[会议]《岩土工程1000问》一书限期征稿!!! [复制链接]

六、边坡工程设计与施工100问 jcH@*c=%e  
问：边坡工程地质勘探手段有哪些？ $Gn.G_"v  
答：仅通过工程地质测绘是难于查明边坡的工程地质条件的，所以在边坡的工程地质勘察中必须采用地质勘探工作。边坡工程地质勘探工作的首要任务就是要全面查明边坡的工程地质条件，包括地质构造、地貌特征及其成因、滑动面形状特征以及水文地质条件，其次就是为测定边坡岩土的物理力学性质、地下水运动规律准备条件。勘探的主要手段有钻探、探井、探槽和物探等。 !Brtao"m  
    1)钻探 \INH[X#>  
    通过钻探，可揭示边坡各地层的厚度、位置、产状。根据钻孔取芯试样的分析，可进一步确定出各地层的物质成分、物理力学性质。为鉴别和划分地层，钻孔直径不宜过小，须满足试验对取样尺寸的要求。 v\0G`&^1  
    2)探井 L"L3n,%F  
    探井比钻探更直观、更能准确地揭示边坡各地层的厚度、位置、产状、结构组成情况。探井的深度受施工难易程度的限制，不及钻探所能达到的深度，成本也比钻探高得多。 c}x1-d8  
    3)探槽     yoi4w 7:  
    在边坡顶部滑动面边缘附近下部剪出口附近，滑动面位置较浅，可利用槽探手段揭示滑动面在边缘或剪出口部位处的形态特征及相应地层的情况。 jXcJ/g(X3  
    4)物探 bRC243]g*A  
    物探(又称地球物理勘探)应在工程地质测绘和钻探的相互配合下进行，可作为一种辅助性勘探手段。物探方法可根据工程要求、探测对象的地球物理特性和场地地形地质条件等因素确定。 ajbe7#}  
    选择物探方法时，应充分考虑边坡场地的地形起伏、表土层的均匀性和各向异性、场地附近有无对物探工作造成干扰的因素(如变电设备、高压电线、地下金属管道、机械振动)等场地条件的适宜性。 HDyf]2N*N  

问：边坡处治的常用措施 wAMg"ImJ  
答：1)放缓边坡 ^Fk;t  
    放缓边坡是边坡处治的常用措施之一，通常为首选措施。它的优点是施工简便、经济、安全可靠。 [ X*p [  
    边坡失稳破坏通常是由于边坡过高、坡度太陡所致。通过削坡，削掉一部份边坡不稳定岩土体，使边坡坡度放缓，稳定性提高。 KaIKb=4L|  
    2)支挡 vr!J3H f  
    支挡(挡墙、抗滑桩等)是边坡处治的基本措施。对于不稳定的边坡岩土体，使用支挡结构(挡墙、抗滑桩等)对其进行支挡，是一种较为可靠的处治手段。它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题，达到根治的目的。 F[qXIL)  
    3)加固 Z['.RF'`  
    (1)注浆加固 K/4@2vF  
    当边坡坡体较破碎、节理裂隙较发育时，可采用压力注浆这一手段，对边坡坡体进行加固。灌浆液在压力的作用下，通过钻孔壁周围切割的节理裂隙向四周渗透，对破碎边坡岩土体起到胶结作用，形成整体；此外，砂浆柱对破碎边坡岩土体起到螺栓连接作用，达到提高坡体整体性及稳定性的目的。 6K2e]r  
    注浆加固可对边坡进行深层加固。 5
<?Ah+1  
    (2)锚杆加固 $QX$rN  
    当边坡坡体破碎，或边坡地层软弱时，可打入一定数量的锚杆，对边坡进行加固。锚杆加固边坡的机理相当于螺栓的作用。 P-m_],  
    锚杆加固为一种中浅层加固手段。 :}Jx  
    (3)土钉加固 *0WVrM06?  
    对于软质岩石边坡或土质边坡，可向坡体内打入足够数量的土钉，对边坡起到加固作用。土钉加固边坡的机理类似于群锚的作用。 0SpB2>_  
    与锚杆相比，土钉加固具有“短”而“密”的特点，是一种浅层边坡加固技术。两者在设计计算理论上有所不同，但在施工工艺上是相似的。 AZ:7_4jz  
    (4)预应力锚索加固 Xj?Wvt  
    当边坡较高、坡体可能的潜在破裂面位置较深时，预应力锚索不失为一种较好的深层加固手段。目前，在高边坡的加固工程中，正逐渐发展成为一种趋势，被越来越多的人接受。 ;w{<1NH2+.  
    在高边坡加固工程中，与其他加固措施相比，预应力锚索具有： #86N !&x  
    ①受力可靠； FOaA}D `]  
    ②作用力可均匀分布于需加固的边坡上，对地形、地质条件适应力强，施工条件易满足； P\7DA4]  
    ③主动受力； O5dS$[`j\p  
    ④勿需放炮开挖，对坡体不产生扰动和破坏，能维持坡体本身的力学性能不变； :]"5UY?oF  
    ⑤施工速度快等优点。 jzvK;*N  
    4)防护 $Dg-;I  
    边坡防护包括植物防护和工程防护。 Rq4;{a/j  
    (1)植物防护 x"r0<RK  
    植物防护是在坡面上栽种树木、植被、草皮等植物，通过植物根系发育，起到固土，防止水土流失的一种防护措施。这种防护措施一般适用于边坡不高、坡角不大的稳定边坡。 M!mL/*G@YE  
    (2)工程防护 v|?@k^Ms  
    ①砌体封闭防护 37bMe@W  
    当边坡坡度较陡、坡面土体松散、自稳性差时，可采用圬工砌体封闭防护措施。砌体封闭防护包括浆砌片石、浆砌块石、浆砌条石、浆砌预制块、浆砌混凝土空心砖等。 zal]t$z>  
    ②喷射素混凝土防护 Xz]l#w4Pp  
    对于稳定性较好的岩质边坡，可在其表面喷射一层素混凝土，防止岩石继续风化、剥落，达到稳定边坡的目的。这是一种表层防护处治措施。 }"Y<<e<z:  
    ③挂网锚喷防护 6#w>6g4V~R  
    对于软质岩石边坡或石质坚硬但稳定性较差的岩质边坡，可采用挂网锚喷防护。挂网锚喷是在边坡坡面上铺设钢筋网或土工塑料网等，向坡体内打入锚杆(或锚钉)将网钩牢，向网上喷射一定厚度的素混凝土，对边坡进行封闭防护。 +sNS  
    5)排水 u#05`i:Z  
    (1)截水沟 w7)pBsI  
    为防止边坡以外的水流进入坡体，对坡面进行冲刷，影响边坡稳定性，通常在边坡外缘设置截水沟，以拦截坡外水流。 o$_0Qs$  
(2)坡内排水沟 AR"2?2<mJ7  
除在边坡外缘设置截水沟外，在边坡坡体内应设置必要的排水沟，使大气降雨能尽快排出坡体，避免对边坡稳定产生不利影响。 wG3L+[,  

这个貌似有点难度，需要一点水平哦！鼓励

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正确认识地质工作的重要性和特殊性 K#FD$,c~  
^Ks1[xc*`  
由于岩土体的组成物质差异，更重要的是在岩土体内部分布有大量的不连续界面，把完整的岩土体分割成许多块体，总体为非均质体，在应力的传递上非常复杂，因此岩土工程属于非线性科学。现有的岩石力学、土力学、岩体力学等均难以准确的描述岩土体实际的力学本构关系。地质灾害的发生除了其本身的因素外，还受到许多外界的因素影响，十分复杂。因此，对于岩土工程的分析计算只能是半定量的，在很大程度上受分析者经验的制约。对于已经存在的滑坡、崩塌、泥石流等地质病害，其周界相对清楚，各种勘察设计技术规范较完备，认识起来相对容易。最难的是对于现状稳定的高边坡，预测其人工开挖后的稳定性。对于其地质构造的分析，地质－力学模型的建立，稳定计算分析都十分困难。勘察深度难以保证，稳定性计算方法不够科学，边坡设计时也有其不合理之处，如一般都只给出最终的边坡坡率和边界，各种边坡加固设计也是针对最终边坡的，各种分析计算也是以最终边坡为约束条件的。这样即使地质条件清楚，分析计算合理，设计稳妥，施工严格遵循规范和设计要求，也往往会出现难以预料的地质病害。其中一个重要原因是未对开挖过程中的各种边坡条件进行分析计算，虽然按最终边坡条件计算是稳定的，但不能够保证任意开挖条件下边坡都是稳定的。因此对于从事边坡设计的岩土工程师而言，应该对于边坡开挖过程中的多种控制性断面稳定性进行计算，提供合理的开挖步骤和各种稳定的开挖断面，并对不稳定的中间边坡提出临时性的工程加固措施，以保证边坡的稳定开挖。 A-x^JC=  

         影响砂土液化的因素 SiNgV\('U  
2d[tcn$;h]  
    场地土液化的因素有很多，需要根据多项指标综合分析，才能准确判别场地土是否发生液化现象。当某项指标达到一定值时，不论其它因素的指标如何，土都不会发生液化，也不会造成震害，这个指标数值称界限值。所以，了解影响液化因素及其的界限值具有实际意义。 .]9`eGVWj  
（一）地质年代 lh-.I]>&`  
地质年代的新老是体现土层沉积的时间长短，地质年代老的沉积土层，经过长时间的固结作用和历经过大的地震的影响，土就很密实，胶结就愈紧密，抗液化能力就愈强，反之则差。经过宏观对震害调查，发现我国地质年代为Q3（晚更新世）或以前的饱和土层未发生液化现象。 ^%oH LsY9  
（二）土中的粘粒含量 p5In9s  
粘粒范指粒径≤0.005mm的土颗粒，实践证明当粉土的粘粒含量超过某一界限值时，粉土就不会发生液化。这是由于土的粘聚力增大，抗液化能力加强。由此可见，当粘粒含量超过（表-１）所列数值时就不会发生液化现象。 P IG,a~  
粉土非液化粘粒含量界限值              表-1 8YSvBy  
烈      度    粘粒含量ρ c(%) lU 9o"2  
7    10 hC-uz _/3  
8    13 zkt~[-jm}  
9    16 x]VycS  
注：用六偏磷酸钠测试，其它方法应换算。 `=Mk6$%Cs  
（三）上覆盖层非液化土层厚度和地下水位深度 6@aH2+4+  
上覆盖层非液化层厚度指地震时能抑制可液化层喷水、冒砂的厚度，其的厚度一般从第一层可能液化层的顶面算至地表。宏观调查，砂土和粉土的上覆盖非液化土层厚度超过（表-２）列的界限值（duj）时，未发现土层液现象；地下水位不小于（表-２）列的界限值（dwj）时，未发现土层液化现象。 l@4pZkdq  
土层不考虑液化时覆盖厚度（duj）、地下水位界限值(dwj)        表-2 lG6&uMvo  
土类                烈 度    7    8    9 qJ" (:~  
砂   土    duj    7    8    9 =K@LEZZ'/<  
    dwj    6    7    8 fwppqIM  
粉   土    duj    6    7    8
[w](x  
    dwj    5    6    7 Q_T,=y  
（四）土的密实程度 m.P F'_)/  
砂土和粉土的密实程度是影响土层液化的一个主要因素。根据宏观调查，相对密度小于50%的砂土普遍发生液化现象，而相对密度大于70%的土层则没有发生液化现象。 X&Oo[Z  
(五) 土层埋深 
sta/i?n  
理论分析和土工试验表明，土的侧压力愈大，土层就不易发生液化，侧压力的大小反应土层埋深大小。土层液化深度很少超过15m，多浅于15m，更多发生在浅于10m埋深以上的土层。 ]xf89[;0  
（六）地震烈度和震级 _9oKW;7f7  
  地震烈度愈高的地区，地面运动强度愈大，持续的时间愈长，土层就愈容易发生液化，一般在6度或以下的地区很少看到砂土液化，而7度以上的地区则相对普遍。所以，一个场地遭受到相同烈度的远震比近震更容易液化，那是因为前者对应大震持续时间比后者对应的中等地震持续时间长。 T
T/=0^"  

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二、深基坑支挡结构设计与施工100问【自己在潮州做的一工程实例】 bq7()ocA  
问：如何在厚中粗砂层条件下进行深层搅拌桩支挡结构施工？ }zo-%#  
搅拌桩在厚中粗层条件下往往出现钻进困难，喷嘴堵塞等现象，造成施工效率低下，施工周期加长。通过改进工艺可以很好的解决这一问题。 Jx3a7CpX  
1  改进方法及参数确定 j%vxCs>  
该工程采用一台SP-5H型多动力三头深层搅拌桩机施工, 最大成墙深度21m，钻头中心距325mm,钻头直径380mm，钻头间带有刚性连锁装置，施工中一次成墙。通过进行试验桩施工，最终确定合理的施工方法和施工参数。 9<Zm}PE32  
1.1 施工工艺改进 z:n JN%Qb  
地层以砂层为主,厚度大,如果采用传统的“预搅下沉、喷浆搅拌提升、停浆复搅下沉、再喷浆搅拌提升”的施工工艺,将导致在第二次喷浆过程中,桩管被砂层埋住而无法拨出。为了有效地解决此问题,经过研究,结合地层情况,并根据试成桩的取芯效果,将其施工工艺改为“两搅两喷”工艺[，即喷浆搅拌下沉、喷浆搅拌提升的施工工艺。 xZAg  
2.2水灰比的确定 d6W&u~  
合理选择水灰比，先决条件是使水泥土在搅拌过程中必须呈流态；结合本工程地质情况及施工工艺，浆太稠不利于钻进，容易堵赛管道。因此必须选择合适的水灰比；从土体吃浆情况分析，土体有空隙率，水灰比过大，则填充空隙的水泥用量就越少，水泥土性能指标则难以保证，水灰比过小则不经济；从水位情况分析，水位以下的墙体若水灰比过小浆液被稀释，成墙质量无法保证。参考其它工程经验，施工中多取水灰比为：1.0～2.0,采用12%的水泥掺入量。该工程对1.0的水灰比作三组成墙单元约10m长的试验墙。7天后开挖检查，开挖长10m，深3.5m，宽2m，并去掉桩头50cm。经检查，水灰比为1.0的成墙单元成墙效果较好。桩间搭接良好，墙体完整，轮廓清晰，墙体密实性好，从墙体剖面来看，最小墙厚达22cm,桩间最小搭接厚度64mm，从墙体侧面轮廓用吊锤测试垂直度均小于0.4%，孔口有少量返浆，因此水灰比为1.0可满足施工要求。 4/o9K*M+  
2.3改进钻头 F&/}x15  
施工时，当钻进深度达到9m后，产生孔斜并频繁出现钻进时喷浆孔堵孔现象，且提升钻杆困难，造成深搅机电动机工作电流过大，存在电动机烧毁的危险，并多次出现埋管现象，严重影响施工进度。钻头提起后，检查喷浆管，发现喷浆管中的水泥土浆中夹杂大量砂粒。分析原因，钻杆钻进深度达9m后，进入中粗砂层，采用正常搅拌转速、提升速度难以使浆液得到充分搅拌，孔口的喷浆压力小于水泥土浆产生的压力,导致大量砂粒进入喷浆孔，从而导致喷浆孔堵塞，如单一的增大输浆压力必然造成返浆过量，材料浪费。不均匀的含砂水泥土浆造成钻杆提升时阻力较大，使钻杆提升困难。针对这一问题，经过多次试验，订出如下改进措施： Q<osYO{l  
将双层4叶片改为三层6叶片,在底层十字叶片下方焊接切削片，宽6cm，长6cm，与刀片成向下30º夹角，以提高切削和搅拌效率并起到定向作用，刚进入砂层时，降低钻进速度，从而避免孔斜；将喷浆孔直径由1cm改小为0.6cm以提高喷浆孔口处的出浆流速，减少堵孔几率。钻头改进示意图如图1。 Mc  
2.4 采用中间钻头喷气工艺 o
OQan  
采用两侧钻头喷浆，中间钻头喷气工艺施工。从水泥土搅拌桩的成桩机理来看,水泥浆与土体的搅拌越均匀,土体颗粒粉碎越小,水泥浆分布到土体中就越均匀,则水泥土结构离散性就越小,其总体强度就越高,而砂本身具有搅动松散的特性,采用两侧钻头喷浆配合中间钻头喷气工艺,可以大大减少埋管的几率。 因为砂层具有搅动松散,同时又具有快密实等特点,在下搅过程中进行喷浆、喷气,砂颗粒间能快速充满浆液,减缓砂密实,并严格控制下沉和提升的速度,砂颗粒与水泥浆液的强制搅拌得到充分拌和,提高了拌和物的流动性，减少堵管、埋管的可能性。该工程现场采用AW9008型空压机供气，从施工情况来看，如气压太低，无法达到预防喷浆口堵塞的效果，如气压太高，则返浆量过大。通过现场试验，最终确定气压为0.4～0.7MPa，大大提高了深搅机在中粗砂层的施工效率。 wMH13i3  
2.5 其它参数的确定 ;r;>4+zn\  
根据试验桩施工情况分析，决定采用水灰比为1：1、两搅两喷、中间钻头喷气，一次成墙的方案施工。具体施工工艺参数如下： hO3C _}  
钻头直径：380mm */]1?M@P)  
水泥掺入比：12% ,!~U5~  
单元成墙长度：970mm p8y
<:8I  
单元桩搅拌面积：0.326m2 I1ibrn  
钻进速度：0.5～0.6m/min y9:o];/  
提升速度：0.6～0.8m/min =F*{O=  
转速：47～55r/min RvW>kATb_F  
浆液比重：1.51g/cm3 -mZ{.\9  
每米桩水泥用量：70.4kg H]lD*3b  
每根管0.25米浆量：下沉80%  8L,上提20%  2L .b%mr:nEt7  
3  施工中的质量控制 %MfT5*||f  
3.1 桩位 5OFb9YX  
防渗墙施工前，按照图纸的墙体中心线进行放样定位，其中心线允许误差度不得大于±3cm。施工中,从起始桩号开始，沿前进方向每50m拉线放样一次。用拉线标定施工方向，并用定位标尺标定桩位。 |?fc]dl1]  
3.2 钻孔垂直度 B@3>_};Ct  
下钻前检查主机上的水平控制装置并确保主机机架处于铅垂状态。施工中，重点检查主机支腿是否存在下陷或油缸泄压现象，若有此现象，应及时通过四个支腿油缸调平。 (w'k\y  
3.3 浆液参数及输浆 Yh%  
水泥浆液严格按照规定的配合比1：1制作，用比重计测量控制浆液的质量，浆液比重控制在1.49～1.53g/cm3范围内。 4_eFc$^  
根据地层吃浆变化调整输浆量和中间钻头气压，总输浆量不小于设计要求。根据采用的水灰比及每米所需水泥浆量，计算出每0.25m所用水泥浆量作供浆参考，采用电脑记录仪控制，记录并及时打印出其升降每0.25m用浆量。输浆保持一定的压力，但不宜过大，输浆压力控制在0.4～0.8MPa。 piUfvw  
3.4 提升和钻进 &kOb#\11u  
为保证浆液搅拌均匀, 严格按照施工工艺参数控制钻进、提升速度，并与搅拌轴转速相协调。对于设计墙底高程以上2～3m范围内或掘进达设计深度延续喷浆10秒左右，重复提升1～2次。 * 8D(Lp1  
3.5 墙体深度 ^q~.
5c|  
在桩架导柱上划分标尺来测量钻进深度，钻进深度不小于实际地面高程与设计墙体底部高程之差。 *u<@_Oa  
4     质量检测 9e1KH'  
质量检测采取开挖外观检查、取样室内实验等手段。 H~qY7t  
4.1 开挖外观检测 k.0pPl  
按平均每250m一段，每段均在施工结束15天后开挖检查，开挖长度约10m，开挖深度最深达3.5m,宽度2m。经检测，防渗墙体搅拌基本均匀，成墙厚度最小23cm，最大26cm；防渗墙体连续均匀，整体性好，桩间搭接良好，未发现开叉现象，桩轮廓垂直度在0.4%以内，上部和下部搭接基本一致，搭接处最小厚度为62mm(理论厚度58mm)。 DB1
Y`l  
5     结语 TLzcQ|  
在粗砂层较厚的地质条件下进行深搅支挡结构施工，采用中间钻头喷气施工工艺，通过调整喷气的压力，能改变施工时含砂水泥土浆液的流动性。如能根据地层吃浆变化，调整喷气压力和输浆量能经济有效地填充地下孔隙。具体做法是：当吃浆量较大时，喷气压力调小，输浆量增大；当吃浆量较小时，喷气压力调大，输浆量减小。在实践中,通过改进传统的深层搅拌桩施工工艺和钻头结构以及采用中间钻头喷气的施工方法，成功地应用于厚中粗砂层中施工,较好地解决了厚中粗砂层中提升困难和埋管等问题,提高了施工效率，保证了桩体均匀性和连续性,桩身强度。 !91<K{#A{  
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基坑设计中经典方法与弹性方法有何区别？ f-6E>  
  ①经典方法：其中比较有代表性的是等值梁法，将内撑和锚杆处假定为不动的连杆支座（即不动的铰支座）。计算出桩（墙）两侧的土压力（主动土压力及被动土压力）、水压力及其分布后，按静力平衡法计算支护构件各点的内力。 /T*]RO4%>]  
    ②弹性方法：将作用桩墙上的支锚点简化为弹簧，将基坑开挖面以下被动侧土体简化成水平向的弹簧，将主动侧（全桩、全墙）的土压力施加到桩墙之上。利用有限元或其他的数值解，即可得到其内力及位移。 (#.)~poZ  
    ③两种方法的对比如下表： ODM<$Yo:d  
             支锚点   被动区的土    桩身刚度   内力计算方法 c>3W1"  
经典法    简化为支点  被动土压力     不考虑      等值梁法 9W7H",
wR  
弹性法     弹簧       弹簧           考虑       有限元方程 SR S~s  
S?=2GY  
  ④两种方法不存在绝对对错和优劣问题。由于经典法的诸多假定，如锚杆处假设成支座，被动土压力定值，不考虑变形等，使得弹性法看起来更接近真实的受力，但如果没有经验，支锚刚度，土的m值（决定土弹簧的刚度）等取得不合适，计算出的内力就会有差异。 ZD0Q<8%
 

支挡工程中如何把混凝土运到高处？ ZWVcCa3  
一般的支挡工程都是小规模的，高度比较小，混凝土可轻松的浇灌到设计位置，单在某些工程中，如上部无法到达，不能从上部浇灌，只能从下部向上运输，则必须采用浇灌车才可以，但是，这种方法成本太高，而且，支挡工程所需混凝土较少，实在是大材小用，这时我们可以设计一种简易设备，将混凝土运输到上部，在我们单位我们习惯叫“爬山虎”，即用两根槽钢平行放置，下面用钢管焊接连成整体，在槽钢中放置一轮车，可沿槽钢滚动，最上侧焊接一定滑轮，用钢丝绳拉动，然后在连接一电动机，带动轮车向上运输混凝土，从而既能够节省资金，又可保证施工效率。不知是否理解，不理解可恢复，我可再详细解释。