边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介.doc

边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介第一节支挡结构的发展和展望支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构,是用来支撑、加固填土或山坡土体、防止坍滑以保持其稳定的一种建筑物。在铁路、公路路基工程中、支挡结构主要用于承受土体侧向土压力,它被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等,近几年在高速铁路建设工程中,在软土或松软土地基地段也采用了一种新型的路基桩板结构,用来支承铁路上部结构和路堤填方。在水利、矿场、房屋建筑等工程中,支挡结构主要用于加固山坡、基坑边坡和河流岸壁的稳定等。当以上工程或其它岩土工程遇到不良地质灾害时,支挡结构主要用于加固或拦挡不良地质体。例如,加固滑坡、崩塌、岩堆体,拦挡落石、泥石流等。支挡结构是岩土工程中的一个重要组成部分,随着我国国民经济水平的提高,基本建设的不断发展,支挡结构技术水平的提高以及减少环境破坏、节约用地观念的加强等,支挡结构在岩土工程中的使用越来越广泛,特别是在铁路、公路路基及建筑基础工程中所占的比重也越来越大。一、重力式挡土墙由于我国在一些地区石料来源丰富,就地取材方便,再加上施工方法简单,因此,在过去很长一段时间内,石砌的重力式挡土墙是我国岩土工程中广泛采用的主要支挡结构。这种挡土墙形式简单,设计一般采用库仑土压力理论,当墙体向外变形墙后土体达到主动土压力状态时,假定土中主动土压滑动面为平面并按滑动土楔的极限平衡条件来求算主动土压力。在侧向土压力作用下,重力式挡土墙的稳定性主要靠墙身的自重来维持,墙身一般采用浆砌片石来砌筑,有时也用混凝土灌注。上世纪五十年代为适应西南山区地形陡峻的特点,出现了我国独创的衡重式挡土墙。衡重式挡土墙最初在宝(鸡)成(都)铁路广元至略阳段使用。1959年,铁道部第二勘测设计院在西安召开的全国坍方滑坡会议上介绍了这种挡墙新形式,得到了大会的赞许,以后在铁路路基工程中逐步推广,又由铁道部科学研究院、专业设计院、铁二院等单位联合开展了科研攻关,完善了衡重式挡墙按第二破裂面计算的理论,编制了有关的标准图,加快了在铁路系统全路的推广。衡重式挡土墙是我国山区铁路应用较广泛的一种挡墙形式,并已在公路等其他行业中得到推广运用。上世纪九十年代及本世纪第一个十年是我国道路建设飞速发展的年代,特别是铁路运营速度的不断提高,运营安全受到社会广泛关注,铁路挡土墙的强度安全也受到进一步的重视。以往由于挡土墙需要大量的浆砌片石,其砂浆质量及墙的整体砌筑质量不易保证,出于保证挡土墙质量的目的,2006年《铁路路基支挡结构设计规范》修编时明确规定:“重力式挡土墙墙身材料应采用混凝土或片石混凝土”。因此近几年来,铁路主要干线的重力式挡土墙材料均已采用混凝土或片石混凝土图1-1重力式挡土墙和衡重式挡土墙二、新型支挡结构长期以来重力式挡土墙在支挡工程中一直占有主导地位,但由于其截面大、圬工数量多、施工进度慢,在地形困难地段,应用不便,其使用上的缺点也是明显的。因此,研究、引进、推广新型轻型支挡结构,一直是岩土工程技术人员在工程实践中的一个主要内容。上世纪五、六十年代,水利、铁道、公路、建筑等部门就开始引进推广锚杆挡土墙、桩基挡土墙等钢筋混凝土挡土结构,取得了一定的进展,成(都)昆(明)铁路大力推广运用新结构就是一典型实例。成昆铁路修建时,铁道部集中了全路科研精英以及部分其他系统的专家,组成五十多个新技术战斗组,开展线路、桥梁、隧道、路基等各专业的新技术攻关,其科研成果《在复杂地质、艰险山区修建成昆铁路新技术》获得了国家科技进步特等奖。支挡工程方面,成昆线大力推广了锚杆挡土墙、桩基挡土墙、托盘式路基墙、挖孔抗滑桩等,为支挡工程的新型化跨出了一大步。但由于当时我国总体经济技术水平还比较落后,新型支挡结构的进展也较缓慢。近二十年多来,随着我国国民经济的不断发展,机械、材料工业水平及岩土加固技术水平的不断提高,我国岩土工程中支挡技术水平也获得了迅速发展,支挡结构形式也从过去单纯靠重力维持平衡的挡土墙,发展为采用支撑、土筋复合结构以及锚固技术等多种新开始引进锚杆技术,最初在煤炭系统中使用,随后又在水利、铁道、建筑、国防工程中逐渐推广。1966年铁路部门在成昆铁路上首次将锚杆挡土墙用来加固边坡,成昆铁路共修建小锚杆(锚孔直径为40~50mm)挡土墙14处、大锚杆(锚孔直径为100~150mm)挡土墙3处,总长度为1029m。锚杆类型为灌浆楔缝式、灌浆钢筋束等,最大墙高为16m。继而在川黔、湘黔、太焦、京九、南昆铁路等线上推广运用锚杆挡土墙,例如,衡(阳)广(州)复线旧横石车站的整体肋板式锚杆挡土墙(长119m,高10m)等,使用效果都很良好。铁道部1990年将锚杆挡土墙纳入《铁路路基支挡结构设计规则》中,并编制了相应的标准图供设计中运用,加速了这种结构