工程岩土的防护与病害处治课件.ppt
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- 工程 岩土 防护 病害 处治 课件
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1、工程岩土的防工程岩土的防护护与与病害处治病害处治 项目三项目三 工程岩土的防护与病害处治工程岩土的防护与病害处治1 1知道常见道路地质病害的防治原则;知道常见道路地质病害的防治原则;2 2能根据地质病害的特征选择合适的防治措施;能根据地质病害的特征选择合适的防治措施;3 3知道常见特殊性土的防治原则;知道常见特殊性土的防治原则;4 4根据特殊性土的特征提出有效的治理措施。根据特殊性土的特征提出有效的治理措施。学习学习目标目标任务任务1 1 崩塌的防护原则及治理措施;崩塌的防护原则及治理措施;任务任务2 2 滑坡的防护原则及治理措施;滑坡的防护原则及治理措施;任务任务3 3 泥石流的防护原则及治
2、理措施;泥石流的防护原则及治理措施;任务任务4 4 岩溶的防护原则及治理措施;岩溶的防护原则及治理措施;任务任务5 5 常见特殊性土的处治。常见特殊性土的处治。工作工作任务任务崩崩 塌塌 在选线时,在选线时,应根据斜坡的具体条件,认真分析发生崩塌的可能性及其规模。对有可应根据斜坡的具体条件,认真分析发生崩塌的可能性及其规模。对有可能发生大、中型崩塌的地段,应尽量避开。若完全避开有困难,可调整路线位置,离开能发生大、中型崩塌的地段,应尽量避开。若完全避开有困难,可调整路线位置,离开崩塌影响范围一定距离,尽量减少防治工程;或考虑其它通过方案(如隧道、明洞等),崩塌影响范围一定距离,尽量减少防治工程
3、;或考虑其它通过方案(如隧道、明洞等),确保行车安全。对可能发生小型崩塌或落石的地段,应视地形条件,进行经济比较,确确保行车安全。对可能发生小型崩塌或落石的地段,应视地形条件,进行经济比较,确定绕避还是设置防护工程。定绕避还是设置防护工程。在设计和施工中在设计和施工中,避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大切,以维持山体平衡稳定。,避免使用不合理的高陡边坡,避免大挖大切,以维持山体平衡稳定。在岩体松散或构造破碎地段,不宜使用大爆破施工,避免因工程技术上的失误而引起崩在岩体松散或构造破碎地段,不宜使用大爆破施工,避免因工程技术上的失误而引起崩塌。塌。(二)勘察调查要点(二)勘察调查要点 查明斜坡的
4、地形条件查明斜坡的地形条件坡度、高度、外形等;坡度、高度、外形等;查明斜坡的岩性和构造条件查明斜坡的岩性和构造条件岩土的类型、风化程度、主要构造面的发育情况岩土的类型、风化程度、主要构造面的发育情况;查明查明地下水对斜坡稳定性的影响地下水对斜坡稳定性的影响;查明查明当地地震烈度当地地震烈度。(一)防治原则(一)防治原则崩塌与岩堆勘察调查要点崩塌与岩堆勘察调查要点方法方法目的目的要点要点测绘测绘查明崩查明崩塌与岩塌与岩堆的地堆的地貌形态,貌形态,水文地水文地质特征质特征峭壁高度、长度、坡度(包括各变坡点的高程)。峭壁高度、长度、坡度(包括各变坡点的高程)。岩堆的分布范围、形状、各部位的坡度变化。
5、岩堆的分布范围、形状、各部位的坡度变化。岩堆各部位颗粒分选状况,地表最大颗粒体积。岩堆各部位颗粒分选状况,地表最大颗粒体积。岩堆体各部位固结(或松散)程度、稳定状况等。岩堆体各部位固结(或松散)程度、稳定状况等。冲沟发育状况,如各部位切割深度、纵坡、横断面类型、沟壁稳定坡冲沟发育状况,如各部位切割深度、纵坡、横断面类型、沟壁稳定坡度、坡高、溯源侵蚀、泥右流发育状况。度、坡高、溯源侵蚀、泥右流发育状况。岩堆体各部位植被覆盖程度,并区分乔禾、灌木、蒿草的分布范围。岩堆体各部位植被覆盖程度,并区分乔禾、灌木、蒿草的分布范围。勘探勘探了解崩了解崩塌与岩塌与岩堆的地堆的地层结构、层结构、软弱结软弱结构面
6、、构面、含水层含水层的性质、的性质、地下水地下水位等位等探明岩堆床形状、岩堆体地层结构、岩性,尤其细颗粒夹层、含腐朽探明岩堆床形状、岩堆体地层结构、岩性,尤其细颗粒夹层、含腐朽植物夹层、地下水位、地质构造。植物夹层、地下水位、地质构造。勘探线应按崩塌勘探线应按崩塌含坍塌、剥落)岩堆活动中心,贯穿崖顶、锥顶、含坍塌、剥落)岩堆活动中心,贯穿崖顶、锥顶、岩堆前缘弧顶布置。岩堆前缘弧顶布置。勘探线间距不大于勘探线间距不大于50m50m。每个岩堆体至少有。每个岩堆体至少有1 1条勘探线。勘探线上勘探条勘探线。勘探线上勘探点不少于点不少于3 3个(含露头)。个(含露头)。岩堆体勘探以物探为主,辅以钻探验
7、证,并有一定数量挖探,取得岩岩堆体勘探以物探为主,辅以钻探验证,并有一定数量挖探,取得岩堆体地层层理产状资料及试样。堆体地层层理产状资料及试样。钻探孔深宜钻至堆床以下钻探孔深宜钻至堆床以下2m2m,并应采取适当钻探工艺,以查明岩土软,并应采取适当钻探工艺,以查明岩土软弱央层、含腐植物夹层和地下水等资料。弱央层、含腐植物夹层和地下水等资料。(三)防治措施(三)防治措施 1.1.排水排水在一般道路有水活动的地段,可布在一般道路有水活动的地段,可布置排水构建筑物,以进行拦截疏导,置排水构建筑物,以进行拦截疏导,防止水流渗入岩土体而加剧斜坡的失防止水流渗入岩土体而加剧斜坡的失稳。稳。1 1)排除地面水
8、可修建排水沟、)排除地面水可修建排水沟、截水沟;截水沟;2 2)排除地下水,可修建纵、)排除地下水,可修建纵、横盲沟等。横盲沟等。边坡塌方路段综合排水图示边坡塌方路段综合排水图示 1-1-渗沟;渗沟;2-2-排水沟;排水沟;3-3-截水沟;截水沟;4-4-自然沟;自然沟;5-5-边沟;边沟;6-6-涵洞涵洞 截截水水沟沟 2.2.刷坡清除刷坡清除 对山坡或边坡坡面的崩塌岩块可采用全部清除;若斜坡上岩石破碎应放对山坡或边坡坡面的崩塌岩块可采用全部清除;若斜坡上岩石破碎应放缓边坡并加防护措施。缓边坡并加防护措施。清除危岩清除危岩 刷坡刷坡 3.3.坡面加固坡面加固边坡或自然坡面比较平整、岩石表面风
9、化边坡或自然坡面比较平整、岩石表面风化易形成小块岩石呈零星坠落时,宜进行灌浆、易形成小块岩石呈零星坠落时,宜进行灌浆、勾勾缝等坡面防护,以阻止风化发展,防止零缝等坡面防护,以阻止风化发展,防止零星坠落。易引起崩塌的高边坡,宜采用边坡星坠落。易引起崩塌的高边坡,宜采用边坡加固工程,必要地段修建挡墙、边坡锚杆、加固工程,必要地段修建挡墙、边坡锚杆、多级护墙和护面。多级护墙和护面。图图3-1-10 3-1-10 拦石网拦石网 图图3-1-11 3-1-11 拦石格栅拦石格栅4.4.拦截防御拦截防御岩体严重破碎,经常发生落石路段,宜采岩体严重破碎,经常发生落石路段,宜采用柔性防护系统或拦石墙与落石槽等
10、拦截用柔性防护系统或拦石墙与落石槽等拦截构造物。拦石墙与落石槽宜配合使用,设构造物。拦石墙与落石槽宜配合使用,设置位置可根据地形合理布置,落石槽的槽置位置可根据地形合理布置,落石槽的槽深和底宽通过现场调查或试验确定。拦石深和底宽通过现场调查或试验确定。拦石墙墙背应设缓冲层,并按公路挡土墙设计,墙墙背应设缓冲层,并按公路挡土墙设计,墙背压力应考虑崩塌冲击荷载的影响。墙背压力应考虑崩塌冲击荷载的影响。5.5.支顶工程支顶工程浆砌片石支顶图浆砌片石支顶图 钢筋混凝士立柱支顶钢筋混凝士立柱支顶对在边坡上局部悬空的岩石,但是岩体仍较完整,有可能成为危岩石,可视具对在边坡上局部悬空的岩石,但是岩体仍较完整
11、,有可能成为危岩石,可视具体情况采用浆砌片石支顶、钢筋混凝士立柱、支撑等支挡结构物加固。体情况采用浆砌片石支顶、钢筋混凝士立柱、支撑等支挡结构物加固。当崩塌体较大、发生频繁且距离当崩塌体较大、发生频繁且距离路线较近而设拦截构造物有困难路线较近而设拦截构造物有困难时,可采用明洞、棚洞等遮挡构时,可采用明洞、棚洞等遮挡构造物处理。造物处理。防落石的明洞防落石的明洞 防落石的棚洞防落石的棚洞6.6.遮挡工程遮挡工程崩塌概况崩塌概况 象山位于镇江焦山长江夹江南侧,与焦山隔江相望,象山位于镇江焦山长江夹江南侧,与焦山隔江相望,山体山体呈北东一南西走向,约呈北东一南西走向,约1000m1000m,高高48
12、m48m,地貌特征为长江侵蚀,地貌特征为长江侵蚀及剥蚀的孤残山丘,地貌单元由残山、阶地组成,北侧临江及剥蚀的孤残山丘,地貌单元由残山、阶地组成,北侧临江一面边坡陡峭,坡度约一面边坡陡峭,坡度约70807080,风化剥蚀严重。南坡较缓,风化剥蚀严重。南坡较缓,为第四系粘土所覆盖。为第四系粘土所覆盖。20032003年年1111月月2626日深夜,象山北侧日深夜,象山北侧(待待渡坊处渡坊处)发生危岩崩塌,面积约发生危岩崩塌,面积约560 m560 m,封堵住公园内通往轮,封堵住公园内通往轮渡码头的主干道,威胁和影响了公园以及游客的安全。渡码头的主干道,威胁和影响了公园以及游客的安全。象山剖面图象山
13、剖面图 治理工程措施治理工程措施 该工程内部安全稳定结构采取锚杆固体,该工程内部安全稳定结构采取锚杆固体,治理按照治理按照1 1:1.21.2扩大面积原则布设,锚孔直径扩大面积原则布设,锚孔直径130130,锚杆主筋锚杆主筋3232,倾角倾角15151818,锚杆长度为锚杆长度为10.5m(22610.5m(226根根)在坡脚右下角因岩石在坡脚右下角因岩石破碎锚杆长度为破碎锚杆长度为15 m(215 m(2根根),锚杆注浆强度为,锚杆注浆强度为 M30M30,二次注浆压力为不小于,二次注浆压力为不小于1.5MPa1.5MPa;中部;中部采取混凝土挡墙进行支挡坡面,平均厚度约采取混凝土挡墙进行支
14、挡坡面,平均厚度约2 m2 m,砼强度等级为砼强度等级为 C25C25,外层用双向钢筋网,外层用双向钢筋网片进行加固,规格为片进行加固,规格为1415014150;外部采用假山石重塑的方法处理,外部采用假山石重塑的方法处理,以增加外部的美观以增加外部的美观。(四)崩塌防治案例(四)崩塌防治案例首先在预留的连接钢筋首先在预留的连接钢筋14800)14800)位置处加工网筋块石位置处加工网筋块石胎膜骨架,胎膜骨架钢筋为双向钢筋网胎膜骨架,胎膜骨架钢筋为双向钢筋网(6.5150)(6.5150);第二步制作胎膜,采用第二步制作胎膜,采用1 1:1 1水泥砂浆分两次进行粉膜,水泥砂浆分两次进行粉膜,外
15、部形成凹凸不平面,与周边山体形态一致;外部形成凹凸不平面,与周边山体形态一致;第三步外部喷制色浆,色浆进行多次配调,以期与原山第三步外部喷制色浆,色浆进行多次配调,以期与原山体颜色大概一致。体颜色大概一致。运用北京理正岩土软件进行电脑计算,结果显示该边坡施加结构工程措施后的安全系数运用北京理正岩土软件进行电脑计算,结果显示该边坡施加结构工程措施后的安全系数为为1.3771.377,远大于边坡稳定安全要求的系数,远大于边坡稳定安全要求的系数1.251.25,这说明,由于锚杆的拉张力和锚固力这说明,由于锚杆的拉张力和锚固力的作用,使得在混凝土板墙断面内引起较高的内聚应力,利用锚固挡墙对该边坡进行加
16、的作用,使得在混凝土板墙断面内引起较高的内聚应力,利用锚固挡墙对该边坡进行加固整体是安全有效的。经过两个雨季的考验,该处边坡始终处于稳定状态,没有发现开固整体是安全有效的。经过两个雨季的考验,该处边坡始终处于稳定状态,没有发现开裂变形等现象,且逼真的外塑表面效果受到国内外各界人士的认同。裂变形等现象,且逼真的外塑表面效果受到国内外各界人士的认同。锚杆布置图锚杆布置图 5.5.治理效果治理效果三、滑三、滑 坡坡 滑坡的防治,贯彻滑坡的防治,贯彻“以防为主,整治为辅以防为主,整治为辅”的原则。在选择防治措施前一定要查清滑坡的的原则。在选择防治措施前一定要查清滑坡的地形、地质和水文地质条件,认真研究
17、和确定地形、地质和水文地质条件,认真研究和确定滑坡的性质及其所处的发展阶段,了解产生滑滑坡的性质及其所处的发展阶段,了解产生滑坡的原因,结合工程建筑的重要程度、施工条坡的原因,结合工程建筑的重要程度、施工条件及其它情况进行综合考虑。件及其它情况进行综合考虑。(一)防治原则(一)防治原则 由于由于大型滑坡的整治工程量大,技术上也很复杂,因此,在测设时应尽可能采用绕避大型滑坡的整治工程量大,技术上也很复杂,因此,在测设时应尽可能采用绕避方案。方案。若建成后路基不稳定,是治理还是绕避需要周密分析其经济和安全两方面的得失。若建成后路基不稳定,是治理还是绕避需要周密分析其经济和安全两方面的得失。对于中、
18、小型滑坡的地段,一般情况下不必绕避对于中、小型滑坡的地段,一般情况下不必绕避,但是应注意调整路线平面位置以求,但是应注意调整路线平面位置以求得工程量小、施工方便、经济合理的路线方案。得工程量小、施工方便、经济合理的路线方案。路线通过古滑坡时,路线通过古滑坡时,应对滑坡体的结构、性质、规模、成因等作详细勘察后,再对路应对滑坡体的结构、性质、规模、成因等作详细勘察后,再对路线的平、纵、横做出合理布设;对施工中开挖、切坡、弃方、填土等都要作通盘考虑,稍线的平、纵、横做出合理布设;对施工中开挖、切坡、弃方、填土等都要作通盘考虑,稍有不慎即可能引起滑坡的复活。有不慎即可能引起滑坡的复活。(二)勘察调查要
19、点(二)勘察调查要点方法方法目的目的要要 点点测绘测绘查明滑坡的地貌形态,查明滑坡的地貌形态,水文地质特征,弄清水文地质特征,弄清滑坡周界及滑坡周界滑坡周界及滑坡周界内不同滑动部分的界内不同滑动部分的界线等线等滑坡壁的的形状、位置、高差及坡度;滑坡壁的的形状、位置、高差及坡度;滑坡台阶的形状、位置、高差、坡度及其形成次序;滑坡台阶的形状、位置、高差、坡度及其形成次序;滑坡体隆起和洼地范围及形成特征;滑坡体隆起和洼地范围及形成特征;滑坡裂隙分布范围、密度、特征及其力学性质;滑坡裂隙分布范围、密度、特征及其力学性质;滑坡舌前缘隆起、冲刷、滑塌与人工破坏状况;滑坡舌前缘隆起、冲刷、滑塌与人工破坏状况
20、;滑体各部位(主轴线上)的稳定状态,如蠕动、挤压滑体各部位(主轴线上)的稳定状态,如蠕动、挤压、初滑、滑动、速滑、终止;、初滑、滑动、速滑、终止;滑体上冲沟发育部位、切割深度、切割地层岩性、沟滑体上冲沟发育部位、切割深度、切割地层岩性、沟槽横断面形状、泉水的形成、沟岸稳定状况;槽横断面形状、泉水的形成、沟岸稳定状况;坡脚破坏的原因与破坏速度等。坡脚破坏的原因与破坏速度等。勘探勘探了解滑体与滑床的地了解滑体与滑床的地层结构、软弱结构面、层结构、软弱结构面、含水层的性质、地下含水层的性质、地下水位、滑动特征以及水位、滑动特征以及取样试验。取样试验。查明滑坡体的厚度;查明滑坡体的厚度;下伏基岩表面的
21、起伏及倾斜情况;下伏基岩表面的起伏及倾斜情况;判断滑动面的个数、位置和形状;判断滑动面的个数、位置和形状;了解滑坡体内含水层和湿带的分布情况和范围,地下了解滑坡体内含水层和湿带的分布情况和范围,地下水的流速及流向等;水的流速及流向等;查明滑坡地带的岩性分布及地质构造情况等。查明滑坡地带的岩性分布及地质构造情况等。整治滑坡的工程措施很多,归纳起来分为三类:一是消除或减轻水的危害;二是改变滑整治滑坡的工程措施很多,归纳起来分为三类:一是消除或减轻水的危害;二是改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物;三是改善滑动带土石性质。坡体外形、设置抗滑建筑物;三是改善滑动带土石性质。序号种类措施适用条件1排水地表排水
22、地表径流较大的滑坡区地下排水地下水比较发育的滑坡区冲刷防护沿河滑坡区2减重和反压减重推移式滑坡反压牵引式滑坡3支挡工程抗滑桩深层滑坡和各类非塑性流滑坡抗滑挡墙滑坡中、下部有稳定的岩土锁口者锚(杆)索挡墙规模较大的非岩质滑坡体4改善土石性质焙烧法含水量较大的土体滑坡浆砌护坡地表径流较大的滑坡区化学加固土体滑坡(三)防治措施(三)防治措施 (2)(2)地下排水地下排水 对于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:对于地下水,可疏而不可堵。其主要工程措施有:截水盲沟用于拦截和旁引滑坡外围的截水盲沟用于拦截和旁引滑坡外围的地下水;支撑盲地下水;支撑盲沟沟兼具排水和支撑作用;仰斜孔群用近于水平的兼具排水
23、和支撑作用;仰斜孔群用近于水平的钻孔把地下水引出。此外还有盲洞、渗管、渗井、垂钻孔把地下水引出。此外还有盲洞、渗管、渗井、垂直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施.1.1.消除或减轻水的危害消除或减轻水的危害排水排水(1)(1)地表排水地表排水 主要工程措施有:在滑坡体周围修截水沟主要工程措施有:在滑坡体周围修截水沟;滑坡体上设置干枝排水系统汇集旁引坡面径流于滑;滑坡体上设置干枝排水系统汇集旁引坡面径流于滑坡体外排出坡体外排出,整平地表,填塞裂缝和夯实松动地面,筑隔渗层,减少地表水下渗并使其尽快汇整平地表,填塞裂缝和夯实松动地面,筑隔渗层,减少地表水下渗并使其尽快
24、汇入排水沟内,防止沟渠渗漏和溢流于沟外入排水沟内,防止沟渠渗漏和溢流于沟外。(3 3)冲刷防护)冲刷防护 为了防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷,可采用的主要工程措施有:护坡、护岸、护堤,为了防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷,可采用的主要工程措施有:护坡、护岸、护堤,在滑坡前缘抛石、铺设石笼等防护工程或导流构造物。在滑坡前缘抛石、铺设石笼等防护工程或导流构造物。冲刷防护工程冲刷防护工程 河岸防护堤示意图河岸防护堤示意图 2.2.减重和反压减重和反压 对推移式的滑坡,在上部主滑地段减重,常起到根治的效果。对其它性质的滑坡,在主对推移式的滑坡,在上部主滑地段减重,常起到根治的效果。对其它性质的滑坡,
25、在主滑地段减重也能起到减小下滑力的作用。滑地段减重也能起到减小下滑力的作用。在滑坡的抗滑段和滑坡体外前缘堆填土石加重,如做成堤、坝等,能增大抗滑力而稳定在滑坡的抗滑段和滑坡体外前缘堆填土石加重,如做成堤、坝等,能增大抗滑力而稳定滑坡。但是必须注意只能在抗滑段加重反压,不能填于主滑地段。而且填方时,必须作好地滑坡。但是必须注意只能在抗滑段加重反压,不能填于主滑地段。而且填方时,必须作好地下排水工程,不能因填土堵塞原有地下水出口,造成后患。下排水工程,不能因填土堵塞原有地下水出口,造成后患。减重和反压后,应检验滑面从残存的滑体薄弱部位及反压体底面滑出的可能性。减重和反压后,应检验滑面从残存的滑体薄
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