高边坡设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇高边坡设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】：预应力锚索；高速公路；高边坡工程；应用

中图分类号： U412.36+6文献标识码：A 文章编号：

一.引言

近年来预应力锚索施工在高速公路高边坡工程中的应用使其可以在地质条件十分复杂的情况下发挥作用。本技术特别是适用于岩石、砂性土、砂性粘土类的高边坡加固工程。对大断层、古滑坡、破碎带等地质有着比较好的整治效果，有着明显的经济效果。也能应用在地下工程的地层加固、预支护等工程当中。本文就预应力锚索施工在高速公路高边坡防护中的具体应用作简要的分析。

二.工艺原理

当施工开挖高速公路后对自然应力产生了重大的改变，这是导致边坡失稳的最直接原因。预应力锚索的一端和工程结构物质连接，而另一端则锚固在地基的岩层或土层当中，用以承受结构物的拉拔力、上拉力以及土压力，它利用地层的锚固力作用于地梁从而使得边坡稳定。

当锚索完成注浆之后，和地基胶结在一起，此外加上局部的浆液扩散到地层裂隙当中，相应的增加了地基的摩阻系数，更加利于传递预应力锚索的抗拔力。锚索在进行张拉后，在锚索的长度值范围之内岩层挤压，大大增加了岩层板间的摩擦阻力，导致挠度和内应力变小，也增加了锚索范围值内岩体的整体抗弯压能力。相邻的锚索锥体由于压缩而相互重叠，产生一定厚度的连续压缩带，使无粘结力的碎石体能够承受相当负荷的重量，主要表现在预应力锚索的挤压加固作用。

三.预应力锚索施工技术

施工技术流程(见图1)。

四.施工技术、注意事项及相关问题处理

1.预应力锚索的施工技术

预应力锚索施工主要包括下索、钻孔、制作锚索、注浆、张拉锁定与封锚等。

下索：用人力分为多点将锚索塞入到锚孔中。

钻孔：对锚索孔的成孔需要使用以压缩空气为动力的潜孔冲击钻机或者土质地层专用钻机，从而确保不加水成孔，并且满足设计的孔径、钻孔角度、钻孔深度等要求。在进行施工时要确保钻孔深度比设计锚索孔长0.5m。

制作锚索：对经过认真审查而符合规范的钢绞线，应按照锚索的设计长度再加上1.5m，按照设计所要求的根数在特殊的支架上来编制锚索。对每根钢绞线进行涂防护油，并且使用外套内径值为2.0cm的PVC管来作为预应力的失效部分，对锚固段使用特定制作的紧箍件、扩张环按1m的间距来进行定位并且外裹铁网。在实施本工序过程中要严格使用止水材料或粘胶带来封堵锚同段与自由段的分界处。此外在成索的过程中一定要预先埋设注浆管。

注浆：在安放好锚索后应及时注浆，锚孔注浆采取水灰比为0.45的纯水泥浆一次性注浆与多次高压补浆来完成。在进行首次注浆时应采用水下注浆法，也就是通过注浆管从孔底开始进行注浆。将孔内残留物以及渗水排出到孔外，直到孔口溢出浆液，进而确保灌浆的质量。在完成预应力张拉后，再通过锚垫板补浆孔来进行多次的高压补浆，保证浆液对锚索完全有效的包裹。

张拉锁定：等到注浆体以及地梁混凝土达到设计的强度，用标定过的张拉设备对各锚索钢铰线实施张拉。

封锚：在完成张拉之后，在确保留有8～10cm钢绞线头外，应切除多余的部分，并进行特殊防锈处理，最后对锚端头实施封端处理。

2.施工过程中应注意的事项

由上述预应力锚索施工的工作原理能够看出，锚索预应力钢绞线按照设计要求的张拉到设计的吨位持荷是实施本防护工程措施的重点。通过结合现场的实践工作对下面几点实施严格的控制。

工序的组织安排必须要紧凑：多级边坡遵循从上至下的施工防护步骤。在安排施工方面应该精心组织，保证工序衔接的紧凑，并且在每开挖出一级边坡后，即行施工，尽量避免高边坡开挖后长期曝晒，尤其是在雨季时节。

选择钻孔机型，满足干钻作业的需要：应结合不同地质层的结构类型、深度、成孔的直径以及现场的作业条件来选择使用钻孔设备。机具在进行工作时要确保干钻，坚决杜绝在钻井中加水用以加快钻井的速度等。常见的风动干钻技术的机型有：MG50型、K2J.100型、潜孔钻机Q25―100型等。

准确进行放样孔位，做好钻井的详细记录：在已经成型并且经整修满足需要的高边坡上，按照设计的参数来准确测定放孔位置能够确保每根预应力锚索支固边坡土体的应力区间。考虑到钻孔机具在高边坡施工中所搭设的支架平台上展开工作，而满足动荷作用下的平台稳定性也是确保正常钻机、成孔角度的―个重要因素。

在施工过程中，必须要详细记录钻孔过程中的进度情况，以便在实施后续注浆时来作为参考。

匀速持压注浆：以孔口的反冒浆来作为注浆饱满的依据。同时应确保孔口补浆的到位。

地梁密实，混凝土表面力求美观、亮洁：对处在坡率l：0.5～1的边坡浇筑的地梁混凝土，施工起来尤为不便，因此在施工过程中应加强管理，保证地梁内实与外美。

做好地梁间坡面防护工作：对于已经完成预应力锚索施工的坡面，要尽快采用7.5#浆砌片石将地梁间坡面作封面，避免雨水浸蚀地梁、冲刷坡面。

3.施工过程中相关问题的处理办法

退钻困难：在施工过程中可能会遇到成孔之后出现退钻困难的情况，通常可以采取强风出渣进退转杆的方法来进行处理。

亏坡和坡面溶洞：由于边坡开挖亏坡和坡面溶洞显露在边坡上，为了确保地梁浇注紧密着张拉和边坡的需要，通常采取回填片石灌浆、填塞浇注混凝土、浆砌片石等方法来进行处理。

地质条件的变化：对于实际地质条件的变化情况，应该及时上报，专题研究解决。

下索困难：在较大裂缝部位出现下索困难或成孔经过溶洞时，应该使用长直钢管越过这些部位来过渡，再行通过钢管下索。有时也会因为保护成孔口不慎，导致落物下索的受阻，针对这种情况应该采用机原位，开钻清孔来进行解决。

注浆不满：裂缝、岩溶发育部位，按照正常注浆量孔口仍然没有出现冒浆，有时甚至会出现超设计注浆量几倍用量的情况。为此在注浆之前要依据各钻孔的记录资料加以反映，除了做好水泥用量提前供应之外，还应该通过探察钢筋，对于锚固端是采取持续不断的注浆方案来进行解决，而对自由端则可以采用下钢管套来进行注浆，从而减少超量注浆的发生。

五.结束语

锚固工程施工因为工序多，而且又多是交叉作业，因此要协调好各工序的施工场地和作业时间。每个作业组应该把责任岗位落实到每一个人，从而有利于各个工序的衔接与协调，确保工程质量和进度。预应力锚索在高速公路高边坡工程中的应用，对有效防止边坡开挖产生临空面，从而导致边坡不稳定有着十分明显的效果。

【参考文献】：

1. 陈楚发.关于公路工程中软基处理若干方法的比较[期刊论文]-科技创新导报2008(28)

2. 李东乾.论路桥施工中两种预压方法处理软土路基[期刊论文]-广东科技2007(11)

3. 熊培刚.浅谈公路改造工程二灰碎石基层施工工艺与质量控制[期刊论文]-现代营销2010(9)

4. 陈培聪.李芳梨公路工程边坡变形处理方法探讨[期刊论文]-黑龙江科技信息2008(22)

5. 李存刚.仰坡加固锚索施工方案[期刊论文]-兰州工业高等专科学校学报2009,16(6)

6. 徐修梅.金元电站左坝肩预应力锚索施工方案[期刊论文]-人江2010,31(2)

7. 李小平.况志敏. 预应力锚索地粱施工方案研究[期刊论文]-交通标准化2008(4)

8. 赵自贵.预应力锚索桩板墙在公路边坡防护工程中的应用[期刊论文]-四川建材2008,34(3)

篇(2)

关键词：边坡支护，工程造价，控制

 

0.前言

工程造价的计价具有动态性和阶段性（多次性）的特点。工程建设项目从决策到竣工交付使用，都有一个较长的建设期。在整个建设期内，构成工程造价的任何因素发生变化都必然会影响工程造价的变动，不能一次确定可靠的价格，要到竣工结算后才能最终确定工程造价，因此需对建设程序的各个阶段进行计价，以保证工程造价确定和控制的科学性。论文参考网。我国对国有资金投资项目的投资控制实行的是投资概算审批制度，国有资金投资的工程原则上不能超过批准的投资概算。某地下空间项目是国有资金投资的项目，工程竣工结算价不超过政府部门批准的概算价是投资控制的目标。论文参考网。

1.建设单位对建设项目造价控制的方法

在基本建设中，作为投资方的建设单位除作为在项目实施过程中的协调组织各参建单位保质保量、在计划时间内完成基建项目外，对项目投资进行有效的控制是建设单位最重要的任务之一。本节从建设单位的角度出发，探讨如何控制建设项目的投资成本。论文参考网。

1.1设计阶段的造价控制

拟建项目经过决策立项后，设计就成为工程建设的关键。因为设计是工程项目付诸实施的龙头，是工程建设的灵魂，是控制基本建设投资规模，提高经济效益的关键。在这一阶段工程造价的管理主要体现在“技术与经济”的相结合上。据经验分析，设计阶段对工程造价的影响程度达70%～90%。，设计的优劣直接影响建设费用的多少和建设工期的长短，直接决定着投入的人力、物力和财力的多少。据统计，技术经济合理的设计，可以降低工程造价5%～10%，甚至可达10%～20%。

1.2施工阶段的造价控制

在工程施工阶段，由于工程设计已经完成，工程量已完全具体化，并完成了施工招标工作和签订了工程承包合同。据统计，这一阶段影响工程造价(即工程投资)的可能性只有5%～10%，节约投资的可能性已经很小，但是，工程投资却主要发生在这一阶段，浪费投资的可能性则很大，因此，建设单位在施工阶段对工程造价的管理除了加强合同管理、工程结算管理外，重点应加强工程施工现场管理，杜绝投资浪费。

1.3竣工结算阶段的造价控制

项目竣工验收后，结算也是控制工程造价的关键步骤。工程结算应抓好以下几个环节：

1.3.1核对与编制好结算资料基础

任何一个工程项目，在编制结算时都要以相关资料为依据。因此在审核时，首先要对相关资料进行审查。从施工图纸、招标文件、工程承包合同到施工全过程的动态资料都要一一核对，力求资料完整齐全，确保审核工作正常进行。工程任务完成与否要以施工图纸为依据，工程的工期、质量、建筑材料价格、奖惩等规定要以承包合同和补充合同或其他形成的协议条款作为依据，而具体施工中的动态进展，局部更改和隐蔽工程等都要有相关的资料佐证才能进入结算。一言蔽之，没有完整齐全的资料所作的结算是不完善的结算，而没有完整齐全的资料所进行的审核就会得出不准确的结论，达不到审核所要达到的目的。

1.3.2工程量是审核的关键

工程量费用是工程造价的主体。运作中具有较大的弹性和隐蔽性。审核工程量是重点，也是难点。在审核中，经常会发现结算的工程量与实际完成的工程量有出入，原因很多，一般有以下几种：一是施工企业为加大费用，有意增加工程量和夸大工程的施工难度；二是有些变更了的项目仍按原定项目进入结算；三是多方施工的工程项目，有时会出现各方都把自己承担的部分工程作为整体工程进入结算，上述几种情况在结算审核中经常发生。对于多报的工程量要扣除，否则就直接损害了建设单位的利益。同时对于漏报的工程量，在反复核实后，本着实事求是将漏报的工程量增补到结算中去，避免承包商的利益受到损失。

1.3.3各种单价的审核不可忽视

在一般情况下，工程子目的综合单价在投标书中都有具体规定，编制工程结算时只要直接套用各子目综合单价就可以了。然而在实际操作中，由于设计变更和现场签证等原因，不能从投标书中套用单价，所以必须严格遵守施工合同和招标文件中有关条款和施工过程中的相关文件（如洽商记录等）对这些单价进行审核。

2.某地下空间项目工程概况

某地下空间项目某市的重点工程之一，是该市目前规模最大、最重要的地下空间开发项目。项目发展定位是以城市交通设施为主，充分利用良好的地理位置，整合区内商业资源，辅助服务CBD商务活动，集交通基础设施、景观、商业、文娱、商务、市政、仓储物流等功能于一体的地下城市综合体。该地下空间项目边坡支护工程开挖面积约3万平方米。由ZX1标、ZX2标、ZX3标、ZX4标四个标段和ZX5标边坡组成，2006年6月开工，除ZX5标边坡外，其它四个边坡的工作内容现已全部完成，并通过了工程验收。

3.设计概算阶段

3.1设计概算的概念

设计概算是设计文件的重要组成部分，是在投资估算的控制下由设计单位根据初步设计(或扩大初步设计)图纸、概算定额(或概算指标)、各项费用定额或取费标准(指标)、建设地区自然及技术经济条件和设备、材料预算价格等资料，编制和确定的建设项目从筹建至竣工交付使用所需全部费用的文件。

3.2案例设计概算的组成

市发改委批复项目建议书中总投资估算为3.4亿元，市建委批复项目设计概算为3.739亿元，其中建筑安装工程费用为3.16亿元，工程建设其他费用为2900万元，预备费为1700万元，建设期贷款利息为1100万元。

4.合同价阶段

4.1合同价的确定

合同价是在工程发、承包交易过程中，由发、承包双方以合同形式确定的工程承包价格。采用招标发包的工程，其合同价应为投标人的中标价。

4.2案例合同价款汇总

本项目四个标段的合同价汇总表见表1.

表1某地下空间项目边坡支护工程合同价汇总表

 

序号 工程项目名称 合同编号 合同价（万元） 1 边坡支护及土方工程(ZX1) XZZ-B-003 325.99795 2 边坡支护及土方工程(ZX2) XZZ-B-005 1345.09152 3 边坡支护及土方工程(ZX3) XZZ-B-006 918.43353 4 边坡支护及土方工程(ZX4) XZZ-B-013 688.56462 5 合计  

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关键词：边坡稳定性；可靠度

中图分类号： U213 文献标识码： A

1、边坡稳定性研究现状

边坡的稳定性分析是岩土工程的重要研究课题之一，近一百年来，许多学者致力于这一工作，因此边坡稳定分析的内容十分丰富。

边坡稳定性分析方法很多，如:各种极限平衡条分法，有限元法，极限分析法，边界元法等。但是，各种边坡稳定分析的定值法存在一个共同的缺点，即没有考虑边坡工程中存在的不确定性，这就造成了一些边坡的安全系数大于临界安全系数，可事实上还是发生破坏的现象。那么，要想正确分析边坡的稳定性，必须考虑边坡工程中存在的种种不确定性。对于边坡工程而言，土层剖面与边界条件的不确定性；现场与实验室测定的岩土性质指标的不确定性；土的性质的天然可变性；勘探取样方法与试验方法的误差；试验数量与勘探数量的不足；外加荷载大小与分布的不确定性；计算模式的不确定性等都可造成边坡稳定分析结果的误差。因此，必须进行边坡稳定的可靠度分析。

2、可靠度方法研究现状

可靠度理论萌芽于第二次世界大战期间并在战后得到完善与发展。二战期间由于军事的上的需要，德国在研究飞弹失灵及美国在电子元件失效的问题上，均引用了“概率理论和数理统计”的方法。这些围绕着军事项目的研究工作最终孕育了一门崭新的学科——可靠度理论。

可靠度理论在岩土工程领域的应用始于1950年代。作为岩土工程可靠度研究的基础一一土性指标的概率统计分析是岩土工程可靠度研究中最主要的方面之一。土是自然历史的产物，其不确定性远比人工材料复杂，从20世纪60年代开始到现在，对土性参数的统计性质、概率模型的研究和区域资料的统计分析一直在进行当中。在这方面有许多学者做了大量的工作，对可靠度理论在岩土工程中的应用做出了较大贡献。

Vanmarke建立了土体各向同性随机场模型，提出了“相关距离”的概念及计算方法，在土性参数概率模型研究方面做出了开创性的贡献。

高大钊等人研究了土工指标的变异特性及其分布规律。对土的抗剪强度指标的统计提出了一种全回归的统计方法，并建议用分布来拟合、切的联合概率密度，并经统计给出了上海地区软土的几个主要指标的概率分布特性。

冷伍明等人根据影响土工参数不确定性的主要因素，探讨了土工参数不确定性的一种计算途径。改进了相关距离计算的递推空间法，用双曲线的形式来拟合方差折减系数，消除了作图时人为因素的影响。

陈立宏，陈祖煜，刘金梅，通过收集整理的多个水利工程中丰富的长序列的抗剪强度试验资料，在此基础上利用K-S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计分析，认为一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布，而选择对数正态分布能够避免出现物理量为负的现象，在许多情况下这样处理更为合理、简便。

虽然许多学者在这方面做了大量的研究，但是目前还是呈现百家争鸣的状况，没有较权威的结论，因此还需进行进一步的研究。这也是岩土工程可靠度分析没有被广泛应用的重要原因之一。

3、边坡可靠度分析

传统上，一直以安全系数作为边坡工程稳定性的评价指标，然而，安全系数不是一个常数，而是一个由设计因素的变异性所决定的随机变量。20世纪70年代后期，边坡工程界开始接受不确定性的概念，构造随机模型，采用概率论和数理统计知识，如可靠指标和破坏概率来评价边坡的安全度。即借助于概率论和数理统计方法，便可以求得边坡可靠度，即所设计边坡能在使用期内、在指定的工作条件下，肯定地达到预计状态的程度，或保证边坡稳定的概率。因为可靠概率与破坏概率之和为全概率，所以有：。因此，可靠度分析结果能反映各种类型的不确定性或随机性，包括频率分布上的和结果可信程度上的不确定性，不但给出边坡设计可采用的平均安全系数，还同时给出相应的可能承担的风险，即破坏概率。这样就避免了“绝对化”，只要破坏概率很小，小到公众可以接受的程度，就认为边坡设计是可靠的。可见，用破坏概率比用安全系数作为评价指标更能客观、定量地反映边坡的安全性。在实际应用上，对于鉴别具有相同安全系数、不同破坏概率的两个边坡的安全性，破坏概率比安全系数具有更突出的优点。

所以说，可靠度方法是一个有发展前途的领域，也在世界范围内受到岩土工程界的极大关注，已成为世界各国岩土工程学者的热门话题之一。在我国，虽然边坡可靠度研究工作开展较晚，但许多学者对边坡稳定概率分析和可靠性研究做出了卓有成就的贡献。祝玉学出版了《边坡可靠性分析》一书，系统地阐述了运用可靠度理论解决边坡稳定的各种问题，是国内研究此方面成果的集中体现。包承刚、高大钊、姚耀武等对土质边坡的可靠性进行了研究；张骄培、姚耀武、武清玺等将有限元与可靠度理论结合，计算出单元和整个边坡的失效概率、可靠度指标；在近期，陈祖煜等人在其各自著作中都系统地阐述了边坡稳定风险分析的理论及方法。祝玉学还指出可靠度分析方法只是所有安全度问题的一种方法，是确定性方法的发展与补充，且该方法还刚刚走向实际工程应用阶段，还有许多课题需要进一步研究。可以预计，边坡稳定可靠度分析将更加深入、广泛地应用于工程实际中。

4、结语

边坡稳定的可靠度分析是一个庞大的系统工程，牵涉到勘察、设计、施工等方方面面。如何在实际工程中进行可靠度分析评价，并同确定性分析方法相互印证，还远没有达到实际应用的程度。总之，边坡可靠性理论还在进一步发展当中，有许多问题还待进一步分析研究。

参考文献

[1] 陈祖煜.土坡稳定分析一原理、方法、程序[M].中国水利水电出版社，2003：239-248.

[2] 谭晓慧. 边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[合肥工业大学博士学位论文].合肥工业大学，合肥，2007.04.

[3] 高谦，吴顺川，万林海，等.土木工程可靠性理论及其应用「M].北京:中国建材工业出版社，2007.9.

[4] 姜兆华.三维边坡稳定性数值模拟与可靠度分析[武汉工业学院硕士学位论文].武汉工业学院，武汉，2009.06.

[5] Vanmarke,E.H.. Probabilistic modeling of soil profiles[J].Journal of the Geotechnical Engineering Division，ASCE,1977a,103(11):1227-1246.

[6]高大钊.地基土力学性质指标的可靠性分析与取值[J].同济大学学报，1985，4:59-67.

篇(4)

论文摘要：介绍了高速公路边坡的动态设计原理与实例

1动态设计原理与方法

对于边坡工程来说，设计往往具有超前性，而施工则直接体现了现实性。这样，二者之间不可避免地要产生矛盾，为解决矛盾就需要把施工中不断获得的新信息经处理后传递给设计，以此不断修改完善设计，直至最终解决矛盾。

对于重大的深挖方路堑边坡工程，在勘察和设计阶段对其认识是有限的。而随着施工开挖的逐步进行，真实的工程地质条件逐步摆在面前。在施工完成后，对勘察、设计、施工及监测获得的经验数据进行总结归纳，则可为相似工程提供可借鉴的经验，提高施工前的认识水平。因此，在深挖方路堑边坡工程设计施工过程中，应将勘察、设计、施工及施工监测、施工后分析作为一个整体，进行动态设计施工。针对近年来公路建设中出现的问题，结合公路工程特点，对于公路深挖路堑边坡工程，提出如下系统的动态设计方法(图1):

(1)进行详细的施工前地质调查和勘察，力求正确把握边坡工程地质条件。重视岩体结构特性的研究，在勘察中要查明边坡岩体结构特征，分析控制边坡稳定的主要结构面;

(2)运用工程地质类比分析、地质力学综合分析等方法对边坡的稳定性做出定性的判断，尤其是要判明边坡的整体稳定性问题;

(3)运用数值计算分析、极限平衡分析等对边坡的稳定性做出定量的判断;

(4)根据稳定性分析评判的结果，进行开挖和防护工程设计;

(5)针对边坡地质结构、薄弱环节和防护措施特点，进行施工期间施工监测设计，确定重点监测部位、监测方法、手段等;

(6)开展边坡工程开挖和防护工程施工，进行施工监测，获取开挖揭示的工程地质信息、变形信息、施工技术信息、防护结构应力信息等，并对获取的信息进行及时整理分析，据此以修改设计;

(7)施工完毕后，对监测资料进行综合整理分析，对施工后的稳定性作进一步的判定，对边坡的变形破坏特征进行深入研究，分析不足，总结经验，为其他工程提供可借鉴的经验。

2赣大高速公路某段高边坡地质概况

地面植被较茂密，表层有厚度约3m的坡残积粘性土，基岩主要为古生代变质岩—石英云母片岩。岩体受构造影响强烈，构造节理发育，有的节理面可见擦痕和硅化面，岩块上可见强烈的小褶皱和节理切割错断迹象，岩体风化带和风化节理很发育，全风化带厚5一lOm左右，下部为中等风化带。边坡岩体被结构面切割成碎石状和块状。岩体主要节理有5组，节理产状:120“乙45“一600;330“乙650;195“乙35“一580; 2400乙650;1700乙630。片理产状:800一95“乙29 0 } 45 0。线路走向1120，边坡倾向2020。由边坡与岩体结构面的关系可知，不利于边坡稳定的结构面主要有三组，即:2400乙650; 1700L630; 1950L350 }580。路堑挖方深度内无地下水，但降雨时，由于岩体节理发育，开挖裸露后，成为雨水人渗的路径，降雨期会出现临时性裂隙含水现象，因而影响边坡岩体的稳定。

3施工过程中的动态设计

(1)该路堑高边坡地段的最初施工设计方案为15m高挡墙，上接1一3级(15一20m)的高护墙，护墙坡率为1:0. 5，1:0. 75和1:1。

(2)经现场设计复查，为减少大量的高边坡护墙施工的难度和护墙浆砌片石污工量，将挡墙顶以上的护墙改为挂网喷浆轻型防护。

(3)该路堑高边坡地段按以上修改的设计开挖。至2006年9月，路堑上部开挖基本达到设计形态，岩体的构造节理和风化带基本裸露，同时也出现了局部边坡岩体开裂或坍滑。根据实际开挖和岩体变形情况，经过进一步的地质工作，全面查明了岩体风化情况和结构面组合特征，发现岩体很破碎，风化强烈，且存在三组不利结构面，导致由其组合产生的楔体状坍滑。

依据开挖后的实际地质条件，岩体边坡的设计参数相应修改后，对设计和施工方案同时作调整。考虑到边坡高、工期紧、施工难度大，进行了四个设计方案的详细比较。四个设计方案分别为:1)拉杆锚桩方案，适于在边坡下部支挡，可替代原设计的底部挡墙，但对高度达60m的边坡，仍需放缓边坡刷坡或采用预应力锚索等加固，施工困难;2)放缓边坡方案，则边坡高度将超过100m，土石方数量增加较大，坡面防护面积也大大增加;3)预应力锚索支护方案，锚索工程量大，但便于施工;;4)部分边坡放缓与锚索、锚杆支护相结合的方案，基本不增加边坡高度，通过锚固和挡护工程加固边坡，并维持原设计的挡墙和边坡坡率，对有条件刷坡且增加高度不大的地段，采取边坡放缓与锚索、锚杆支护相结合的措施。经综合比较，该方案最优，较为经济，便于实施。因此，采用了部分边坡放缓与锚索、锚杆支护相结合的方案。

(4)采用的设计方案如图2所示。底部片石混凝土挡墙高15m;中部两级边坡，预应力锚索加固和挂网喷浆防护，坡率1:0.75;上部边坡1:1，框架锚杆加固和挂网喷浆防护;顶部边坡1:1.25，植草护坡。设计对下一步施工方案做出了相应的规定，要求支护工程自上而下、边开挖边支护;边坡支护完成后，方能进行下部开挖;底部挡墙严格按跳槽开挖浇筑，墙背坡根据岩体情况，在开挖时采用随机锚杆和喷浆作为临时支护。

(5)后按照设计方案施工，中、上部开挖基本到位，中部边坡支护仍在施工，因几次降雨，出现一处岩体楔体开裂，范围约30m，另有一处在挡墙开挖部位产生楔体坍塌。裸露的岩体表面，可见节理很发育。故再次设计调整中部锚索布置，并按岩体破碎程度和风化程度，具体设计规定底部挡墙开挖支护方式和墙身尺寸调整范围。部分坡面加密锚索;部分地段加大墙身截面，规定跳槽开挖的槽口宽不大于6m;另有部分地段增加墙背锚杆挂网和钢轨临时支护，规定跳槽开挖的槽口宽不大于3m。按调整后的设计进行施工，直至竣工，未出现新的边坡变形。

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关键词：深基坑；边坡；稳定性；地震荷载

中图分类号: P621+.6 文献标识码：A文章编号：

1引言

近年来，在各大城市用地日趋紧张的情况下，建筑业趋向地面与地下共同发展，楼房越建越高，地下车库越建越深，而基础对应的越埋越深。由于受周围客观环境的影响，深基坑开挖不可能按自然休止角放坡，只能根据场地的地质条件及其场地周边附加荷载情况，在安全、经济、施工方便的条件下，选取最佳支护方式及最优支护设计参数。显然，不同的地层条件下，深基坑边坡支护计算模式的选择，成为深基坑支护设计安全经济、成功与否的关键。

数值分析和模型试验法能较真实地模拟边坡在地震作用过程中的动力特性和破坏机制，是边坡地震反应分析的两种主流方法。目前，常用于边坡地震稳定性分析的数值方法主要为有限单元法和有限差分法。它们在模拟含众多不连续结构面的岩体问题中有一定的局限性，而离散单元法在求解岩体这类不连续介质的问题中弥补了有限单元法和有限差分法的某些不足。

2边坡处治基本理论及稳定性分析

2.1边坡稳定性概念

边坡一般是指具有倾斜坡面的土体或岩体。在坡体本身重力及其他外荷载作用下，整个坡体有从高势能处向低势能处滑动的趋势，同时，由于坡体自身具有一定的强度和人为的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩)体内部某一个面上的下滑力在接近或超过了土(岩)体抗滑力，边坡将产生滑动，即失去稳定；反之，如果滑动力小于抗滑力，则认为边坡是稳定的。

在工程设计中，判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。l955年，毕肖普(A. W. Bishop) 明确了土坡稳定安全系数的定义：

式中：τf-沿整个滑裂面上的平均抗剪强度；τ-沿整个滑裂面上的平均剪应力；Fs-边坡稳定安全系数。

按照上述边坡稳定性概念，显然，Fs >1，土坡稳定；Fs

Bishop的边坡稳定安全系数公式物理意义明确，概念清楚，表达简洁，应用范围广泛，在边坡工程处治中也广泛应用。该公式应用的关键难点是如何寻求滑裂面，如何寻求滑裂面上的平均抗剪强度τf和平均剪应力τ。

在工程建设中，常见的边坡滑动有两种类型。一种是天然边坡由于原来的地质条件改变而产生的滑动，如暴雨后的边坡因蓄水过多而导致的土质变软产生滑动，通常用地质条件对比法来衡量其稳定的程度；另一种是由于工程建设而人为开挖或填筑形成的人工边坡，由于建筑空间有限而使的设计坡度较陡，或由于工作条件的变化改变了边坡体内部的应力状态，使局部的剪切破坏发展成一条连贯的剪切破坏面，边坡的稳定平衡状态遭到破坏而产生滑坡。本文所要讨论的主要针对第二种滑坡，或第二种边坡稳定问题。

2.2影响边坡稳定性的因素

边坡的稳定是一个比较复杂的问题，影响边坡稳定性的因素较多，主要包括以下几方面：

(1)边坡体物理力学性质；

(2)边坡的形状和尺寸；

(3)边坡的开挖及支护方式；

(4)边坡的所受荷载的条件；

(5)边坡的补水情况；

3、基于ADINA的某边坡在地震作用下稳定性分析

本例为一个两层的边坡，土的参数如表1所示，在ADINA中，该模型被划分为831个节点和250个四边形单元。边界条件为底部是固定的，两侧土体的水平位移是固定的，边坡用锚杆进行加固。分析中对该模型施加重力荷载和地震波。地震波形分别采用如图1所示。

表1土的参数表

图1地震波形图

模型网格划分如图2所示。

3.1地震荷载作用时边坡主应力分析

对地震荷作用前后边坡主应力进行分析，进行竖向位移分析，得出地震前、后边坡的主应力和剪应力云图。图3为地震作用引起的边坡主应力分布云图，图4为地震作用引起的边坡剪应力分布云图。

图2网格划分图

(a) 地震前主应力

(b) 地震后主应力

图3 地震前后边坡主应力云图

通过分析两种应力云图可以发现，基坑边坡面附近的应力迹线均明显偏转，表现为最大主应力与边坡面近于平行，并向坡体内部逐渐恢复成初始应力状态。由于边坡的应力重分布，在坡面附近产生应力集中带。不同部位其应力状态是不同的，在坡脚附行坡面的切向应力显著升高，而垂直坡面的径向应力显著降低，由于应力差大，

于是就形成了最大剪应力增高带，容易发生剪切

（b）地震前剪应力

（b）地震后剪应力

图4地震前后边坡剪应力云图

破坏。在坡肩最大剪应力增高带，容易发生剪切破坏。在坡肩附近,在一定条件下坡面径向应力和坡顶切向应力向拉应力转化，形成拉应力带。因此，坡肩附近最易形成拉裂破坏。此次模拟边坡一次开挖成型，开挖过程中，基坑边坡并没有发生损伤。

3.2地震荷载作用时位移分析

（a） 地震前边坡土体竖向位移

(b) 地震后边坡土体竖向位移

图5地震作用前、后边坡土体竖向位移云图

对比图5中（a）和（b）两幅图，可知地震作用改变了边坡土体竖向位移场的分布。地震荷载作用使得边坡坡面处产生不均匀位移，自坡顶至坡脚处位移逐渐减小。

4结论

（1）从边坡稳定性概念入手，介绍了边坡稳定性分析的基本理论，分析了边坡稳定性的影响因素，提出了边坡稳定性的处理措施；

（2）利用大型有限元分析软件ADINA，对地震荷载作用下某深基坑边坡稳定性分析进行数值模拟。数值模拟结果表明：地震荷载作用后基坑边坡面附近的主应力迹线均明显偏转，易形成剪应力增高带，从而使边坡产生剪切破坏。地震荷载也引起了边坡的位移重新分布，在边坡稳定性分析中，地震荷载引起的边坡失稳不容忽略。

参考文献

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篇(6)

论文摘要：土钉墙支护是通过土钉技术的加固使其成为一个复合挡土结构。尽管该技术应用较为广泛，但其理论研究却落后于工程实践，特别是对于土钉支护软弱岩质边坡工程的研究则更少，因此，本文通过分析土钉墙支护的特点，针对边坡支护的机理，从施工材料及机具的准备，到施工工艺及质量控制的相关技术进行探讨，以期充分发挥土体的空间支护作用，使边坡位移和变形及时得到约束限制。

1 土钉墙支护的特点

土钉墙支护法，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向土层表面，在喷层与土层间产生“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统；喷层与嵌固层同具有保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗等作用。土钉的特殊控压注浆可使被加固介质物理力学性能大为改善并使之成为一种新地质体，其内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端同喷网面层联为-体，可把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除。钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效地调整喷层与土钉内应力分布。

2 土钉墙边坡支护的机理

土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样，土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区，由于很密的土钉锚杆的作用，滑移面不可能出现在加固区，只能产生于非加固区，从而使滑移面远离边坡，达到稳定边坡的目的，加固区的整体稳定，包括加固区抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决，土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。

2.1 锚固作用

密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围的土体变形。①土钉不需要施加预应力，而是在土体发生变形后使其承受拉力工作；②土钉支护在边坡中比较密集，起到了加筋的作用，提高了土的强度，为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触，其荷载传递沿整个土体进行。

2.2 土钉浆孔对土体的挤密作用

由于土钉锚杆的密度比较大，挤密作用的影响也较大，使加固区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体，其结构类似重力式挡土墙，个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。

2.3 护坡作用

土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中，土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。

2.4 土钉受力及规模

一般锚杆长度在15～45m之间，直径较大，锚杆所承受的荷载可达400kN以上，某些预应力锚索设计荷载更可达3000kN。其端部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏；而土钉长度一般为3～10m，浆体直径100 mm左右，一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷一般在100kN以下，面层结构较简单，利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。

目前国内土钉支护结构主要用在建筑基坑支护上，用于公路边坡支护的较少。这主要是因为基坑深度不大，一般不超过20m。但是山区，道路路堑边坡很高，原来的力学平衡破坏严重，产生的滑坡推力每延米可达1000kN以上，采用土钉支护结构则难以满足要求。对于一些滑坡推力小的土石质路堑边坡，仍可采用土钉支护，既节省投资，也能缩短工期，具有明显的优势。一些缺乏稳定性的高路堤或挡土墙也可以采用土钉支护加固，但还有待于我们改进土钉支护技术，使其优点发挥在整个边坡支护中。

3 土钉墙边坡支护的施工材料及机具

3.1 原材料

土钉钢筋使用前应拉直、除锈、涂油；选用P·032.5普通硅酸盐水泥；采用干净的中粗砂，含泥量小于5％；采用干净的圆砾，粒径2～4 mm；使用速凝剂，应做与水泥相容性试验及水泥浆凝结效果试验。

3.2 施工机具

土钉成孔机具根据土质和现场环境条件选用(冲击钻、螺旋钻、风枪或洛阳铲等)能完成设计要求的有效机具；注浆泵选用孔口压力大于0.1MPa的泥浆泵；混凝土喷射机应密封良好，输送连续均匀，输送水平距离不小于60m，垂直距离不小于10m；空压机应满足喷射机工作压和耗风量的要求；搅拌方法采用现场人工拌和或混凝土搅拌机搅拌。

4 土钉墙边坡支护的施工工艺

土钉墙的施工流程为：挖土整理坡面初喷打孔眼插杆灌注挂网复喷。

4.1 开挖整理坡面

土钉支护是分层进行的，因此挖土深度不能超过设计深度，同时要保证坡角达到设计要求的78°～80°，坡面平整光滑，坡角未达到设计要求的则要进行专门修整。

4.2 初喷

为使挖好的坡面不产生垮塌，凡挖好的坡面需立即进行混凝土喷射，以使表层固结。其混凝土材料的配合比为水泥：石子=1.5:1.5，水灰比=0.5～0.6。

4.3 钻孔

采用人工机械一起作用的方法，钻孔下倾角度为15°～25°，采用风钻的方法进行，人工挖工用的是洛阳铲，两人一组。

4.4 插杆与灌浆

成孔后按设计要求插入直径中22mm加筋杆，加筋杆每1.5m焊接直径110mm的扶正环，起导正作用。在插筋的同时，用加筋杆将注浆管(直径1.5in)带进离孔底0.3m的地方，然后进行灌注，注浆材料的配合比为水泥：砂子=1:2。水灰比=0.4～0.5。孔内一定要灌满，不能形成空洞和孔隙。

4.5 挂网

上道工序完工后，按设计要求，将直径中6mm的钢筋，按30cm×30cm的网距焊接，固定于坡面之上；同时，在危险坡上的土钉之间用金属件(如槽钢等)连接在一起，以进一步加强支护强度。

4.6 复喷

挂网后，整个坡面复喷混凝土，其喷射厚度达到设计要求。

5 土钉墙边坡支护的施工质量控制

5.1 原材料控制

采购的各种材料必须满足规范及设计要求，必须选择清洁、坚硬、耐久的材料，禁止使用含有达到有害量的废物、泥、盐类、有机物等的不合格材料；选择的混合剂不能对水泥的凝固、水化作用产生有害的影响。

5.2 施工工艺控制

土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计布置。作土钉用的钢筋，使用前须除锈矫直，安装位置距孔眼中心，钢筋插入深度不得小于设计要求的90%，安装后不得敲击、碰撞。灌浆用的砂浆应拌和均匀，随用随拌，孔眼在灌浆前用风吹净，灌浆时从孔底开始，连续均匀的进行。挂钢筋网前必须将坡面清理平顺使钢筋网紧靠坡面钢筋网与土钉的联接必须牢固可靠。喷射混凝上的配合比必须经试验确定喷射混凝上宜随拌随用。分层喷射混凝土时后层混凝土应在前层混凝土终凝后进行，如超终凝1小时以上时，则受喷面必须用水、风清洗；喷头应与受喷面垂自其间距以0.6-1.2m为宜。喷头应连续、缓慢横向移动喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终凝2h后及时进行湿润养护，养护时间不得少于l4天。

结束语

土钉墙施工成功解决了基坑边坡的强度及稳定性问题，保证了施工的安全。此外，由于土钉墙能充分利用土体的自承能力的特点，与喷锚支护相比，其造价低，施工方便。因此在条件允许的情况下，采用土钉墙支护，可以大大节省投资。土钉墙施工周期短，与挖土同时进行，很少占用独立工期。挖土与土钉支护都分层分块施工，充分发挥土体的空间支护作用，并在开挖后几个小时内封闭，使边坡位移和变形及时得到约束限制。

参考文献

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关键词：高速公路; 滑坡; 防治; 实例分析

中图分类号：U412文献标识码： A

0 引言

在山区高速公路建设过程中，必然不可避免地会造成山体临空面而呈现不稳定的状态，同时在外界环境如地震、降雨、工程震动、人类生产活动等因素下劣化岩体性质，从而引起山体边坡病害，影响路面行车安全。随着交通事业的不断发展，出现的边坡数量及规模给工程界提出了较大的挑战，因此系统研究边坡稳定性分析与治理技术便迫在眉睫。我国公路边坡病害治理技术可分为五大类：坡率法、排水、防护、支挡和加固，在工程实践中往往是几种处治方法同时采用，融合各优点，使处治效果达到最优。

1 滑坡的分类

对滑坡进行分类，可更好地了解滑坡的性质及发展情况，但由于地域差异性及形成滑坡作用因素复杂，因此根据不同的工程目的有区别地进行分类。按照不同角度进行滑坡分类，根据我国的滑坡类型可有如下的滑坡划分：

按滑坡体的体积可划分为小型滑坡（小于10×104立方米）、中型滑坡（10×104-100×104立方米）、大型滑坡（100×104-1000×104立方米）及特大型滑坡（大于1000×104立方米）。

按滑坡的滑动速度划分可划分为蠕动型滑坡（需借助精密仪器才能发现的滑坡）、慢速滑坡（可用肉眼发现其滑动的变化，但每天的滑动距离较小，仅几厘米至十几厘米）、中速滑坡（每小时可滑动数十厘米至数米）及高速滑坡（每秒可滑动数米至数十米）。

按滑坡体的度物质组成和滑坡与地质构造关系划分为覆盖层滑坡（粘性土滑坡、黄土滑坡、碎石滑坡、风化壳滑坡）、基岩滑坡（又可分为均质滑坡、顺层滑坡、切层滑坡）、顺层滑坡（沿层面滑动或沿基岩面滑动的滑坡）及特殊滑坡（融冻滑坡、陷落滑坡等）。

按滑坡体的厚度划分浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡与超深层滑坡。

按形成的年代划分为新滑坡、古滑坡、老滑坡与发育滑坡。

按力学条件划分牵引式滑坡与推动式滑坡。按物质组成划分土质滑坡与岩质滑坡。

按滑动面与岩体结构面之间的关系划分同类土滑坡、顺层滑坡及层滑坡。

2 滑坡处治常用技术

2.1 坡率法

坡率法为边坡工程中最常见的治理方法，坡率法即是通过对坡体削方或在边坡坡脚堆积重物以将滑动力削弱两种方式，通过改变原边坡体的坡率（一般为减小）而增加边坡的稳定性，使其具有足够的安全储能。采用坡率法是一种原理简单、设计施工简便的加固治理方法，并且在边坡处治方案比选中造价相对较低，因而在边坡治理工程中常作为首选方案。但坡率法也有一定的局限性，如过多削坡致使土方量增加与破坏环境及人文景观，对施工空间受限的工地更加不宜采用。

2.2 排水法

水是边坡病害的重要原因之一，因此对水的处治是防治边坡病害的首要任务。常用水处理方法是通过设置截水沟、排水沟及跌槽等防止地表水入渗破坏边坡，应及时疏干导流坡体内的地下水以保证边坡的稳定性，具体一些排水技术有仰斜式排水孔、渗沟、支撑盲沟、截排水管道、排水沟及截水沟等。由于水与边坡病害的密切联系性，因此排水是边坡工程必不可少的工程之一，在实际边坡工程中当应地制宜，选取适当的排水技术。

2.3 防护法

进行坡面防护也是边坡工程常用处治方法，边坡防护主要为保护边坡表面使其尽量不受雨水冲刷而带来的破坏影响，以阻止或减缓环境对边坡体的风化、剥蚀。常用的防护技术有植被防护、抹面防护、圬工防护以及格栅防护，在工程实际中也常采用

2.4 支挡加固法

在潜在滑坡段通过设置挡土墙、钢筋网拦网及抗滑桩等措施对不稳定的公路边坡进行支挡，是常见的边坡加固处治的方法之一，这属于被动防护方法。在常用的抗滑支挡技术主要有抗滑挡土墙、抗滑桩等，目前也兴起了管棚、半隧道衬砌形式挡土结构等新支挡加固结构及新型加固材料。

2.5 注浆加固

注浆加固是通过压力注浆时浆液深入岩土体中，通过浆液良好的黏结作用时离散岩土体形成较好的整体性。压力注浆在隧道围岩加固、边坡岩体加固及混凝土损伤结构维修加固中应用广泛并形成了较好的理论应用体系。

3 滑坡治理工程实例分析

3.1工程简介

国道G319泸溪K1564+900-K1613+600段，沿线路基地质情况复杂，且多为沿河路段，目前局部路段出现不同程度的边坡崩塌，对路面的行车安全和道路的正常使用造成极大影响。在2012年7月17日，因特大暴雨侵袭导致K1564+900-K1565+000左侧山体大面积滑坡；2012年12月7日，K1587+815-K1587+900处发生山体崩塌；因此需对国道G319泸溪K1564+900-K1613+600段地质灾害多发段的进行稳定性分析处治设计。该段边坡岩性为强风化砾岩，坡高大约30m，坡长100m，走向为260°。坡顶种植土厚0 m ~0.3m，全风化层厚度2 m ~4m，下为强风化薄～中厚层状砂质板岩，岩层产状为355°～360°∠36°～60°，岩层产状，尤其是岩层倾角，变化较大，岩体较破碎。因遭受特大暴雨的侵袭而导致该路段山体发生大面积的滑坡，滑坡体顶端裂缝长度100m，滑动体坡长85m，边坡长度为125m，坡面面积为7850 m2，最大坡高为34 m。滑体前缘产生推移，后缘土体沉陷开裂，中部产生多处裂缝，原路堑挡土墙被推跨，滑坡范围内两栋房屋背面靠山面被滑移土体填至二层。

3.2 滑坡形成原因分析

本路段处于人工边坡相对较陡地段，斜坡上的岩土体结构松散，具有高压缩性及强透水性，而大气降水入渗使地下水位升高，增大了地下水静水压水。岩土体含水量也同时增加，增大了重度及稠度，在入渗水的作用下，降低了松散填土层与基岩接触面的凝聚力和摩擦力，斜坡应力平衡受到了破坏，从而决定了该地段斜坡为不稳定斜坡，容易产生滑坡。

3.3 处理措施

2012年7月17日发生边坡滑坡后，已采取了应急处理措施，清除堆积路面的土石方，修筑警示墩。根据《G319泸溪段K1564+900-K1565+000段左侧滑坡工程地质报告》（湖南省湘西工程勘察院）中结论，该段为一浅层牵引式小型岩土质滑坡，滑床为中风化炭质页岩，滑体成为主要为红黏土与强风化炭质页岩，滑动面（带）埋深一般3.0~7.0m。滑坡体滑坡规模33943m3，滑动方向为295°。为防止滑坡继续产生而造成破坏，本次设计采用在不扰动山坡主体的情况下，在离坡脚约3m处清理出工作面，设置净间距为1.5m的Φ100cm抗滑桩一排，并在坡脚设置路堑挡土墙。

结论

通过对沿线边坡进行分析，可掌握其稳定性情况及可能潜在的滑动状态，从而通过采取一定的措施进行处治。在滑坡处治前，应实地调查，分析其滑坡生成的条件、滑坡类型，在此基础上针对性地提出相应治理方案。

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附录：

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