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土木工程中的地質問題及解決方案

來源:期刊VIP網所屬分類:土木工程時間:瀏覽:

  摘要:日常所指的土木工程一般是指涉及和水、土及巖石有關的基礎設施的設計、修建工作,比如建筑工程、隧道工程、沿途工程、鐵路工程的設計和建造等。隨著我國新時期改革開放的不斷深化及一帶一路工程的開展,許多國家會迎來一個更大范圍的土木工程建設時期,隨著工程的實施,如果不能夠很好的處理相關的工程地質現象,比如巖土體的變形、基坑涌水,就很有可能產生一些不良地質問題,嚴重者導致工程事故,因此,有必要對土木工程中的一些不良地質問題進行闡述,并提出切實可行的工程地質問題解決方案。

  關鍵詞:土木工程;地質;工程

土木工程師論文

  一、不良工程地質問題

  土木工程的實施不僅需要消耗大量的物質資源,還伴隨著對自然生態環境的改變、影響及破壞,進而產生不良工程地質問題。不良地質問題的產生主要是人為活動改變和破壞了原生巖土體的應力穩定性,在降雨或地下水等外地質營力的作用下,進一步加劇了應力狀態的改變,當某一時刻突破極限應力狀態時就會發生應力破壞,導致工程地質問題。啊

  一般情況而言,土木工程涉及到地上和地下兩方面問題,地上問題主要有滑坡、崩塌和泥石流,地下問題主要有邊坡失穩變形問題等,在常見工程地質問題中,水對于工程地質問題的發生起到了關鍵破壞作用。下面針對上述工程地質問題進行闡述。

  ①滑坡

  礦山開采、道路地基開挖需要開挖一些土體或巖體,天然狀態下的巖土體已經達到了應力平衡,但由于開挖、爆破等,導致巖土體內部的應力發生變化,比如礦山的開挖或大型地基的開挖很容易導致巖體或土體產生側向臨空面,暴露的巖土體在自身重力地質作用和應力擴散的情況下會逐漸發生位移變形,產生裂隙滑動面,滑體在綜合的重力地質作用下,即下滑力逐漸變大,處于滑移發展階段的巖土體裂隙在外界降雨入侵時,滑體和滑動面之間的粘聚力和摩阻力會進一步降低,就會發生大規模的滑移,發生滑坡地質災害。

  ②崩塌

  工程地質中崩塌主要是指由于爆破、開挖等活動引起基巖出現側向臨空面,產生危巖體,危巖體與母巖間存在裂隙或裂縫,裂縫在重力地質作用、地震或者降雨等外地質營力作用下逐漸變大,導致危巖體發生向下的崩落現象。一般情況下,崩塌伴隨著眾多落石,落石運動途徑及跳躍運動方式對附近及過往車輛、行人會產生巨大威脅。

  ③泥石流

  在重力地質作用或人為活動影響下,山坡及溝谷中堆積了大量松散固體物質,為泥石流的發生提供了物源基礎,河流的縱向切割和橫向侵蝕作用導致河谷變深、地形變陡,為泥石流在流動階段提供了動力條件。受到降雨或冰雪融化影響,大量流水浸入山坡或溝床中的固體堆積物,使其穩定性降低直至產生流動,就在形成區產生泥石流地質災害,形成區的泥石流主要為水泥流,水的占比較大,水泥流在流動過程中順地勢、地形影響流動速度加快,進一步裹挾沿途的固體物質,形成了破壞力巨大的泥石流。

  ④邊坡失穩

  工程地質中的邊坡是指具有一定開挖角度的巖質或土質斜坡。巖土體在開挖后會導致原有應力狀態發生變化,產生具有一定邊坡角和邊坡高度的斜坡,同時斜坡巖土體由于地層的不同,往往有一些傾角各異的軟弱結構面(滑移面),穩定狀態下軟弱結構面的抗剪強度一般大于下滑力,當受到外界振動、降雨影響后,滑移面間的粘聚力降低,導致下滑力等于或大于抗剪強度,巖土體沿滑移面向下發生滑動,發生邊坡失穩破壞。邊坡的破壞形式主要為滑坡和崩塌。

  二、工程地質問題解決方案

  ⑴滑坡解決方案

  ①修建導排水工程:降雨或地表流水對滑坡的滑移起到了重要作用,因此必須修建截水和排水設施,導排水可以有效的攔截、疏干地表水和降低地下水水位。常用的導排水工程有截水溝、滲溝、井點降水、排水溝和垂直滲井等。

  ②坡面支撐工程:有效的支撐工程可以人為增加滑坡體的抗滑力,常用支撐工程有擋土墻、抗滑樁等。

  ③坡頂卸荷工程:進行坡頂卸荷可以有效降低滑體的重力,變相增加了滑體的抗滑力,在實際工作中需進行滑體的穩定性驗算,計算出有效卸荷量。

  ⑵崩塌解決方案

  ①排水:崩塌區域上游存在地表明流的區域設置排水構筑物,防止地表流水進入危巖體。

  ②支檔工程:在大型危巖體下方設置支檔工程,如擋墻、立柱和鋼支撐等,防止危巖體進一步變形破壞。

  ③攔截:在危巖體下方設置攔擋,防止崩落的危巖體擴大運移范圍,在危巖體區域設置主動或被動攔截網。

  ④錨固:在危巖體區域打入錨桿,增加危巖體的穩定性,一般錨固與攔截同時使用。

  ⑤消除危巖體:在經濟技術要求滿足時,通過工程技術手段消除危巖體,可以達到去除隱患的效果。

  ⑶泥石流解決方案

  ①形成區以排水和水土保持為主:通過修建泄洪渠和排水溝進行排水,延遲地表水匯流時間,降低洪峰流量,通過水土保持和清理松散固體物質的堆積量,降低泥石流形成時松散堆積物質的啟動量。

  ②流通區攔擋工程:流通區裹扎大量固體物質及水流的泥石流具有巨大沖擊力,通過修建多道攔碴壩的形式,將泥石流中固體物質攔截,使其不能到達下游或溝口建筑物場地,通過修建攔擋工程中的排水設施,排走流水,有效降低泥石流能量。

  ③沉積區導排工程:在沉積區以導排工程為主,將大量沖擊物沿既定路線導排至非建筑居民點,降低損失。

  ⑷邊坡失穩解決方案

  ①地表排水:通過在邊坡頂部修建排水溝,將降雨及地表流水排出邊坡區域,可以有效降低流水對邊坡的影響。

  ②坡面防護:通過在坡面進行錨固、混凝土噴面、坡面綠化等措施可以增加失穩邊坡的粘聚力,降低不穩定軟弱結構面下滑力,起到穩定邊坡作用。

  推薦閱讀:《廣東土木與建筑》是廣東省建筑科學研究院與廣東省土木建筑學會合辦,涉及土木與建筑多學科的綜合性技術刊物。

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