米时,原河床段20-60米的范围内有较大面积的渗水。这主要是由于当时施工质量差,坝基清基不好,及土坝填土压密不实。
(3)溢洪道为土渠式临时溢洪道,且尾水渠还未开通,而且过水能力不够,而且带来的水土流失现象严重,放水涵启闭过于原始,涵身情况不明,涵进口及启闭设备已报废。
3风山水库的加固对策
3.1 大坝加固
1、坝顶高程复核
本水库土坝工程等级为4级,坝顶高程的确定,根据《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》第5.3.1、5.3.3条规定,坝顶在静水位以上的超高按下式确定:
坝顶超高(y)=最大风壅水面高度(e)+最大波浪在坝坡上的爬高(R)+安全超高(A);
安全超高:正常运用工况(P=2%)取0.50m,非常运用工况(P=0.2%)取0.30m;
风山水库土坝均质土坝,现状主坝迎水坡为干砌石护坡加固后均为混凝土块护坡。
2、大坝加固方案优选
(1)坝体防渗处理
由地质勘察报告我们可以看出风山水库的坝体、坝基渗水都比较大,本次加固设计,拟在坝体加高培厚前,对其进行灌浆处理,对于坝基渗水我们采用帷幕灌;对于坝体渗水,我们采用进行劈裂充填灌浆。
考虑到资金筹措困难,本次灌浆设计主要是针对坝体、坝基渗水较为严重的部位,即输水涵两侧至主河床段,灌浆从桩号0+450起至0+550共100米范围内,在坝轴线下游1m处布置第一排坝基帷幕灌浆孔,孔距 2.5m,同时在坝体顶沿坝轴线布置两排坝体劈裂灌浆孔,排距1.5m,第一排在坝轴线下游1.0m,第二排位于坝轴线上游0.5m处,孔距5m。
(2)坝高
原设计土坝坝顶高程为77.26米,现场实测结果表明现坝顶高程位于76.945―77.84米之间,坝顶高度参差不平;原设计坝顶宽3.5米,实际坝顶宽度为2.38―4.02米,宽度大小不等。而本次水库除险加固按照粤府[1997]86号文的要求,由此计算出坝顶高程为80.00米,现坝高无法满足新的设计标准的要求。所以,该水库土坝必须加固培厚。
(3)坝坡
水库加固后,大坝坡度上游坡约为1:2.5,下游约为1:2.5。坝坡稳定计算表明,上下游边坡均满足设计要求,为了节约工程投资,本次加固设计拟维持原上游设计边坡1:2.5不变,仅原浆砌石护坡上现浇12厘米的C15砼覆盖。坝体加高部分上游护坡按原1:2.5的边坡延长至坝顶,现浇12厘米厚C15砼。下游护坡在土坝培厚至原坡比1:2.5后铺草皮防护。因土坝最大高度达17.77米,所以拟在原河床段坝体经常渗水的部位设置反滤体,反滤体顶高程为65.235米,反滤体顶宽1米,两边以1:1.5的坡度往下延伸。在下游坝坡人蓄经常上坝的坝段,设置步级供人蓄行走。
(4)坝身排水
本次加固设计拟在二级平台及坝脚均设置排水沟,同时下游坝坡每隔200米设置一道纵向排水沟,以把平台排水沟的水流引向坝脚排出,以免下游边坡及二级平台被水流冲刷。同时在河床渗水较多的坝段坝脚设置反滤体排水。
3.2溢洪道重建
(1)溢洪道现状
现溢洪道为开敞自流式土渠,堰顶高程74.20米,原设计底宽20米,边坡系数为1,比降1/120,现土渠溢洪道的最大泄洪流量为80.85m3/s,而按照粤府[1997]86号文的要求,该水库本次采用50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,由此而计算出50年及500年一遇的最大来水流量分别为Qmax=163.83m3/s、245.25m3/s。由此可以看出现土渠溢洪道的泄洪流量无法满足新标准的要求。本次水库加固须新建溢洪道。
(2)溢洪道的进口断面及结构型式
溢洪道的进水口为喇叭形进水口,两岸边墙的高度随着土坝的边坡坡比逐渐减低,两岸的挡墙均为重力式混凝土挡土墙,因水库洪水期泄流量较大,最大可达213.1 m3/s,大于10 m3/s,溢洪道堰底及豆粕不宜采用浆砌石或干砌石衬砌,所以设计溢洪道堰底及陡坡段底板均采用混凝土底板。
3.3 输水涵加固
(1)输水涵现状及加固设计方案
现输水涵位于土坝桩号0+503米处,涵底高程为68.00米,涵管内径为0.8米,长47米,设计正常放水量1m3/s,满足灌溉要求。其内径也符合有关标准的规定,运行经验表明涵管的结构,强度满足要求,对于涵管轴线两侧的渗水现象我们拟对其进行灌浆处理。由于该水库土坝坝体加高培厚,固须接长原涵管,接长涵管长16米,管内径0.8米,管壁厚0.22米。原进水口采用转动门盖控制,现该设备已严重老化,无法进行启闭,转动门盖也已破损,涵管漏水严重,水库已无法正常蓄水。本次加固设计拟拆除原转动门盖,在涵管进水口新建放水塔。
3.4接长输水涵管结构设计
(1)水力计算
输水涵水力计算采用XL-1程序计算,其计算结果为:斜坡长度6米,消力池长度3.0米。本次设计取斜坡长度6米,消力池长度4米设计。
3.5输水涵涵身结构计算
(1)基本资料
接长涵管为钢筋混凝土结构圆管,管内径r0=0.4m,涵管厚h=0.22 m,外半径r1=0.62 m,管平均半径r2=0.51 m,混凝土座垫(2a=135º)管中心处,接长管处内水水头H1=5.42m,外水水头H1=2.51m,管顶填土高度H=5.4 m,回填土为粘土,饱和容重γt=1.72t/m3,管上水平土压力系数取η=tg2(45°-22.4°/2)=0.448,制管材料采用Ⅱ级钢筋(Rg=2400kg/cm2),C25混凝土(Rw=180kg/cm2)建筑物等级Ⅳ级,安全系数k=1.35。
(2)内力计算
3.6.自动监测系统设计
水库自动监测系统亦称“超短波自动化综合参数监控系统”,其主要内容包括:①水库水位、水库集雨区雨量遥测及洪水预报系统,并包括大坝测压管水位及渗漏堰槽的监测;②大坝位移、沉降自动观测系统;③县区三防办中心站、水库管理处及水文处的分中心,二级计算机组网无线数据通讯系统。
4水库除险加固后基本情况
(1)水库库容
正常水位74.20米,正常库容183万立米;设计洪水位76.40米,相应库容为311万立方米;校核洪水位为77.03米,相应库容为373万立米;死水位68.00米,死库容17.65万立方米。
(2)挡水建筑物
加固后土坝为均质土坝,土坝全长732米,坝顶高程80.00米,最大坝高17.77米,坝顶宽4.5米;二级平台高程72.00米,二级平台宽5米。上游坝坡坡度1:2.5,采用C15砼护坡覆盖原浆砌石护坡,砼护坡厚度12厘米;下游坝坡坡度1:2.5,采用草皮护坡;在原河床段坝体比较高的部位,设置反滤体。反滤体顶部高程为65.235米,其平台宽1米。
(3)泄水建筑物
新建溢洪道采用宽顶堰型式,堰顶高程74.20米,溢洪道宽30米,斜坡长16米,消力池长12米,海漫长26米。溢洪道从正常水位74.20米开始自由溢流,最大排洪流量为213.1 m3/s。
(4)输水建筑物
水库加固后,由于土坝加固培厚,所以须接长涵管长16米,管内径0.8米,管壁厚0.22米。原涵管进口转动门盖已无法使用,须拆除重建,本次输水涵加固拟拆除原转动门盖,设置放水塔控制放水流量。放水塔高度为80-67.4=12.60米,其中工作室高度为3.5米,塔身为C20钢筋混凝土圆结构,塔内设置闸门,塔上安装启闭机,进水塔基本数据为:进水高程为68.00m, 塔工作台高程为80m,启闭机房顶高程为83.5m。
5 小结
【关键词】房屋建筑建筑施工加固技术技术分析
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一.引言。
常用的加固技术主要有加大截面的加固技术,柱外包(粘)型钢加固技术,外粘碳纤维布加固技术,植筋加固技术,托换加固技术,无损开孔成洞加固技术,基础加固技术等,粘贴钢板加固法,是指用胶黏剂将钢板粘贴在构件外部的一种加固方法。这种方法在建筑领域及其桥梁等工程项目中的加固、补强、修复中应用较为广泛。如何加固受损建筑?多位业内人士表示,不同性质的建筑采用的加固修复技术不同。相比于传统加固修复技术,新的加固技术逐步得到应用,碳纤维技术引领建筑物结构补强加固趋势。此外,加固是提高现有房屋抗震能力的最有效途径。
二.我国工程建设面临的现状和存在的问题。
当前国内发展生产,提高生产力的重心,已从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造,以取得更大的投资效益,按一些资料统计,改建比新建可节约投资约40%,缩短工期约50%,收回投资的速度比新建厂房快3倍至4倍,同样,对民用建筑进行改造的要求,在我国也日益迫切。随着我国城市人口的不断增长,尽管兴建了大量的住宅和相应的配套措施,但无房、缺房和租户仍达20%以上。而且随着城市房价的上涨,越来越多的人买不起新房。为缓解这一矛盾,抓好旧房的改造,向现有房屋要面积,可有效降低工程造价,显然是一条重要出路。我国城市现有的房屋中,有20%―30%具备改造的条件。旧房改造不仅可节省投资,同时,可不再征用土地,对缓解日趋紧张的城市用地矛盾,也有重要的现实意义。
三.常用的加固技术主要分类。
1.外粘碳纤维布加固技术。
外站碳纤维布加固技术的主要原理是通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴与构件表面,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形来协调,共同受力,因为纤维布具有强度高、重量轻、耐腐蚀以及抗疲劳等优异的物理学性能,以及良好的粘合性和广泛的适用性,用碳纤维布取代钢板加固混凝土结构是近几年来国际上兴起的一门新技术。主要的适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固以及对一些其他土木工程的加固补强。主要的施工工艺为表面处理涂刷底胶修补找平胶料配制粘贴碳纤维表面防护检验。
2.加大截面加固技术。
增大截面加固技术,也称为外包混凝土加固技术,它是增大构件的截面和配筋,用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝等,这种加固技术适用范围较广,可加固板、梁、柱、基础和屋架等。根据构件的受力特点和加固目的的要求、构件几何尺寸、施工方便等可设计为单侧、双侧或三侧的加固,四侧包套的加固。
根据不同的加固目的和要求,此技术又可分为加大断面为主的加固,和加配筋为主的加固,或者两者兼备的加固。加大截面为主的加固,为了保证补加混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋。加配筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。加固中应将钢筋加以焊接,作好新旧混凝土的结合。 增大截面加固技术缺点是现场湿作业工作量大,养护期较长,对生产和生活有一定的影响,此技术增大截面尺寸,有时影响房屋的外观和净空。
3.植筋加固技术。
"植筋"技术又称钢筋生根技术,在原有混凝土结构上钻孔,注结构胶,把新的钢筋旋转插入孔洞中。此技术广泛用于设计变更,增加梁、柱、悬挑梁、板等加固和变更工程。 主要的性能和特点为植筋加固技术具有较高的承载力,对固定的基材不产生膨胀力,较适宜边距以及边距小的部位,再加上植筋加固技术施工简便、耗时较短。
4.无损开孔成洞加固技术。
无损开孔成洞技术主要是针对在钢筋混凝土结构上开洞时为了避免锤击等在施工时的具有破坏性的施工方法造成结构损伤而提出的,同时对洞口周边的加固方法,此技术已经在高层建筑楼板、剪力墙、核心筒上面开始了大量的应用。
5.微细、深层裂缝灌浆加固技术。
微细裂缝灌浆加固技术在施工过程中对结构中出现裂缝大于0.05mm的裂缝,可以进行灌浆密实,然而灌浆后的混凝土结构完全可以恢复其整体性,当其再次受到破坏时,新产生的裂缝将不在原裂缝的断面上。
而对于深层裂缝灌浆加固技术而言,它可以对其产生的深层裂缝进行灌浆补强处理与渗透水止漏,从而恢复其结构的整体性,而对于灌浆之后混凝土的密实度以及强度都满足施工要求。
6.托换加固技术。
结构托换技术是指对原有影响建筑使用功能的承重结构采用改变受力体系的方法进行的功能改造,目的是获得更大的理想使用空间。结构托换采用的方法一般为型钢托换、钢筋混凝土托换、桁架托换等。 地基基础托换技术是指因城市修建的地铁或地下隧道不可避免地从楼房底下穿过,为了避免拆除重建必须对地面上的楼房进行桩基托换。该技术主要是对地下隧道穿过需切断的楼房桩基,先在其承台附近采用梁式转换层将此部份桩基承受的上部荷载传递到隧道外侧的新建桩基础上,由托换梁—新加桩组成的托换结构体系代替。同时为了确保被托换楼房在断桩和隧道通过后不产生开裂、倾斜等破坏,采取了托换梁预应力张拉、千斤顶预顶、桩底注浆等技术,桩基托换可应用微型嵌岩钢管灌注桩、砼界面连接技术等多项专利技术。
三.对现有房屋建筑加固必须要满足的要求。
加固的方法必须要进行综合评定分析之后再来确定,分别采用房屋的整体加固或者分段进行构件的加固,加强房屋建筑的整体性、改善构件的受力程度,提高房屋建筑的综合能力。新增的构件和原有的构件之间应该具有可靠的连接性。在对房屋建筑进行加固时,如果加固所用的材料和原有的建筑材料是相同的,那么加固所用的材料强度不得低于原结构材料的实际强度。新增的加固墙必须要具有可靠的基础。对可能导致倾斜、开裂或者局部倒塌的现象,应该要预先采取相应的安全措施。并对加固技术进行筛选寻求最佳加固技术,最大限度的延长其房屋建筑使用价值。
四.结束语
随着社会的不断发展与进步,国内外对房屋建筑加固的不断研究和讨论,使房屋建筑的施工方法和施工原理不断的在改进和完善,在具体施工中,加固的方法较多,但在具体的加固施工过程中,必须要考虑建筑物本身的性能和其本身的强度结构,在加固工程施工中要进行综合的评定和筛选,对房屋建筑加固的方法、方案进行比较、优化,寻求最佳方案,更大限度的延长房屋建筑的使用寿命,进而发挥出房屋建筑的使用价值,从而促进社会经济发展,改善人民生活。
参考文献:
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[3]汤炬唤 浅谈房屋建筑工程的加固技术[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期
[4]朱超前 岳从军 房屋建筑结构加固技术探析[期刊论文] 《中华民居》 -2012年5期
[5]师云科 论房屋建筑的几种加固工程技术方法[期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年20期
本专业主要培养具备能从事各类工程建设的场地评价,岩土体特性分析,特种地基加固处理,地质灾害评价与治理等地质工程领域的各项工作的高级工程技术人才。
二、培养要求
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
具有较扎实的自然科学基础,了解当代科学技术的主要方面和应用前景,熟悉地质工程勘察、设计施工。 掌握工程地质、工程力学、岩土力学的基本理论,地下工程、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识,掌握有关电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本知识。具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的能力;具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力。熟悉国家有关工程勘察,建筑工程等方面的政策、规范和法规。具有进行工程勘察、设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干学科 地质工程
四、主要课程
英语、高等数学、大学物理、普通化学、计算机基础、材料力学、结构力学、岩土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、道路勘测与设计、地下结构、施工技术与施工组织、地质工程经济与企业管理。
五、主要实践性教学环节(内容、要求)
设计1——钢筋混凝土课程设计
时间:1周
内容:钢筋混凝土结构
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理、方法和步骤。受到钢筋混凝土结构设计的初步训练。设计分两部分进行,一部分为钢筋混凝土楼盖设计,一部分为单层厂房结构设计。要求学生完成相应的计算说明书及结构设计图纸。
设计2——岩土体工程课程设计
时间:1周
内容:岩土体稳定性评价、岩土体工程设计
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握岩土体稳定性评价及岩土体工程设计的原理、方法和步骤,受到岩土体工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
设计3——基础工程设计
时间:1周
内容:根据工程地质勘察报告及有关资料选择基础方案,并进行设计、计算、绘出施工图。
目的与要求:
通过本课程设计,使学生进一步掌握基础工程设计的原理、方法和步骤。受到基础工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下,完成相应的计算说明书和设计图纸。
测量实习,安排在第5学期,时间1周,内容为工程测量,要求学生在实习结束后,编写一份实习报告。
认识实习,安排在第4学期,时间3周,内容为地质认识实习。
教学实习,安排在第6学期,时间7周,内容包括工程地质勘察、原位测试、室内资料分析与整理。要求编写一份实习报告。
毕业实习及毕业设计(论文),安排在第8学期,时间12周。
毕业实习及毕业设计(论文)是实现本科培养目标的重要阶段,是学生学习、研究与实践成果的全面总结,也是对学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。通过毕业实习和毕业设计(论文),使学生达到工程师工作能力的初步训练。
要求:选题尽可能结合生产实践,做到一人一题,要求学生在教师的指导下,独立完成毕业设计(论文)。
答辩:毕业设计(论文)完成后,由系统一组织答辩。
六、主要实验
室内试验(岩土物理力学性质测试、建筑材料试验等)、野外现场试验(岩土物理力学性质现场原位测试、工程监测及检测等)
七、最低毕业课内总学时:2500学时
最低毕业总学分:模块A:176学分+分 模块B:178学分+7学分
二、勇于创新,总结经验。专来技术工作水平在实践逐步提高
一九九七年八月参与了南平至章庄二级公路路面改善工程建设,在该项目中,任技术负责人,总结并编写《水泥稳定砂砾层机械化施工要点》,对在水泥稳定砂砾机械化施工中,机械配备,材料用量及控制,工艺流程及工程质量控制起到了良好效果。在一九九八年孟溪大垸水毁调研工程后,总结了《沥青路面春季翻浆处治方法及要点》,在春季雨水过多,不利于沥青路行车的状况下,主要采取三种处理措施:(1)开挖路肩明沟:春初翻浆路段两侧路肩上每隔6-8开挖一道横向明沟。及时排降除路面水份。(2)挖横断面或路基明沟,不致使路面积水。(3)挖渗水坑,在易于翻浆的路段,挖成直径20-40cm左右的坑,人工定期掏出坑积水。同时还在市养护工作经验流会上作了《浅谈公路水毁的成固与防法》,总结经验。近几年工程水毁主要有路基沉陷,路基坍塌,桥梁破坏,防护与加固工程损坏等类型。公路水毁要以预防为主,及时清除水毁隐患,防患于未然,只要能从公路的设计、施工、养护等方面重视水毁,采取措施得当,公路水毁将会得到有效控制。
三、敢于探索,理论结合实践,专业技术工作成绩显着
一九九八年十月,担任水泥路养护工程队技术员,在公安县公路管理局列养里程中,国道二级水泥砼路面有49km,省道公石线有49.5km,为了交通行车舒适,找出一条即经济又合理的水泥砼路面破板修复办法,通过实践观察发现破板的主要原因是基层不稳定造成的,影响基层不稳定的主要因素是雨水渗透到基层,在荷载的作用下,基层开始变形发生唧泥,对这种现象,我们为市养护科提出要加强对水泥砼路面进行缝养的建议,采用科学的缝养和高密度缝养材料,对遏制水泥砼路面的破碎起到了明显的效果,受到了市局的领导表扬。
xx年2xx年国道黑狗当大桥工字梁生生位移,桥面铺装板破裂,桥梁伸缩缝损坏,被省市专家确定为危桥,需要加固维修。我担任该项目技术负责人,针对大桥各种病害,通过近十天观察,报省市批准,采用简支梁稳定工字梁,重新布筋进行桥面铺装,通过四个多月的维修加固,经省市检测为合格优质工程,大大的提高了桥梁的通行能力,行车安全有了保障。该项目受到了省市领导好评,市养路科在此召开了全市桥梁维修加固工程现场会,个人也受到了极大的鼓舞。xx年四月完成了207国道二级路面改善工程j标段施工任务。我担任技术负责人,在老油路基础上进行加铺砂砾下基,在施工中发现老油路路面呈块状,且极不稳定,上报给市局,经实地察看,本人建议挖除块松动油路基础,进行局部挖一补一措施,通过弯沉检测,各项技术指标合格,此项目被评为优质工程。xx年三月担任沙刘接线改建工程技术负责人,在处理软基时,k00+300-k00+500有200米软基无法处治,因路基旁为一水堂,在下挖无望的情况下,结合在书本上学到的知识,进行石灰桩处冶后,再进行底标号砼下基施工,三天后通过弯沉检测,容许值在标准范围内,完全合符二级公路建设标准,受到监理和业主的表扬。
xx年八月参加了省公路局与长安大学科研项目试验工程建设,任公石d标技术负责人。因为公石线是连接我市至湖南岳阳107国道的主要干线,对我市的经济发展有着十分重要的作用,根据湖北省公路局和长安大学科研项目要求,其主要是目的在于比较旧水泥砼路面上不同结构加铺层在相同的气候,水文、地质等自然条件及相同交通量情况下各种加铺层的使用寿命,防止反射裂缝的能力,找到适合于湖北实际情况,在技术上可行,经济上合理及施工方便的旧水泥砼路面加铺改建的典型结构。在湖北省公路局和市局主管部门的领导,在长安大学陈教授和杨博士的指导下,我参与了项目技术科各种承载力试验及cbr值检测,对板块不同部位进行了弯沉测量。参与了初步测量,设计到实际施工放样,水准点恢复及中线测定,为长安大学科研项目提供了第一手数字依据,在几次省公路局和长安大学的经验交流会上,受到了省局和长学教授好评,该项工程初步评定为省优质工程。
四、严标准、严要求,力求专业技术工作迈向新台阶。
【关键词】房屋建筑;结构;加固;应用
随着我国经济的不断发展,城市建设的规模也在不断扩大,随之而来的是人们为了增加房屋的有效使用面积、降低因改变使用性质而增加的房屋负荷、为了响应环保部门的节能口号、为了增加房屋在自然灾害(地震、水灾等)中的抗灾害能力等一些原因而主客观引起了房屋结构质量的变化。随着建筑改造项目、使用功能的不断增多,为了保证房屋结构质量、满足建筑的使用功能,这就有必要加强改善房屋结构加固工程技术的开发和应用。
1 房屋建筑结构加固工程的方法以及技术分析
当房屋建筑的结构功能,如在建筑荷载、接建等方面出现改变时,或者当建筑出现材料强度不够、配筋不足、未及时修补等质量问题时,都需要对其进行加固。为了保证获得良好的经济效益以及社会效益,对于不同的建筑情况,在坚持以经济、安全、快捷、方便的前提下,都须制定专门的施工方案。
1.1 施行加固工程时须保证良好的施工性
在进行加固工程时须事先制定加固工程方案,加固工程施工时要保证拥有方便作业的条件以及了良好的施工环境,否则会对房屋建筑加固工程造成一定阻碍,在技术方案的应用中,需避免加固施工方案为施工增加难度而带来用工量大、施工周期长、安全保障率低等的一系列弊端,最终导致加固质量的降低等问题。
1.2 各类加固工程及其加固方法
在实际应用中,房屋建筑加固分为两大类:一是间接加固,二是直接加固,在具体的施工中要根据具体的实际情况以及相关要求进行加固技术和方法的使用。
1.2.1 提高支承的加固技术
在条件允许的情况下,这一技术适用于钢混结构加固工程,即是指通过增加建筑支点进行加固来减少房屋结构受弯范围的跨度,从而降低作用在被加固结构上面的承载效应,达到使结构承载水平有所提高的目的,这一技术便捷可靠,缺点在于对建筑的使用功能、原貌有所影响,会降低建筑的使用空间。
1.2.2 预应力加固技术
这一技术即是用预应力来水平加固混凝土的受弯结构,在新增的外力荷载以及预应力的作用下,水平拉杆产生的轴向拉力在杆端传递到建筑构件,梁板底端与拉杆贴合,部分压力向构件底端传送,可以缓解、控制建筑构件产生裂缝的速度,增加建筑整体的承载能力,另外还可以产生偏心受压效果,克服来自外界的荷载弯矩,增加了建筑构件抗弯水平。
1.2.3 增加横截面加固技术
这一技术即是在建筑的钢混受弯、受压部位浇筑一层混凝土,来增加这些部位的横截面受压高度,使截面面积增大,加强斜面刚度、截面抗弯能力、斜面抗剪作用,达到加固结构的目的。在一定的范围内,当钢筋的强大和面积都增大时,混凝土的受弯构件截面承载能力会随之提高,若房屋建筑的钢筋配置程度不高时,在增加起主要作用钢筋的面积时,也可能使原受压、受弯构件的横截面承载能力得到有效提高。在房屋建筑的混凝土受压部位扩大受压构件截面,也能够使建筑的使用性能提高,增加构件的承载能力。
横截面加固技术应用简便、条件简单,加固设计成熟,施工经验丰富,尤其适用于混凝土方面的加固以及柱、板、梁、墙等普通的建筑构造物加固,缺点在于完成加固后,建筑物使用面积会减少,且施工工程中湿作业的工时较长,对生活及生产都会造成一定影响。
2 房屋建筑中几种具体加固技术的应用规范
2.1 加固工程中应注意的施工要点和注意事项
加固工程施工前要对房屋建筑原来的旧钢混结构进行充分的考察、采样、设计和评定,保证有实力雄厚、较为权威的专业人员对新旧钢材结构进行实验评定,以此来确定加固工程有一个实用的新的钢材和配件的规格、型号,制定出一个完整有效的工程施工方案,保证力求将加固工作做细做好。
在加工工程施工时,要做到彻底清除房屋建筑原有的钢混结构的锈迹,去除钢混结构的表面渣物以及氧化腐蚀覆盖层,修改完善设计施工加固方案,保证方案的切实可行。
施工时选择专用的喷砂除锈机与空压机互相连接,若有腐蚀严重的地方仍无法清除干净,那就需要施工者人工采用砂轮机、榔头、钢凿来磨或凿,使用喷砂除锈,砂子须为中细、干燥的黄砂,房屋加固工程多为高空作业,所以要保证工作人员的工作环境防护和人身安全防护。
2.2 钢筋混凝土增加截面的技术应用规范
2.2.1 表面处理
进行房屋柱、墙的表面处,宜剔除加固表面混凝土约4到8毫米的厚度,并进行样板确认;在混凝土的表面打出大于4mm的槽或者凿毛,磨去碳化层;用人工或者电锤纵穿柱体、墙体钢筋;完成植筋,保持24小时的固化时间。
2.2.2 在柱体、墙体上植入钢筋
以03G101-l里对房屋柱、墙、梁加固的规范和要求进行这些部位纵向钢筋的对接接头构造,其中对接的接头须向有关部门送检;在设计时,柱纵筋应注意尽量不要与梁结合,如有十分的必要须结合,在同一立面也只能一根纵筋绕过;柱箍筋的搭接长大于250mm,其使用开口U型箍顺着柱子交错安排,在一定范围内须绑扎不小于两道的箍筋;在连接柱和梁时使用机械或者是焊接连接,另外使用电渣压力焊接柱或采用机械连接;加固梁时最好使用封闭型梁箍筋,使用U型箍要保证焊接的有效性。
2.2.3 模板
使用模板要保证一定的硬度和稳定性,保证柱、梁使用混凝土时的质量,满足加工工程设计要求。
2.2.4 混凝土施工要求
混凝土水平运输使用手推车,在垂直线上运输混凝土时需使用专用电梯;须严格参照相关的工程标准和制度对混凝土的浇筑结果以及界面处理质量进行验收;浇筑混凝土的应用方法为:以附着式的机械外部振捣或者内部振捣为主,工程工人内部钎插方法作辅助。
2.3 碳纤维布加固技术的应用规范
2.3.1 基层处理
加固工程开始前,房屋建筑表面需保持干净、平整、无油污和杂物,将碳化层去除,可使用丙酮清洗保持混凝土的洁净;糙化处理混凝土表面,填平凹陷以及裂缝;使用碳纤维布对梁角、柱角进行粘贴,应保持柱、梁的棱角呈圆弧形。
2.3.2 粘贴碳纤维布
将碳纤维布放在常温固化或者湿法铺层;用专用滚筒在混凝土表层涂上树脂,待其干燥后抹平,待其完全干燥后粘贴碳纤维布;粘贴时在固定位置轻压粘贴,滚筒辅助滚压,使树脂与碳纤维布紧密,施工时保持碳纤维布的完整;重复粘贴时,应待碳纤维布表面的树脂完全干燥再加层粘贴,如未能在一个小时内完成,须在等待十二个小时后再行粘贴;在长梁上粘贴碳纤维布宜使用横向压条,短梁上宜使用织物压条。
2.3.3 验收质量
粘贴碳纤维布完成后7天即可进行工程验收,质量合格后可采取3:1的砂浆、水泥对建筑房屋进行厚度为15-20毫米的抹灰。
3 结语
房屋建筑在经过长时间的使用后都不同程度的出现屋体裂缝、墙体剥落、梁柱损毁等问题,为了保证人民的财产和生命安全,有效避免房屋损坏事件发生,应把房屋建筑的结构加固看作是一件关系民生的工程来抓,努力提高加工工程施工技术,开拓加固方法,另外还要从工程源头抓起,提高管理水平,提供加固工程质量。
参考文献:
[1]王亚勇.我国公共建筑抗震加固技术[J].工程质量,2005.
[2]陈学珍.浅谈几种结构加固工程技术在房屋建筑中的应用[J].科技与生活,2010.
[3]翟丽红,张晓民.房屋建筑结构加固设计及施工技术应用研究[J].华章, 2011.
1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体,物理力学性质差别很大,边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体,长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻;水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。⑥其他作用。此外,人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2边坡工程稳定性分析方法
1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。
1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。
2边坡工程处治技术
2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似,但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材,桩断面刚度大,抗弯能力高,施工方式多样,其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件;但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度慢,劳动强度高,遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外,桩径较小时人工作业面困难。
2.2注浆加固技术注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙,以改变注浆对象的物理力学性质,从而满足各类土木建筑工程的需要;注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关,如果忽略其中的任何一个环节,都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提,注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。
2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度,增强土体的稳定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术,形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比,加筋边坡和加筋挡土墙的特点有:结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点,目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等;甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。
2.4锚固技术岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重,节约了工程材料并确保工程的安全和稳定,具有显著的社会效益和经济效益,因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用,例如以下几种情况:①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用,构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩;锚杆可以是预应力或非预应力锚杆,预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上,锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡,以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙,这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ,Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护,一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。
2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力,提高它们的刚度,使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压,滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大,加强它们的自承能力,可有效地限制岩体的部份变形和位移。
2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求:①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝,往往是滑坡的先兆,也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层,使土的抗剪强度降低,造成坡体滑动。因此,对坑洼和裂缝应仔细查找,认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置,应尽量顺直,并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时,应将凹地填平或与外侧挡土墙相连,内侧与水沟联结,避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底,导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点,充分利用自然沟谷,在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等,形成树杈状、网状排水系统,以迅速引走坡面雨水。
3结语
论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨,指出了常用边坡工程处治措施的适用性,然而随着工程建设规模的不断增大,边坡高度增高,复杂性增大,对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见,随着科学技术的发展,边坡处治技术将得到进一步的发展,并逐步趋于完善。
参考文献:
[1]彭小云,张婷,秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.
[2]赵明阶,何光春等.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社.2003.
[3]郭长庆,梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京:中国建筑出版社.2007.5.
1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体,物理力学性质差别很大,边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体,长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻;水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。⑥其他作用。此外,人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2边坡工程稳定性分析方法
1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。
1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。
2边坡工程处治技术
2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似,但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材,桩断面刚度大,抗弯能力高,施工方式多样,其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件;但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度慢,劳动强度高,遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外,桩径较小时人工作业面困难。
2.2注浆加固技术注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙,以改变注浆对象的物理力学性质,从而满足各类土木建筑工程的需要;注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关,如果忽略其中的任何一个环节,都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提,注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。
2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度,增强土体的稳定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术,形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比,加筋边坡和加筋挡土墙的特点有:结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点,目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等;甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。
2.4锚固技术岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中,以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重,节约了工程材料并确保工程的安全和稳定,具有显著的社会效益和经济效益,因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用,例如以下几种情况:①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用,构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩;锚杆可以是预应力或非预应力锚杆,预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上,锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡,以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙,这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ,Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护,一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。
2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力,提高它们的刚度,使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压,滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大,加强它们的自承能力,可有效地限制岩体的部份变形和位移。
2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求:①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝,往往是滑坡的先兆,也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层,使土的抗剪强度降低,造成坡体滑动。因此,对坑洼和裂缝应仔细查找,认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置,应尽量顺直,并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时,应将凹地填平或与外侧挡土墙相连,内侧与水沟联结,避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底,导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点,充分利用自然沟谷,在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等,形成树杈状、网状排水系统,以迅速引走坡面雨水。
3结语
论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨,指出了常用边坡工程处治措施的适用性,然而随着工程建设规模的不断增大,边坡高度增高,复杂性增大,对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见,随着科学技术的发展,边坡处治技术将得到进一步的发展,并逐步趋于完善。
参考文献:
[1]彭小云,张婷,秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.
[2]赵明阶,何光春等.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社.2003.
[3]郭长庆,梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京:中国建筑出版社.2007.5.