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【關鍵詞】隔震;橡膠;支座;阻尼;結構
中圖分類號: TU761 文獻標識碼: A 文章編號:
1、工程結構防震減震技術的歷史
從20世紀出開始,靜力理論逐漸得到發展,減小了結構體系的剛度,并形成柔性結構體系,工程抗震防災技術的發展,使上部結構剛度得到增加,并在柔性底層結構體系中減少了結構底層剛度,一直到現在,工程抗震防災技術已經基本發展到全國普及的地步,而且延性結構體系的傳統抗震方法也得到了廣泛的應用。
“設防烈度”一般情況下會做為傳統抗震方法的設計依據,此方法以“抗”為核心,通過控制構件的剛度以及非彈性狀態下的延性,來達到抗震目的,這個方法能有效的消耗地震波能量以及減輕地震反應,達到使建筑物“裂而不倒”的效果。
2、建筑結構防震技術
2.1 防震方法
現在城市建筑物防震方法可分為兩大類:一,建筑物的結構抗震方法。其中包括底部剪力法、振型分解法、時程分析法、頻譜法、隨機振動法等。二,建筑物的結構減隔震方法。其中包括輥軸隔震、滾珠隔震、橡膠墊塊隔震、懸掛基礎隔震、搖擺支座隔震、滑動支座隔震、懸掛結構隔震、耗能減震、沖擊減震、主動控制減震等。
2.2彈性建筑
彈性建筑是一種防震效果最佳的新型防震建筑,其特點是以柔克剛。最常見的彈性建筑是建在隔離體上的防震大樓,隔離體由分層橡膠、硬鋼板組和阻尼器組成,建筑結構不直接與地面接觸。阻尼器由螺旋體鋼板組成,以減緩上下的顛簸。此外,在滾珠和彈簧上建造大樓是抗震新法,其共同特點是通過隔離或吸收地震能量,減少到達建筑物的振動,防止地震破壞。
3、建筑隔震技術
3.1 隔震結構體系
為保留柔性底層結構體系的特性、避免底層結構構件的損壞,可采用隔震結構體系。根據隔震裝置所處的位置,將隔震結構特性分為地基隔震、基礎隔震和層間隔震三大類。
地基隔震可分為絕緣和屏蔽。絕緣是利用軟弱地基或象人工地基那樣較軟的地基有降低輸入加速度的性質,在地基自身中降低輸入波的方法,但設計時首先必須保證地基對建筑物的支承強度和基礎沉降量不超過允許值。屏蔽是在建筑物周圍挖深溝或埋入屏蔽板等將卓越長周期的剪切波(S波)隔斷的方法。這兩種方法都是以地基為對象,用以減少地震波輸入,實際工程設計中應用較少。
基礎隔震是目前應用最為廣泛最為成熟的一項技術,它是在建筑物基底設置控制機構(隔震裝置)來隔離地震能量向上部結構傳輸,使上部結構的振動減輕,防止地震破壞。一些研究和應用較廣泛的基礎隔震方案有:①橡膠墊隔震裝置。包括天然橡膠墊,標準多層橡膠墊,高阻尼橡膠墊,加鉛多層橡膠墊等。②滑移隔震。在房屋基礎底面處設置鋼摩擦滑板、石墨、砂料、涂層墊層及聚四氟乙烯等材料形成滑移層,使建筑物遭遇地震時,通過該處不連續介面的滑移錯動,部分地切斷地震波的傳播,限制上部結構的地震反應。③滾珠及滾軸隔震。用高強合金制成的滾珠(滾軸)涂以防銹或層后置于上部結構與基礎之間,地震作用下,通過滾珠及滾軸滾動而達到隔震的目的,此外還有擺動隔震、懸吊隔震、螺栓鋼彈簧隔震、混合隔震等裝置。
隔震裝置除了可以設在建筑物基底,還可視需要設置在建筑物層與層之間,即形成層間隔震體系。一種是將隔震層設置在結構一層、中間層的隔震結構;一種是將MD系統中的彈簧一阻尼器用疊層橡膠支座代替、用頂層樓板或隔熱層作為質量塊的屋頂隔震。由于這類結構的隔震裝置都是最初用來隔震的橡膠支座,只是隔震層的位置不同,故統稱為層間隔震結構。
3.2橡膠支座
根據“基礎隔震”理論研究開發的建筑隔震橡膠支座是當今世界上應用最多、技術最成熟的隔震元件。橡膠支座的隔震原理是在建筑物或構筑物基底或某個位置上設置橡膠支座,利用橡膠支座的水平柔性形成一道柔性的隔震層,通過此層吸收和耗散地震能量,以集中發生在隔震層的較大相對位移為代價,阻止或減輕地震能量向上部結構傳遞,并使整個建筑物的自振周期得以延長,以減輕上部結構地震反應,最終達到減輕上部結構地震破壞目的。據有關資料報道,裝用橡膠支座后,建筑物受地震沖擊破壞的能量可減輕1/3~1/5。
目前常用的建筑隔震橡膠支座有三種:①天然橡膠支座,是由多層天然橡膠板與多層鋼板相互疊合而成。天然橡膠耐老化、耐蠕變性能好,但減震(阻尼能力)差,作為隔震用途時,往往與其它阻尼裝置配合使用,其外部用耐侯性、耐臭氧性好的合成橡膠做保護層。②高阻尼橡膠疊層支座,由于采用高阻尼橡膠,具有隔震橡膠所需要的穩定支承、彈性復位和阻尼功能,可單獨作為隔震裝置使用。其橡膠材料為天然橡膠和合成橡膠并用,或用氯丁橡膠、硅橡膠,由于其本身具有較好的阻尼性能,不需與其它阻尼裝置配合,可單獨使用。③鉛芯疊層橡膠支座,在普通天然橡膠支座的中孔灌入鉛芯而成,其目的一是提高橡膠支座的阻尼,二是增加支座的早期剛度。近年為保護環境,改用錫代替鉛。
4、建筑結構減震技術
4.1消能減震設計原理
消能減震設計指在抗側力結構中設置消能裝置,通過其局部變形提供附加阻尼,以消耗輸入上部結構的地震能量,從而使主體結構構件在罕遇地震下不發生嚴重破壞。消能裝置通常由阻尼器、耗能支撐等組成。消能裝置不改變結構的基本形式,房屋的抗震構造與普通房屋相比不降低,其抗震安全性可有明顯的提高。
4.2技術要求
需要減少地震水平位移的鋼和鋼筋混凝土等結構類型的房屋宜采用消能減震設計。減震設計應根據罕遇地震下的預期結構位移控制要求,設置適當的消能部件。消能部件應對結構提供足夠的附加阻尼。目前減震部件較多有:橡膠墊隔震減震器、空氣阻尼式減震器、不銹鋼絲繩減震器、封閉形減震器等等,石墨也是較理想的助滑劑材料。
消能部件可由消能器及斜撐、墻體、梁或節點等支承構件組成,消能器與斜撐、墻體、梁或節點等支承構件的連接,應符合鋼構件連接或鋼與鋼筋混凝土構件連接的構造要求,并能承擔消能器施加給連接節點的最大作用力。消能器可采用速度相關型、位移相關型或其他類型。速度相關型消能器指粘滯消能器和粘彈性消能器等;位移相關型消能器指金屬屈服消能器和摩擦消能器等。消能部件可根據需要沿結構的兩個主軸方向分別設置。消能部件宜設置在層間變形較大的位置,其數量和分布應通過綜合分析合理確定,并有利于提高整個結構的消能減震能力,形成均勻合理的受力體系。與消能部件相連的結構構件,應計入消能部件傳遞的附加內力,并將其傳遞到基礎。
消能器和連接構件應具有耐久性和良好的易維護性。設置隔震部件和減震部件的部位,除按計算確定外,應采取便于檢查和替換的措施。
參考文獻:
[1]祁皚.層間隔震技術評述.地震工程與工程振動,2004(6)
關鍵詞:地震災害、防震減災、防護工程
中圖分類號: P315 文獻標識碼: A 文章編號:
引言:我主要談三個方面的問題:一是全球地震活動和我國地震災害特點;二是我國防震減災工作現狀;三是簡單地介紹防震減災工作的一些構想。
(一)做好地震監測預報工作
在地震發生前,作出準確的預報或打個招呼,其效果是大不一樣的。
1975年2月4日19時36分,在遼寧海城發生7.3級地震。震前,地震部門根據觀測到的一系列突出異?,F象,于2月4日凌晨6時報告省政府,提出24小時內在營口、海城將發生一次強烈地震,省政府及時向各市地及有關部門發出電話通知,指示各地要提高警惕,發動群眾,認真做好防震抗震工作。海城、營口地區根據實際情況,提出具體措施,如有的電影院貼出了“因地震改為露天放映”的布告,營口縣駐軍取消了當晚在禮堂的春節慰問演出等。這次預報使絕大多數居民在震前撤離了住宅區,轉移了重要的物資設備,對震時易燃、易爆、泄毒等次生災害的部位采取了緊急預防措施。地震造成1300多人死亡。據估計,成功的預報至少減少了近10萬人的傷亡,這是人類歷史上第一次作出的具有減災實效的成功預報。
我國當前的預報工作已納入法制化的管理軌道,國務院了《地震預報管理條例》,對地震預測和地震預報做出了不同規定。預測意見是由專家作出;而預報意見是要經過一定程序由地震部門提出,報省以上人民政府風險決策,并由人民政府向社會的。
成功預報的前提和基礎,必須具備相當的監測能力。目前,我國已經建成包括測震、形變、電磁、流體4大學科,共有20余種觀測手段的地震監測臺網,基本覆蓋了我國主要地區。目前,首都圈地區可以監測1~1.5級以上地震,速報時間是5~10分鐘;省會城市和東部地區可以監測1.5~2級以上地震,速報時間是10~15分鐘;其他地區可以監測4級以上地震,速報時間是20~25分鐘。
一是監視地下核爆炸事件。核爆炸產生的地下震動同地震波一樣,都能被地震臺網監測到,我們可以通過地震臺網監視地下核爆炸試驗,準確確定事件發生的時間、地點和當量。這在國防安全和整體外交中,具有不可替代的作用。
二是用于爆炸監測。2000年8月,俄羅斯庫爾斯克號潛艇沉入巴倫支海,原因不明,俄羅斯當局將這一事件歸罪于一艘不明身份的外國潛艇的碰撞。但挪威波羅的海地震臺站的記錄說明,這場悲劇是艇上魚雷的系列爆炸引起的。再如,1999年4月15日,韓國貨機在上海墜毀爆炸,上海地震臺網確定飛機是在墜毀后發生的爆炸,這在后來對飛機黑匣子和一些目擊者的調查中,得到了證實。再如,對“911”事件,離它34公里的美國拉蒙特地震臺清晰記錄到了兩次撞擊事件和兩次坍塌事件。同時,地震臺網還可以對礦山坍塌、煤礦瓦斯爆炸等進行監測,以便事件發生后快速判定事件性質和作出反應。
三是監視重大工程的地震安全。比如三峽地震臺網,在2003年6月三峽水庫蓄水至135米后,庫區發生158次小地震,頻度增高近10倍。水庫誘發地震的原因主要有兩個方面,一是蓄水后,庫盆荷載增大,引起區域應力場變化;二是水壓增大后,水滲入庫區構造裂隙中,孔隙壓發生變化。
(二)做好震災預防工作
搞好震災預防,通俗地說就是要“把地上搞結實、把地下搞清楚”。
“把地上搞結實”就是采取設防措施,提高建設工程的抗震能力。國內外許多震例表明,設防不設防、設防到位不到位,效果截然不同。1995年日本阪神地震,造成6000多人死亡,10萬多棟建筑物遭破壞,是日本自1923年關東大地震以來人員傷亡最慘重的一次地震。在倒塌的房屋中,90%左右是20世紀50~70年代建造的,未進行抗震設防,或者抗震設防標準不夠;而1981年以后按新規范設計的房屋,大多數經受住了地震的考驗。2003年美國加州6.5級地震,震中離加州中部海濱城市,圣西米恩市11公里,但僅造成3人死亡,而且這3人還是被一個沒有采取抗震措施的古鐘樓倒塌砸死的;2004年日本新7級地震,雖然是城市直下型,但只造成800余棟房屋倒塌,死亡14人,創下同級別、同類型地震死亡的最低紀錄。成功的例子,與美國、日本經濟實力雄厚,設防標準較高密不可分。而我國唐山地震造成巨大災難,除了震級大外,城市不設防是重要原因。震前,唐山市居民住宅、企業廠房、工業設施和其他建筑物,很少采取抗震設防措施。
唐山大地震之后,痛定思痛,我國開始全面重視建筑物的抗震設防問題。
對于量大面廣的一般工業與民用建筑,主要是根據全國地震區劃圖來進行抗震設防。目前,我國正在使用的是第四代地震區劃圖,也就是地震動參數區劃圖。區劃圖的要求是一般工業和民用建筑抗震設防的最低標準,是綜合考慮地震環境,特別是國家經濟實力等因素所確定的,是500年一遇的風險設防。也就是說,突破設防標準,遭受破壞的可能性雖然很小,但還是存在的。所以,經濟條件比較好的地區,可以適當提高設防標準,把房子蓋得更加結實、牢固。
(三)做好地震應急救援工作
據統計;唐山地震時,被壓埋人數達57萬人,動用了近10萬官兵,但由于救援手段相當原始,基本上是手扒鎬刨(調用大型機械主要在清理階段),這在當時以平房居多的唐山,發揮了一定作用,但總體效果并不理想。如今,城市地震救援中,將要面對的是鋼筋混凝土廢墟,災后破壞情況愈發復雜,簡單傳統工具的作用受到了很大限制。
2001年1月26日印度古吉拉特邦7.8級地震,造成16000余人死亡。當時各國相繼派出救援隊趕往災區。作為印度的重要鄰邦,我們按慣例,想派出工作組,提供地震科學考察方面的幫助,結果被印方婉言謝絕。印方的理由是,災區更需要救援隊伍,而當時中國國際救援隊尚未組建。當時我們深感,中國作為在國際人道主義事務中負責任大國,迫切需要組建這么一支隊伍。
(四)做好防震減災宣傳教育
在我國,也有類似的例子。如1994年,臺灣海峽發生7.3級地震,福建漳州一些學校,由于平時重視防震減災宣傳教育,學生具備基本的地震知識,地震時沒有發生慌亂,也沒有造成什么損失。而在距離震中更遠的廣東汕頭,由于學生缺乏防震減災常識,在地震發生時驚慌失措,很多學生擁擠踩踏,甚至跳樓,造成數百人受傷,還死亡3人。
再如1984年,長江口以東海域發生6.2級地震,上海強烈有感,近百人跳樓。而1996年11月9日,原地再次發生6.1級地震,雖然也有強烈震感,但由于群眾防震減災意識的提高,沒有產生恐慌,社會生產和工作秩序沒有受到影響。
【關鍵詞】黃土;地鐵;隧道開挖;支護
0.引言
近年來大城市的交通擁堵問題越來越嚴重,解決這一問題的出路就是發展地鐵以開發城市地下空間。西北部新建地鐵將是必然的,雖然在原有鐵路隧道的經驗基礎上, 陸續修建了一些高等級黃土公路隧道、鐵路隧道,由于西北黃土區土質特殊,工程地質與水文地質的不確定性和復雜多變,給技術人員修建地鐵帶來很多問題。本文據前人經驗對可能出現的安全隱患加以總結概括,希望能對黃土區地鐵建設有所借鑒。
1.黃土區工程地質環境及性質
我國黃土分布面積廣、 厚度大、 層位齊全,具有特殊成分和工程地質特性。黃土是一種第四紀沉積物,具有多孔性,以粉土顆粒為主,富含碳酸鹽 ,顏色以黃色為主。
1.1黃土的水敏性
天然低濕度下具有明顯高強度和低壓縮性的黃土,在一旦浸水甚至增濕時會發生強度大幅度驟降和變形大幅度突增的特性。對于黃土而言,另一個重要的問題是黃土的結構性問題。它的重要性早為太沙基所指出。黃土的結構性表現為在其結構聯結沒有遭到破壞以前它具有維持結構可穩性的能力;在結構聯結遭到破壞以后表現為結構可變性的能力,它和顆粒的排列特性與均勻性有關。
1.2黃土的滲透性
老黃土中普遍存在構造節理,如斜節理,新黃土中原生柱狀垂直節理發育,未曾發現有構造性節理。黃土中的節理,對路基邊坡的穩定性常起控制作用。在具有構造節理的黃土層中開挖的邊坡,其破壞形式常呈現為沿節理面滑落;具有垂直節理的黃土邊坡, 其破壞方式常呈現為倒塌;無構造節理的黃土邊坡破壞則主要為滑坡。黃土的滲透系數不是一個常數,它隨滲透溶液的性質,水頭梯度,滲透時間等變化。水頭梯度越大,滲透系數越大。
1.3黃土的濕陷性
濕陷性是黃土的主要工程性質,它是指在一定壓力下受水浸濕,土體結構發生迅速破 壞而發生顯著下沉的特性。濕陷性黃土以粉粒為主,含量達60%以上。濕陷變形的特征指標用濕陷系數表示,它通過室內浸水試驗確定,用δs表示。我國規定:當 δs大于0.015時為濕陷性黃土,當δs小于0.015時為非濕陷性黃土。根據濕陷系數的大小,可以大致判斷濕陷性黃土濕陷的強弱。
2.黃土地區地鐵施工建造的工程問題及防護
2.1施工過程水害的處治
黃土隧道的水對隧道的危害是多方面的,處理不當將會對隧道的施工、運營以及結構的耐久性產生極大的影響,對于黃土的隧道尤為不利。若地基存在地下水,且埋深較淺時,基坑開挖條件將會惡化.一方面,地下水的存在,可導致土體抗剪強度指標c,φ值的降低從而降低坑壁的自穩能力 ;另一方面,在基坑排水時,滲透水流會對坑壁發生滲壓力,增大坑壁土壓力,同樣也會降低坑壁的穩定性.關于一般公路鐵路隧道施工中對于水的處理,《公路隧道設計規范》中指出:隧道防排水應遵循“防、排、截、堵結合,因地制宜,綜合治理"的原則。
但是,多次地震災害現象顯示,現有的地下結構并不安全。當受到震動荷載作用時,這些飽和軟弱黃土對震動作用非常敏感,其土骨架結構易遭到擾動而軟化,使飽和軟弱土層及其淺埋隧洞體系的受力條件發生顯著變化,改變了土層一隧洞體系已有的平衡條件,對體系的抗震穩定性有突出的不良影響。
解決排水方法:
2.1.1排除涌水法排出涌水法是隧道施工中使用最普遍的治理涌水方法,它主要有操作簡單、工期短、費用低等特點。自然排水時最常見的方法。自然排水就是讓水體自動的從巖體中排出:導坑排水和鉆孔排水。
2.1.2阻止涌水法阻止涌水法就是把水體封堵或固定在巖體內部,不讓其涌入隧道;通常使用的方法是注漿法和凍結法。凍結法在含水量較高的土質地下工程中已經得到了很好的應用,其中上海的地鐵和過江隧道都曾采用過這種方法,且效果比較顯著。
2.2隧道崩塌
隧道塌方原因多種多樣,但地質因素是決定性的。濕陷性黃土遇水后會發生嚴重下陷,只是突然下沉,使開挖的圍巖迅速喪失自穩能力,如支護措施不能滿足其變化情況,極易造成塌方。隧道開挖后,土體原有的天然應力狀態被破壞,圍巖應力在洞周一定范圍內產生了重新分布。黃土垂直節理發育,垂直方向滲透性強,地表水很快滲透至地下,使深部黃土處于飽水狀態,其原有結構完全喪失,從而使強度和承載力降低。為防止黃土隧道襯砌開裂和隧道沉降等病害,提出以下處治措施:
2.2.1施工嚴格遵循“管超前,嚴注漿,短進尺,少擾動,強支護,早封閉,勤量測,速反饋”的原則,愛護圍巖,加強超前地質預測,短進尺,弱擾動開挖,防塌方,人工配合長臂挖掘機進行開挖。強支護,快封閉,仰拱緊跟對穩定支護的作用很大,要保持仰拱緊跟開挖面。
2.2.2對于城市地表地鐵隧道的施工,隧道開挖后立即進行噴錨初期支護,可有效的控制隧道輪廓的變形。在施工支護方法的選擇中要嚴格控制地面的沉陷,加強施工中隧道變形監測,以及地表沉陷監測。
2.3地面沉降和地面裂縫
隧道施工中,首先會沿著隧道走向分別在隧道兩側出現地表裂縫 。地裂縫作用可以由剪切、拉伸嚴重地破壞或摧毀結構物。地裂縫對所經過的建筑物及地下設施的破壞是不可抗拒的. 而隧道施工引起的地層沉降一般分為三個階段:
2.3.1前期沉降階段:地層受到擾動后產生的應變就開始反映到地表,可見開挖對覆蓋層的沉陷具有較強的誘導性,同時土體孔隙中的自由水夾裹土粒在重力作用下逐漸向開挖形成的臨空面滲透,失水、失土使地層土體發生固結變形。
2.3.2開挖過程沉降:開挖臨空面的產生使圍巖土體局部卸載,洞周徑向應力突變為零,土體原始地應力急驟發生重分布,圍巖開始發生持續性松弛變形;同時土體加速失水、失土使地層沉降保持增幅累積。
2.3.3后期固結沉降:主要是土體固結、徐變延續與累計、受巖體流變特性的影響,后期沉降延滯時間與覆土層厚度、類型(力學特性)、地下水情況及周邊環境等因素相關。
前期沉降是地層沉降遞增的緩慢過程,在松散、富水軟弱地層中隧道施工時,只要恰到好處地對隧道周邊圍巖進行加固,及時施作網噴支護,嚴格控制沉降時間達到控制地面沉降總量是可能的。洞頂地表裂縫及陷穴、落水洞應立即抓緊時間處理,對已形成的裂縫采用注漿或回填灰土的方法進行及時封閉,防止地表水下滲對隧道造成危害。此外,為保護隧址區原有生態環境,在陷穴、裂縫的處理上,盡量少用臨時占地,地表土壤作還原處理。
由于地鐵修建貫穿城市繁華地區,地表沉降又會直接破壞地面建筑物基礎,帶來很多安全隱患。而目前的技術欠缺,除很好的做好地下隧道支護工作,地表變形動態是判斷周圍地層穩定性的一個重要標志,其監測結果能反映隧道開挖過程中圍巖介質變形過程。
3.結束語
由于黃土的特殊性,在黃土地區施工要根據不同地區黃土的濕陷性不同,選擇適宜的施工方法,提高地基土層和隧道圍巖的承載力,降低沉降量,確保隧道圍巖的穩定。工程設計階段應對黃土地貌、地質、氣象、水文等進行詳細勘察、勘探及試驗,以達到設計合理,便于施工,工程質量有保證。只有如此,才能確保達到理想的巖土工程效果?!?/p>
【參考文獻】
[1]武強,陳佩佩.地裂縫災害研究現狀與展望[J].中國地質災害與防治學報,2003,14.
[2]馬德芹.地下鐵道與輕軌交通[M].四川:西南交通大學出版社,2003.
[關鍵詞]高壓線變壓器防護方案
一、工程概況
某在建工程總占地面積7286m2,建筑面積68718 m2,計劃塔吊用QTG630作為垂直運輸工具,在現場軸線緊靠圍墻邊設有2臺居民用變壓器,其高壓線自北向南架空斜穿而過,變壓器距建筑物外墻邊距離為5.5m,支承變壓器的兩根電線桿的距離為2.2m,變壓器距QTG630塔吊中心18m,詳見圖1。
二、防護方案
采用電力部門專用的水泥電線桿作為防護立桿設置屏障,立桿間距為2.388m,共設5根(圖2),水泥桿高度約15m,基礎埋地1.5m深,周邊用C30混凝土振搗密實,立桿上口高出高壓線的距離為2.5m,利用100×10等邊角鋼作為水平桿,再用Ф10mm管箍將5根電線桿連成一體,水平方向共設置10道。用100×10等邊角鋼設置剪刀撐將防護形成一個整體鋼骨架,然后用1830mm×915mm×18mm的膠合板(正、反兩面涂刷防水漆)封面。膠合板與角鋼用Ф10螺絲固定,螺絲間距不大于300mm,斜支撐利用基坑支護壓頂,梁面預埋3塊尺寸為300mm×300mm×15mm預埋件。預埋件錨腳為6Ф16,長450mm采用穿孔焊,斜撐共3道,設置部位兩端及中間各1道(圖3)。所有鐵件刷紅丹防銹漆二度。
三、技術準備
(1)了解和掌握建設部頒發的《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005),《建筑機械使用安全技術規程》、建設部建筑管理司編《建筑施工安全檢查標準實施指南》中第13章中(一)節外電防護中有關內容和相應規定,本方案是根據《建筑施工安全檢查標準實施指南》有關規定要求進行設計的,符合規范規定要求。
(2)現場踏勘和調查,并與當地供電局進行聯系,了解具體情況,并協商實施《防護方案》時要求停電的有關問題。
四、防護方案的實施
1立電線桿
按圖2所示電線桿基礎挖孔對電線桿進行外觀檢查,確定無斷裂等裂縫后,用汽車吊將電線桿垂直插入孔內,電線桿必須扶正呈垂直狀態,用木楔臨時固定,隨后灌C30混凝土,并用振動棒振搗密實。
2安裝水平桿和剪刀撐
安裝鋼桿件必須在停電條件下工作,以確保安全。由于電線桿上無預埋鐵件,100×10角鋼與電線桿的連接通過Ф10鋼筋作管箍,將其固定在電線桿上,角鋼與管箍連接方法為在角鋼一側鉆1個Ф12孔,將Ф10鋼筋穿過孔,形成一個管箍,焊接后再用木楔楔緊。由于水平桿角鋼較長,可采用連接鋼板螺栓連接或電焊連接方法將2根100×10角鋼接長。100×10角鋼剪刀撐搭設方法為角鋼與電線桿連接采用Ф10鋼筋管箍,方法與水平桿角鋼相同,剪刀撐與水平桿角鋼采用Ф12螺栓連接。
3防水隔離
水平桿角鋼與剪刀撐角鋼組成防護骨架體,其兩側采用竹塑膠合板貼面方法,固定方法是采用通過Ф10螺栓固定在角鋼100×10上,螺栓間距300mm,竹塑膠合板表面刷防水油漆二度。
4斜支撐
由于防護方案面積較大,承受較大的風荷載,為提高防護體系的抗側移的能力,采用鋼結構斜支撐方案,共3道鋼斜支撐(圖3),兩邊電線桿和中間電線桿各布1道斜支撐。
斜支撐設計采用[10槽鋼,斜支撐下端與基坑圍護樁壓頂梁的預埋鐵件焊接,上端與水平角鋼焊接,該部位應再增加1道Ф10鋼筋管箍,由于斜支撐[10槽鋼長度超過9.0m,長細比較大,故增加2道水平桿[10槽鋼,一端與斜支撐[10槽鋼焊接,另一端與防護系統水平角鋼100×10焊接。
五、搭設要點與注意事項
1本防護方案主要是為了施工塔吊而設立的,塔吊安裝位置不能滿足部頒《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005)第3.1.2條最小安全操作距離8m的要求。另外,在塔吊旋轉范圍內,在突遇停電,又刮起大風的特殊情況下,極有可能造成吊索或吊物碰觸高壓線路的危險,為此必須采取切實有效的防護措施。
2本防護方案只是塔吊臨近高壓線
作業為防觸電而采取的安全技術措施,還需要采取其他措施如下。
(1)施工作業中當遇到停電又刮4級以上風時,塔吊司機應立即使用備用24V直流蓄電瓶充電的電源,使伸臂旋轉機構的電磁制動裝置通電起到制動作用,大臂不會隨風旋轉,避免吊索或吊物碰觸或接近高壓線路;同時,施工現場值班電工應啟動380V的發電機,供給塔吊電源。
若遇風力繼續加大,司機應迅速將吊物落下,將吊鉤升到大臂根部相距2m處,停止作業,并立即松開旋轉機構的制動器,使其在風標效應的情況下,伸臂自由旋轉。
塔吊大臂及吊鉤上升高度只要脫開了高壓線路感應電場的范圍,就不會發生觸電事故,也不會造成塔吊在刮大風時因強行制動旋轉機構而致損傷設備或造成倒塔事故。
(2)由于塔吊一側為西湖路,行人較多,塔吊應盡量減少西湖路一側吊臂運行,在防護系統水泥電線桿頂部必須安裝紅色警示燈,以提醒塔吊司機注意安全。
(3)由于本防護系統由鋼結構組成,而且靠近高壓線與變電器,為防止在雨天高壓線路磁場感應的影響,防護方案中水平桿100×10角鋼及Ф10管箍等形成的整體鋼骨架必須分別用5根Ф12鋼筋重復接地。
(4)安裝電線桿必須由電業局專業人員負責安裝,特別強調安裝與拆除時應停電作業,并進行相關的安全交底和監護。
3除嚴格對塔機檢查驗收外,應對塔吊司機、指揮人員、掛鉤工和電工堅持持證上崗制度,進行專業安全操作培訓和教育,使其達到密切配合,嚴格崗位責任制。
4塔吊與本防護系統應有可靠接地,接地不可少于2處,接地電阻要求不小于4 。
5對塔吊與防護系統產生靜電效應進行跟蹤監測,發現問題及時處理。
6在塔吊駕駛室的臺面配備高壓絕緣墊,所有電器裝置保持絕緣良好,并安裝漏電保護器。
7對塔吊司機與指揮人員進行安全技術交底,塔吊回轉時起吊鉤的高度必須在高壓線上方6m以上。下班后,吊鉤、鋼絲繩的回收位置也必須在高壓線上方6m以上。
[關鍵詞]建筑基坑支護;問題;原因;對策
中圖分類號:TV551.4 文獻標識號:A 文章編號:2306-14(2014)10-
城市高層建筑的迅速興起,進一步促進了深基坑支護技術的發展。為確保施工安全,防止塌方事故發生,工程技術人員對建筑深基坑支護的安全問題,應給予以高度重視。
1. 深基坑支護存在的主要問題
深基坑支護不僅要求確保邊坡的穩定,而且要滿足變形控制要求,保證基坑內正常作業安全,而且要防止基坑及坑外土體移動,保證基坑附近建筑物、道路、管線的正常運行。但是,深基坑支護的設計、施工、監測技術是近年來經常遇到的技術難題。在實際應用中,也出現了一系列的問題,急需解決。
(1)邊坡施工達不到設計、規范要求,常存在超挖和欠挖現象。(2)土層開挖和邊坡支護不協調,常見于支護施工滯后于土方開挖很長一段時間,而不得不采取二次回填或搭設鋼管作業架來完成支護施工。(3)噴射混凝土厚度和強度達不到設計要求。(4)成孔注漿不到位,土釘或錨桿受力滿足不了設計要求。(5)邊坡頂面未按要求處理。(6)忽視施工跟蹤監測監理。施工跟蹤監測監理是隨時掌握基坑支護變化的重要技術手段,是確保工程正常發現和及解決問題的前提條件,千萬忽略不得。
2. 深基坑支護存在問題的主要原因分析
隨著基坑工程的發展,原有深基坑支護結構的設計理論、設計原則、計算公式、施工工藝等,已不太符合深基坑開挖與支護的實際情形,由此導致基坑工程事故頻發,造成巨大經濟損失和社會影響。另外,現在城市建筑物之間空間狹小、施工場地局限等因素的存在,往往導致地下設施開挖后,給基坑支護工程施工帶來很大的難度。深基坑支護存在問題的主要原因有以下幾個方面。
2.1 支護結構設計中土體的物理力學參數選擇不當
深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全度,但由于地質情況復雜多變,要精確地計算出土壓力參數指標值,目前還十分困難,目前的計算依據仍在采用庫倫或朗肯公式進行。關于土體其它物理力學參數指標值的選取同樣非常復雜,例如在深基坑開挖后,含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數指標值彼此之間就是變化的,很難據此準確計算出支護結構的實際壓力。
在深基坑支護結構設計中,如果對地基土體的物理力學參數指標值選取不準,將對設計計算結果產生很大影響。土力學試驗數據表明:內摩擦角值的略微相差,便會給其所產生的主動土壓力值帶來很大不同;原土體的內凝聚力值與開挖后的各參數值相比土體內凝聚力,則差別更大。施工工藝和支護結構形式不同,對土體的物理力學參數的取值也有很大影響。
2.2 基坑土體的取樣具有不完全性
在深基坑支護結構設計之前,必須對地基土層進行取樣分析,以取得比較合理的土體物理力學參數指標值,為支護結構的設計提供可靠的依據。一般在深基坑開挖區域內,按國家規范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探工作量和降低工程造價,不可能鉆孔過多。因此,所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。而實際上大部分基坑支護工程的建設者都未進行此項工作,這就難免不給工程埋下安全隱患。實際工程地質條件極其復雜、多變,可靠測取相應物理力學指標值是十分必要的。否則支護結構的設計就難免不符合實際地質情況而導致工程問題發生。
2.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周
深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩,常常在長邊的居中位置發生。這說明深基坑開挖所引起邊壁土體受力變形是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設是比較符合實際,而對近似方形或長方形深基坑而言則不盡符合。所以,在未來進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時,要對支護結構作適當調整,以適應由開挖所引起邊壁(坡)問題空間效應。
2.4 支護結構設計計算與實際受力不符
目前,深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐表明,有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數,從理論上講是絕對安全的,但有時卻發生了工程事故;有的支護結構安全系數雖然比較小,甚至達不到規范的要求,但在實際工程中卻滿足安全度要求。
極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態設計,而實際上開挖后土體是一種動態平衡狀態,也是一種土體逐漸松弛的過程,隨著時間的增長,土體強度逐漸下降,并產生一定的變形。所以,在設計中必須要充分考慮到這一點。
2.5 計算軟件的局限性
由于基坑支護工程環境條件非常復雜,現有的計算深基坑支護的各種軟件在全國各地的的應用中,不可避免地產生了地區的不適應性。而且,由于現在建筑物的復雜關系,基坑復雜的周邊環境,使得單純用軟件計算不能很好反映出來。因此,在用軟件進行計算的同時,必須要結合當地的經驗,經綜合分析考慮后予以取舍,以減少基坑工程的安全隱患。
2.6 施工質量
目前建筑市場上施工隊雜亂,素質參差不齊,直接影響了基坑工程的施工質量。在一些深大基坑支護工程施工中,不可避免地出現了各種塌方滑坡事件。因此,必須對施工隊伍進行嚴格的管理和整頓,要有各種有效而可靠的應急預案,保證基坑的發現異常和險情,確保能作出快速有效處理,防止工程和人員傷亡事故發生。
3. 建筑深基坑支護設計中的主要對策
工程建筑基坑的開挖與支護結構是一項系統工程,涉及工程地質、水文地質、工程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集土力學、水力學、材料力學和結構力學等于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。因此,工程建筑基坑支護設計與施工必須要綜合考慮當地工程地質與水文地質條件、基坑類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環境對基坑側壁位移的要求,以及基坑周邊荷載、施工季節及施工條件、支護結構使用期限等因素,做到合理設計、精心施工、經濟安全、因地制宜、因時制宜、精心勘察、合理設計、精心施工、嚴格監控。
3.1 徹底轉變傳統的設計理念
目前,土壓力分布還按庫倫或朗肯理淪確定,支護樁仍用“等值梁法”進行計算。其計算結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經濟。由此可見,深基坑支護結構的設計不應再采用傳統的“結構荷載法”,而應徹底改變傳統的設計觀念,逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系。這是設計人員需要加強科研攻關的方向。
3.2 建立變形控制的新的工程設計方法
目前,設計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設計方法,其計算結果具有重要的參考價值。但是,將這種設計方法用于深基坑支護結構,只能單純滿足支護結構的強度要求,而不能保證支護結構的剛度。眾多工程事故就是因為支護結構產生過大的變形而造成的。由此可見,評價一個支護結構的設計方案優劣,不僅要看其是否滿足強度的要求,而且還要看其是否產生環境問題,關鍵在于其變形大小。鑒于上述實際,在建立新的變形控制設計方法時,應著重研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等問題。
3.3 大力開展支護結構的試驗研究
正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎上。開展支護結構的試驗研究(包括試驗室模擬試驗和工程現場試驗),能夠積累大量的測試數據,可對同類工程的成功打好基礎,為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。
3.4 探索新型支護結構的計算方法
高層建筑的飛速發展給深基坑支護結構帶來一場技術革命。目前,深基坑支護結構正在向著綜合性方向發展,即受力結構與水結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合。這幾種結合必然使支護結構受力復雜。所以,建立新型支護結構的計算方法,已成為深基坑工程技術的當務之急。
3.5 要強化施工隊伍建設
3.5.1 要強化管理、充分發揮“三檢”和監管協調的作用
施工單位要從根本上解決好施工管理人員,特別是項目經理、技術負責人,專業工長的素質和組織管理松懈的思想問題。
3.5.2 要堅持持證上崗和崗前培訓制度
工程施工中,不但管理人員要具備相應的崗位管理能力,要熟悉各工序的操作程序和質量控制點。操作人員也應具有相應崗位的上崗證,嚴格管理,對新來人員和離崗較長時間的人員必須做好崗前培訓工作,來確保操作人員的操作水平和方法。這樣方可達到即節約材料省工,又保證工程質量的目標。
3.5.3要強化質量責任,加強過程控制
噴射混凝土的質量好壞和厚度取決于噴射操作手的操作方法和水平,而其關鍵又是噴嘴與受噴面的距離、噴嘴移動、水量的調節。施工時,噴嘴與受噴面的最佳距離為0.8~1.0 m;噴嘴移動須將其橫過坡面且穩定而系統地做圓形或橢圓形移動;水量的調節使噴射混凝土表面產生光澤為止;回彈率的大小與原材料的配合比、施工方法、噴射部位及一次噴射層的厚度有關。
3.6要加強對土方開挖施工工序的組織與管理
深基坑開挖施工中,要精心安排開挖施工分層、分塊的部位和時間,精心安排擋土支護的施工時間,以有效地控制基坑已開挖部分的無支護暴露時間和減少土體被擾動的時間與范圍,以達到利用尚未被挖動的土體尚能在一定程度上控制其自動位移的潛力,而使其應力控制土移和基坑支護周圍土移之間存在著一定的相關性。所以科學地安排土方開挖施工順序和控制施工進度,充分利用這種相關性,將有助于控制支護結構的坑周土體的位移。
3.7要實施跟蹤監測
在深基坑開挖過程中,我們要及時記錄和反饋信息,并進行跟蹤監測,以便于隨時科學調整施工因素,優化設計。
4.結語
隨著大批的高層和超高層建筑的建設,地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程,開發商為提高建筑用地率,加之國家有關規范對基礎埋置深度和工程的要求,多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少,有的地下建筑甚至有三四層,深的達十多米。因此,必須要充分認識工程建筑基坑支護的重要性、復雜性及風險性。無論是工程結構設計,還是施工組織都應當從整體功能出發,將各組成部分協調好,才能確保它的安全可靠、經濟合理。
參考文獻
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[4]高層建筑施工[M].北京:中國建筑工業出版社,1997
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關鍵詞:基坑支護設計工程;常見問題;解決方法
中圖分類號:TV551文獻標識碼: A
前言
在城市建筑工程中,深基坑工程屬于一種臨時性的工程,常常都處在地下管線和道路的橋梁附近。這種工程雖然不屬于建設工程中的永久性建筑工程,但是其對于技術的要求卻比永久性工程更高,無論是對于施工技術還是施工工藝。深基坑支護工作設計的好壞直接關系到了整個建筑工程的質量和安全,對地下設施和周邊建筑的安全性起到了非常關鍵的作用。因此,在土木工程建設的過程中,應該選擇科學合理的基坑支護設計方案,全面保證工程建設的質量。
1、基坑支護工程的特點
基坑工程在建筑工程中屬于臨時性工程,但是其中所包含的技術含量非常高,而且施工的過程非常復雜,一旦出現一點點的問題就會造成巨大的經濟損失或較不利的社會影響。因此,了解基坑支護工程的特點,是順利開展基坑支護工程建設的基礎保證?;又ёo工程具有以下特點:
1.1、不確定性與事故率
在基坑支護工程中存在多種不確定性因素,如巖土內部結構構造、巖土的性質等差異大,勘察數據具有很大離散性,自然條件、監測方法、設計方式等會隨著具體情況的變化而變化。除此之外,很多基坑工程會在較狹小的場地進行施工,與道路較為接近,加上施工條件較差、施工周期較長、難度較大等因素,發生事故的概率較高。
1.2、區域性與實踐性
由于在巖土工程中基坑支護施工所針對的區域性較強,因此,在進行基坑支護施工的過程中,應該首先對巖土工程的施工現場進行全面仔細的勘察,其中主要包括基坑的地質構造、水質情況、地下水位情況。即使是同一城市中,也存在基坑支護工程區域差異性。
1.3、單一性與綜合性
基坑支護工作時一項復雜繁瑣而且綜合性特別強的一門綜合性的學科,其中主要包括巖土工程、施工工藝和結構工程等幾個方面的內動。這些施工的工藝在各個方面之間有相互影響和制約,綜合體現了在施工過程中的綜合性和系統性。同時,這也說明了在進行基坑支護設計施工的時候必須要綜合考慮多個方面的施工因素。
2、基坑支護設計工程中存在的問題
2.1、沒有正確地選擇土體的物理力學參數
在巖土工程中基坑支護結構的設計上,所涉及到的土體的物理力學參數并沒有完全地符合建設的需要。在工程建設的過程中,基坑支護的安全性主要是受到其支撐壓力大小的影響,通過對這種壓力的計算可以計算出一定的物理力學參數值。但是,由于所進行建設的地質條件比較復雜,變化多樣,要實現非常精確的計算目前還沒有這種技術水平。同時,由于土體物理力學參數在選擇上也是一個比較復雜的問題,特別是含水率、粘聚力和內摩擦角等三個參數受到深基坑開挖后的影響,經常出現不同的變化,因而非常難以計算出基坑支護結構的真正的受力情況。
2.2、基坑土體所選擇的樣本沒有整體性
在進行基坑支護結構的設計之前,勘察人員應該對基坑的土質進行取樣試驗的工作??辈烊藛T通過對所取樣土質的分析,能夠獲取較為合理的物理力學指標,從而正確地指導基坑支護工程結構的設計工作。但是,在進行鉆探的過程中,為了控制工程造價和勘探的工作量,鉆孔就會相應地受到限制。在這種情況下,所取得的樣本存在一定的隨機性和不完整性,再加上地質構造的復雜和多變的特征,樣本更加的不可能反映出基坑土體的真實情況。
2.3、基坑支護結構真實的受力情況與設計的不相符
基坑支護結構設計中所進行的設計計算,一般都是按照極限平衡理論來進行的,這種理論是一種靜態的概念。而在實際的施工建設中,基坑土體處于一種動態的平衡狀態,其施工的荷載力隨時都會發生相應的變化。結構設計中的相關荷載力數值,只有根據實際情況的變化進行相應的修改才能與實際情況相符,否則會造成支護結構的變形,不利于工程建設的有效開展。
3、基坑支護設計工程中提高安全性的改進措施
3.1、加強設計理念的更新
建議行政主管部門建立專門機構對基坑支護設計方案進行審查和評價。對于基坑設計人員的資質應有明確要求,不具備設計資質的人員或單位不能從事基坑支護設計工作?;又ёo設計人員應加強自身的素質的修養,不斷提高自身的設計水平,包括選擇技術參數取值的準確性、適用性,加強基坑支護理論研究,對于基坑變形的控制設計等。這種技術能力的掌握和認識的存在,有利于基坑支護結構的合理設計,為其提供一定的理論基礎。在這種理念計算出來的結果與實際的情況往往相差比較大,不利于工程建設的質量和安全建設。因此,在今后的基坑支護設計中,要逐漸地形成以施工監測為主導,進行動態信息反饋的新的設計體系,徹底地改變傳統的設計理念。對設計理念進行優化,是提高施工質量的有效方法。改變以往不合時宜的傳統設計方式或土壓力計算方法,根據具體要求和情況,建立以施工監測為主導的信息反饋設計體系。
3.2、積極尋找新型的機構計算方法
隨著高層建筑的發展,新的支護結構不斷的出現,并有效地應用到實際的工程建設中。比如鋼板樁、低下連續墻等支護結構的使用,促進了土釘、雙排樁和旋噴土錨等支付結構型式的產生。但是,對于這些新支護結構的相關計算和設計并沒有形成統一的理論,加強其計算和設計方法的研究,仍然是一個非常重要的問題。
3.3、采用新的設計方法控制變形
我國在進行基坑支護工程機構設計時,采用的主要是極限平衡原理,這是一種簡便實用的設計方法。在這種原理的指導下,所設計出來的基坑支護結構可以滿足結構在強度上的要求,但是不能夠有效地體現支護結構剛度上的要求。因此,為了避免由于結構剛度而造成相應的事故,應當采用新的設計方法控制變形。相關的設計人員應當對控制變形的標準、空間效應變化成地面超載等問題進行進一步的研究。
結束語
總的來說,在巖土工程中,基坑的支護設計中存在著很多的問題和風險,總之,巖土工程基坑的支護設計存在一定的風險,地質條件變化多樣,工程建設的相關管理者應當在結合所在地工程建設的經驗上,按照一定的要求和設計理念進行深基坑支護工作的施工,從而有效的對支護結構起到了安全保護性作用。但是,按照傳統的深基坑支護的建設理念和設計理念,及其計算方法來說,必須要結合實際的施工,進行科學合理性的改進,全面促進深基坑支護工作的發展,保證巖土工程建設的安全性。
參考文獻
[1]譚淑華,鞠輝.巖土工程中基坑支護工程存在的問題及對策分析[J].科技與企業,2014,01:173.
關鍵詞:高速公路; 邊坡; 植被;存在問題;對策
前言
目前在國際上,高速公路邊坡植被防護的方法有液壓噴播植草護坡、噴混植生植被護坡等,但其技術始終處于研究開發階段,而我國高速公路邊坡植被防護技術開展研究的時間較晚,還不是十分成熟,近十幾年來,他們主要是圍繞植被護坡工程技術進行討論,尚無或較少有人對高速公路邊坡植被防護方法中存在的不足進行研究。所以,系統地介紹高速公路邊坡植被防護方法和優缺點以及探索高速公路植被護坡技術的可持續發展對策就顯得尤為迫切。本文通過對高速公路植被護坡方法等方面的基礎研究,分析現有高速公路植被護坡方法及其存在的不足,結合研究內容提出合理的對策與建議,僅為高速公路植被護坡工程提供參考。
1、我國高速公路邊坡植被防護工程中存在的問題
隨著高速公路邊坡植被防護技術的推廣應用,在實際應用中發現也有一些不足,植被防護技術暴露出了許多問題。
1.1草坪的退化
在高速公路工程建設中,人工種植草坪在低養護或無養護情況下,極易退化、死亡, “一年一大片,兩年一條線,三年一點點,四年看不見”是其形象寫照。因為人工種植草種生長力較弱、品種單一,高速公路邊坡的水分、養分等供應較差,在自然狀態下,出現草坪退化。已竣工的廣東開(平)佛(山)高速公路,云南昆曼大通道部分路段如玉(溪)元(江)高速路等邊坡植草都呈現不同程度的草坡退化,這是一個十分突出和嚴重的問題,若草坡退化得不到解決,不僅造成重復建設、資金浪費,而且起不到生態防護效果,最終可能會引起水土流失、路面垮塌等許多不良后果。
1.2 坡面防護植物種類單一
目前,大多數高速公路護坡植物選擇較單一,常常采用牧草和草坪植物導致出現黃化、裸斑、滑坡等現象,其抗侵蝕能力較差,呈現較單一的景觀效果。單一的植物種類容易受到來自夏季高溫、冬季嚴寒的限制以及植物病蟲害的威脅。
1.3機械噴播時植物種子配比難以控制
在高速公路建設中,采用液壓噴播的方法在較短的時間內把開挖的邊坡恢復到植被覆蓋狀態,施工者面臨的首要問題就是如何將植物種子配比到最佳狀態,植物種子的比例將最終確定坡面植物的成型方式及護坡的效果。
1.4自然條件的惡劣對邊坡植被構成威脅
開挖后的巖石邊坡,巖石層厚,整體性好,坡體高陡,對邊坡進行植被綠化后,隨著時間的增長,秋冬季干旱,夏伏季炎熱,土體養分逐漸流失,土壤肥力降低,這將直接影響到邊坡植物的成活和生長。某些地區的夏季,即使選擇高羊茅抗旱、耐熱品種獵狗等作為巖石邊坡的優勢種,但由于高溫、高濕的氣候條件,使高羊茅出現了倒伏、死亡現象。灌木種子如合歡、火棘、胡枝子等在坡面的發芽、生長相當不佳,正常的發芽率不足10%。
1.5 噴播基材能否長期發揮作用
采用噴播技術對巖石邊坡綠化施工后,早期會得到一定的綠化效果,但隨著時間的推移,基材的養分必然會因流失或被植物吸收而損失,基材肥料的緩效性、基材的保水性也會逐漸喪失,從而難以使綠化的坡面得到長久的保護。如果該問題得不到解決,那么巖石邊坡的植被綠化技術將面臨巨大挑戰。
2、根據存在問題給出的措施與建議
2.1 灌、草結合走本土化道路
防治邊坡草坪退化的重要措施就是灌草相結合,掌握當地植物群落結構特點,走本土化道路。在國外已經開始流行以灌木為主的綠化方式,天然植被一般都是草木混生的,在較高的貧瘠土質或石質邊坡上,采用灌草結合的客土噴播或噴混植生技術施工,可以將灌木樹種和草種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木防護為主,構建灌草立體防護生態體系,達到恢復自然植被的目的。
2.2豐富邊坡植物的多樣性
在高速公路邊坡植被防護過程中,首先選擇灌草為主的水土保持植物作為“先鋒植物”,讓這些先鋒植物迅速覆蓋坡面,防止水土流失,使邊坡坡面與周圍的自然環境協調,使其與自然融為一體。在選擇坡面植被時草本植物可以考慮禾本科香根草,灌木植物考慮大葉黃楊、迎春、枸杞等,植物的選擇宜以鄉土植物為基調,同時也應考慮淺根植物和深根植物的結合、還要盡可能配置抗逆性強的植物和水、肥、光、熱利用率高的植物。建設一個具有生物多樣性的穩定的、生命力強。
2.3加大科研投入,探索新的護坡植被種類
我國植物資源豐富,在植被護坡的過程中優先選擇當地野生植物資源,它是在本地氣候條件和環境條件下長期進化的結果,最適合當地的立地條件。但這方面的研究目前還比較少,應加強研究力度,找出適合當地立地條件的新的護坡植被。
2.4 重視邊坡防護的設計,增加資金投入
在高速公路建設中,人們常將設計重點和大量資金放在它的工程功能及安全功能上,而邊坡植被防護設計重視不足,植被邊坡防護工程往往采取低價中標的方式,這種低投入、低質量的惡性循環,使邊坡生態環境發展不夠好,抗災能力不強。鑒于這種情況,要加大高速公路邊坡建設、養護資金的投入。
2.5 加強各學科之間的聯系、積極探索邊坡植被防護新技術
植被護坡是一門邊緣學科,涉及工程力學、生物學、土壤學、肥料學、園藝學、環境生態學等學科,必須加強各個學科之間的聯系,并積極引進、開發新材料、新工藝及配套施工機械設備,充分吸收新的科研成果、先進技術,注重國際和行業間的技術交流與合作。在科研和實踐的基礎上,積極探索邊坡植被防護新技術。
3、結束語
在通過分析和研究之后,筆者認為:
(1)灌木和草本二者有效的結合可以較好地防止坡面的局部水土流失,灌木植物的根系可以錨固0.75~1.5m的土壤深處,草本植物的根系在淺層土壤中錯綜盤結。在植被護坡的實踐中發現,灌草結合具有明顯的優勢,他們所形成的生態群落比較穩定,護坡效果明顯,所以加快人工植物群落向自然群落演替是實現邊坡穩定性的必然趨勢。
(2)單純的工程措施雖然能在早期對坡面的不穩定性和侵蝕性有較好的效果,但隨著時間的推移,效果越來越差;而植被護坡與此相反,開始的作用較小,隨著植物生長、強度的增加,對坡面的穩定性、生態防護作用越來越明顯,但植被根系的延伸使土體產生裂隙,增加了土體的滲透率。因此,工程措施與植被護坡技術相結合可以有效地發揮穩定邊坡和美化環境功能,實現高速公路坡面的穩定性和景觀效果的可持續性。
參考文獻:
[1]李西,羅成德,陳其兵.巖石邊坡植被護坡選擇初探[J].中國園林,2004(9):52-53.