矿山岩土工程施工中抗滑桩支护加固技术分析论文

2023-12-07 09:32:19 来源: 作者:xieshijia
摘要:针对矿山岩土工程施工中抗滑桩支护加固技术展开探讨,从滑坡影响因素和防治措施入手,明确了抗滑桩类型以及应用效果要求,采用案例分析法,有针对性地提出了抗滑桩治理方案,最后,总结了实际应用中存在的主要问题,并提出了相应保障对策。根据研究结果可知,抗滑桩支护加固技术有着较好的抗滑效果,实际应用过程中应加强对于滑坡因素的分析,采取有效保障措施,以此确保施工安全。
摘要:针对矿山岩土工程施工中抗滑桩支护加固技术展开探讨,从滑坡影响因素和防治措施入手,明确了抗滑桩类型以及应用效果要求,采用案例分析法,有针对性地提出了抗滑桩治理方案,最后,总结了实际应用中存在的主要问题,并提出了相应保障对策。根据研究结果可知,抗滑桩支护加固技术有着较好的抗滑效果,实际应用过程中应加强对于滑坡因素的分析,采取有效保障措施,以此确保施工安全。
关键词:矿山岩土工程;施工;抗滑桩支护;加固技术
基于我国地质特点,矿山岩土工程施工过程中经常会出现滑坡事故,影响施工安全,在此情况之下,抗滑桩支护加固技术由于加固效果较好,得到了广泛运用。该技术措施具备一定的复杂性和专业性,涉及物理、力学等方面的知识。因此,为保障矿山岩土工程施工安全,强化技术应用效果,加强对于抗滑桩支护加固技术的分析和探讨是十分有必要的。
1滑坡分析
1.1滑坡影响因素
影响矿山稳定性、造成滑坡的主要因素来源于以下几个方面:第一,地形地貌特征以及地质构造。通常地形越复杂,地质构造越复杂,实际施工难度相对就更大,矿体稳定性也会偏低,因此,需要相关工作人员根据实际现场情况和地质特点,合理选择相应加固技术措施。第二,气候环境。气候环境具有突发性特点,恶劣的天气容易使得原本较为稳定的矿体发生滑坡事故。如降雨量较多、积水面积较大等,在雨水冲刷和下渗的情况下,造成矿体失稳,进而引发滑坡事故。第三,岩体结构。常见的岩石包括结构面和结构体两个部分,结构体是由多个结构面组成的,岩石则是由多个结构体组成的,而受到结构面之间胶结情况、分布情况的影响,导致不同结构体之间难以充分融合,使得岩体稳定性较差。第四,人为因素。矿山岩土工程施工过程中,会对矿体产生极大的影响,增加矿体坡度以及顶部荷载,导致矿体不堪重负,进而造成滑坡事故。
1.2滑坡防治措施
滑坡防治的主要目的在于降低滑坡下滑力,增加土体的抗滑能力,进而达到保护边坡的效果。当前常见的滑坡方式措施大体上可分为以下两种类型:其一,为几何防滑措施,指的是通过削减下滑段,增加阻滑段的重量,调整断面形状、边坡坡度等,以此避免滑坡事故的发生。其二,为水文地质措施,通常情况下,滑坡事故会发生在雨季,在雨水冲刷和下渗的作用下导致土体滑动,对此,可加强地表排水、地下疏干,同时运用支挡结构等方式进行防滑处理。
2抗滑桩支护加固技术类型及应用效果
2.1抗滑桩支护类型
抗滑桩支护加固技术的主要原理为通过抗滑桩将滑坡推力传递给下部侧向土体,稳定地表层,并通过抗滑桩抵抗土体下滑的作用力。抗滑桩包括以下几种类型:第一,单排抗滑桩,这种类型的抗滑桩结构相对简单,应用广泛,与梁结构有异曲同工之处,能够实现滑体下滑推力的有效传递,减少下滑力,进而增强边坡稳定性;第二,椅式桩墙,该类型的抗滑桩主要是依靠拱板抵抗下滑力,将滑体的下推力传递到内外部桩体上,通过钢承台和桩体构建框架,该类型的抗滑桩能够承受巨大的下滑推力以及弯矩,有效保障边坡稳定;第三,门型钢架柱,该支护形式是通过内部桩体承受拉力、外部桩体承受压力的方式,维持边坡稳定;第四,排架抗滑桩,该技术措施与门型钢架柱相似,主要是通过内外受力平衡保障边坡稳定的。
2.2抗滑桩应用效果
抗滑桩支护加固技术的应用应满足以下效果:第一,抗滑桩的安全系数应符合规范标准要求,同时滑体推力传递的过程中,应确保滑体高度在桩顶以下,并控制在桩边范围内,以免滑体从桩边挤出,影响抗滑效果;第二,确保桩基承受力与滑体变形处于允许范围内,以免超过地层最大压应力,影响抗滑效果;第三,桩身应符合强度以及稳定性标准,设施阻滑段,确保桩应力以及变形情况满足现场防滑需求。
3矿山岩土工程实例分析
3.1工程概况
本文以某矿山岩土工程项目为例,针对抗滑桩支护加固技术的应用展开研究。案例项目中厂区内道路左侧山坡,受到雨水冲刷影响,逐渐破坏,不仅坡顶建设的生产用房墙体已经出现开裂情况,而且墙壁内侧道路也发生了严重沉降,周围地面产生了裂缝,建筑设施出现不同程度的沉降。在发生滑坡事故后,经过现场勘查以及评估分析,采取了紧急抢险措施,将滑坡范围使用围栏遮挡,封闭部分道路,通过坡脚反压、道路填平等措施进行初步处理,同时加强排水。为避免滑坡进一步发展,威胁现场施工安全以及行车安全,决定进一步采取相应滑坡治理措施。
经过现场勘查分析,发现场地地层结构较为复杂,不仅包括人工填土、黏性土、卵砾石、中粗砂,还包括粉质黏土等,其中滑带土主要由黏性土组成,包含20%左右的砾石,此区域土壤整体呈现较为湿润、松散的状态,厚度在0.2m~0.4m左右。
3.2滑坡因素分析
通过对案例工程项目实际情况的勘察和分析发现,造成此次滑坡事故的主要因素包括以下几个方面。
第一,滑坡体主要由冲积层和人工填土构成,整个滑体平均厚度在6.4m左右,东西方向长度约为72m,南北向宽度约为44m,滑坡后缘高程大约在130m~131m之间,前后缘高差在21m~26m左右。整个滑坡体结构组成决定了其在受到雨水冲刷的情况下,十分容易发生滑坡事故。
第二,滑坡壁位于滑坡后缘的位置,露出地层的部分主要由人工填土组成,其倾斜角高达80°,错落高度也在0.6m以上。
第三,滑动面是冲基层与下伏地层的交接位置,整体呈现为折线形结构,地势为东高西低。
第四,滑动带由黏性土、砾石组成,平均厚度在0.3m左右。
第五,滑坡床主要由强风化泥岩层、粉质黏土、卵石、粗砂砾构成。
第六,滑坡裂缝,根据勘察结果可知,滑坡体的中上部存在大量张拉和剪切裂缝。
3.3抗滑桩治理方案
根据现场实际情况以及相关规范标准要求,对滑坡自重以及暴雨工况进行计算,其中自重工况安全系数在1.25以上,自重加暴雨工况安全系数在1.15以上,滑坡黏聚力取值10kPa,滑面摩擦角取值10°。借助相应计算软件,计算正常工况和暴雨工况下的滑体剩余下滑力,以最不利工况为准,展开抗滑桩的位置设计。经过计算研究发现,最不利工况下,暴雨工况剩余下滑力为5873kN,下滑力角为8.22°。结合现场实际情况,以及工作经验,对多种方案进行比选分析,最终决定选用锚拉抗滑桩。要求桩顶平台宽度为10m,放坡比为1:2,反压土区设置在抗滑桩前16m的位置,并设置矮挡土,以此确保抗滑效果。
3.4抗滑桩支护加固要点
结合案例工程项目实际情况,抗滑桩支护加固施工主要包括边坡支护和坡面支护两个部分。边坡支护的主要工序包括定位放线、监测点设置、初始值采集、灌注桩施工、梁冠施工、土方开挖、桩间土处理以及锚索施工等。坡面支护的主要工序包括定位放线、变形观测点设置、初始观测、截水沟设置、周围建筑设施迁移,以及坡面修整、格构梁施工、排水沟施工等。详细施工技术要点如下。
第一,科学选择桩型。结合案例工程项目实际情况和特点,由于现场已经发生了滑坡事故,仍然存在滑坡风险,为保障施工安全,不应选用人工挖孔桩方式,因此,采用了施工速度较快,更为安全的旋挖措施。根据设计方案,采用10m宽的桩后平台,将其作为机械设备施工场地。综上,根据现场限制以及旋挖特点,决定选用圆形抗滑桩。
第二,锚拉抗滑桩结构设计。结合现场勘查情况以及设计方案,计算得到抗滑桩的长度为诶2000mm,材质为钻孔灌注桩,并通过在桩体顶部设置冠梁的方式增强抗滑桩的稳定性。顶部两天的尺寸为1000×600mm。并在冠梁顶部下方2.5m的位置上设置预应力锚索,共计两排,上方设置6根锚索,长度为29m,下方设置7根锚索,长度为28m。
第三,坡面支护。为防止出现二次滑坡事故,还需要进一步对坡面进行支护处理,采用上部锚杆加格构梁的方式,格构梁横纵间距为2500mm和2000mm,并加设麦克垫,以此避免水土过度流失,影响边坡稳定性。
第四,截、排水处理。为保障抗滑支护效果,避免雨水冲刷带来严重滑坡问题,还应进一步采取相应截、排水措施,边坡顶部设置截水沟,反压区设置排水沟,并根据当地降水特点,计算截水沟和排水沟的大小。
4矿山岩土工程施工中抗滑桩支护加固技术应用问题
经过对案例工程的分析以及实际技术应用过程的总结探讨,发现实际运用抗滑桩技术的过程中,存在较为突出的问题,对于矿山岩土工程施工安全产生了较大影响,严重威胁着现场工作人员的生命财产安全。经分析发现,造成抗滑桩支护加固技术应用不到位的主要原因包括以下几个方面。
4.1基坑勘察不到位
矿山岩土工程本身对于山体结构影响较大,施工过程中存在较大风险。但在实际应用抗滑桩支护加固技术的过程中,存在前期勘察工作不到位,数据信息采集不全面、可靠性不足、完整性较低的情况,尤其是对于水文地质等基础数据信息的精准性存疑。抗滑桩支护技术的应用,需要结合现场实际情况、滑体特点、地质结构等,合理进行桩体类型的选择以及桩体规格的设计和计算,若基础数据信息不准确,就会直接导致抗滑桩的设计不符合工程项目抗滑要求,难以保障现场施工安全。造成基坑勘察不到位的主要原因为相关工作人员缺乏对于基础勘察工作的重视,导致工程信息采集工作浮于表面,甚至存在捏造数据信息的情况,不仅会造成严重经济损失,甚至还可能会导致人员伤亡,其影响和危害是巨大的。
4.2力学参数不准确
力学参数计算是应用抗滑桩支护加固技术过程中的重要环节。若计算力学参数的过程中,出现误差问题,将会直接影响技术运用的效果。尤其是在规模相对较小的矿山岩土工程项目当中,力学参数计算不准确、选择不合理,就会导致实际施工情况与设计要求之间存在较大出入,甚至需要进行工程变更或者返工。部分设计人员缺乏对于力学参数的重视,甚至存在为应付检查工作,随意选择参数的情况,给抗滑桩支护加固技术的运用埋下极大安全隐患。
4.3技术水平待提升
不同矿山岩土工程项目实际情况存在明显差异,不仅地形地势不同,而且地质节后、水文条件各异,而抗滑桩支护技术其本身具有极强的针对性,需要根据不同施工现场实际情况,科学进行抗滑桩施工方案的设计,才能够保障该技术措施应用的有效性和合理性。这也在一定程度上表明了该技术措施的专业性、技术性较强。但就当前矿山岩土工程中,抗滑桩支护技术应用实际情况来看,技术水平仍然有待提升,相关施工人员对于技术措施的理解不到位,实际施工经验不足的情况比比皆是,甚至存在施工过程中不按照设计方案作业的情况,这不仅会影响整体支护加固效果,还会危险现场工作人员的生命财产安全。
5矿山岩土工程施工中抗滑桩支护加固技术应用对策
5.1加强前期地质勘察
前期地质卡勘察作为矿山岩土工程施工中的重要环节,对于后续施工安全有着直接影响,若由于前期勘察不到位,导致施工过程中发生边坡失稳的情况,不仅会影响矿山施工的顺利推进,还会造成人员伤亡,给企业带来极大的经济损失。案例工程项目就是一个很好的例子,由于前期勘察不到位,导致施工过程中出现滑坡事故,严重影响了矿山工程的推进。除此之外,值得注意的是,抗滑桩支护加固技术的主要应用目的在于提高边坡的稳定性,避免出现滑坡事故,保障现场工作人员的生命财产安全。在实际应用该技术的过程中,需要根据现场实际情况、水文地质特点等,科学进行抗滑桩支护方案的设计和分析,以此保障抗滑效果,若前期地质勘查不到位,将会导致抗滑桩失去自身作用。
因此,在实际施工过程中,应结合相关行业标准,针对施工现场实际水文地质情况展开详细勘察,主要勘察内容包括现场地形、地貌、地势、地质构造、岩体结构、水文情况以及气候特征等,同时应加强对于滑坡体、滑坡壁、滑动面、滑动带滑坡床和滑坡裂缝的勘察分析,明确产生滑坡的主要因素。确保勘察结果准确、可靠、全面,为后续施工作业以及支护方案的设计研究提供科学支持。
5.2科学计算相关参数
加强对于力学参数的控制和研究,是保障抗滑桩支护效果的前提基础。对此,在实际进行抗滑桩计算的过程中,应着重加强对于以下几个方面的重视:第一,根据勘察结果,计算正常工况时的滑坡自重以及暴雨等特殊工况下的滑坡自重,明确不同工况下的安全系数;第二,结合勘察报告,计算滑面黏聚力、滑面摩擦角;第三,计算不同工况下滑块的剩余下滑力和下滑力角度,以此确定抗滑桩位置;第四,计算桩顶平台宽度、放坡比以及反压土区位置;第五,结合桩型选择,计算抗滑桩规格、冠梁尺寸,以及预应力锚索的规格数量;第六,结合地形地势特点以及施工区域降雨特征,计算截水沟、排水沟规格,确保截水沟和排水沟设计尺寸符合施工区域暴雨强度设计要求,全面保障参数计算科学合理,有效指导实际施工,保障技术运用效果。
5.3强化施工人员管理
施工人员的技术水平和实践操作能力,关乎着抗滑桩支护加固技术的应用效果。对此,应加强提升施工人员综合素质能力:第一,做好技术交底工作,确保施工人员明确实际施工内容、施工要点、规范要求以及质量规范,促使其能够严格按照设计要求和技术标准展开施工作业,保障施工操作的熟练度;第二,加强安全责任教育,强化提升现场施工人员的安全责任意识,加强对于抗滑桩支护施工的重视,提升施工人员的职业道德素养;第三,充分发挥组织领导作用,做好安全管理建设,定期进行现场施工巡查工作,促使施工人员能够时刻保持警惕,肩负起自身的岗位职责。
6结语
综上所述,本文以实际矿山岩土工程项目为例,着重探讨了抗滑桩技术应用要点和流程。根据分析结果可知,矿山岩土工程施工中抗滑桩支护加固技术的专业性、针对性较强,在实际应用该技术措施的过程中,应加强对于前期勘察工作以及滑体结构特点的重视和研究,明确产生滑坡的主要影响因素,并在此基础上科学选择抗滑桩形式,准确计算相关力学参数,着重提升施工人员的技术水平和实践能力,以此全面确保抗滑桩加固技术应用效果。相信随着对抗滑桩支护加固技术的深入研究和探讨,矿山岩土工程施工安全质量将会得到更好的保障。
