护坡技术论文范文

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太浦河泵站的进、出水渠为新开河道，由西向东布置于太浦河的南侧，其直线段与太浦河中心线平行，两者中心线相距200m。进、出水渠全长890.13m，为梯形明渠，渠道边坡1∶3，渠底高程分别为-2.50和-1.80m，渠顶高程分别为7.00和6.00m。进水渠堤在高程3.5m处设置宽5m的马道。出水渠马道宽3m，高程为3.20m。

为了体现环境水利的理念，美化泵站环境，由太浦河泵站建设指挥部牵头，水利部上海勘测设计研究院（下简称上海院）与日本冲谷实业（深圳）有限公司就有关生态护坡的方案进行了讨论和研究，并于2001年10月在工地现场进行了现场试验。

2生态护坡应用现状

2.1生态护坡的发展趋势

从20世纪80年代后期开始，地球环境及保护问题在各个方面为人们所重视，同时对关系到自然环境变化的生物多样性下降问题也开始引起人们的担心。尤其是人口密集的城市，人们越来越关注与己休戚相关的环境问题，因此，人们开始建造公园、公共绿地等来改善环境，同时在充分发挥公园、公共绿地原有功能的基础上，也开始把它们作为保护生物多样性及直接与生物相连的场地，而这些场地作为地球生态系的重要构成因素所发挥的作用也开始越来越受到人们的重视。

多自然型河流建设方法是目前国际上比较流行的一种河道环境综和整治的新方法，它把水边作为多种生物生息空间的核心，并把河流建设成尽量接近于自然的状态。在建设多自然型河流中，重点是努力创造出具有丰富自然的并具有魅力水边环境。在河道整治的各种方法中，应从生态学的观点出发，应优先采用生物材料法，其次采用混合方法，即采用植物与木材或石料合用，最后才考虑刚性材料方法，即采用木材、石料和混凝土。

日本是生态设计用于水利工程较好的国家，其对河道生态设计的原则主要有以下五个方面：

（1）治水：主要通过修建护岸来实现；

（2）自然环境、生态系统的设置：主要通过水边绿化、设置生物的生长区域和水质保护等实现；

（3）水边景观的设计：通过设置建筑物来保证与周围环境的和谐以及保证水边景观的连续性、自然性；

（4）亲水空间的设计：通过水边的台阶、缆绳、绿地等设施来实现；

（5）循环型空间的设计，：用木材、石头、砂子等天然材料的多孔性构造，控制废料的产生，尽量避免未来发生的处理问题及二次性环境污染问题。

2.2国内河道护坡现状

传统的河道护坡结构往往只片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能，较少地考虑河道的生态或环境功能，因此河道的护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料，甚至有的地方追求所谓的“高标准”河道，对河道采用全断面刚性材料衬砌，使河道的环境条件模式化，并使生物种类单一化，由此带来的环境问题是很严重的。

随着国家综合国力的增强和人民生活水平的提高，我国也开始越来越重视环境保护问题。我国国民经济和社会发展第十个五年计划中提出，必须重视生态建设和环境保护，加强自然保护区和生态示范区建设，保护陆地和海洋生物的多样性。人们在越来越注重城市环境和保护生物多样性的同时，也开始注重水利工程的环境问题，在有些堤防和护岸的结构设计中开始注入环境水利的设计理念，如有些堤防护坡采用草皮，依靠草皮良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力，另外在水土保持工程、防止坡地雨水冲蚀等方面也有一些应用。但总体来说，生态护坡在水利工程中的应用尚处于试验和研究阶段。

3生态护坡方案的可行性

生态护坡能依靠植物良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力，同时生态护坡具有造价低、能美化环境的独特效果，在国外已得到了广泛的应用，在国内也有一些应用。

茂渔川工程位于日本北海道惠庭市，是由日本冲谷实业有限公司1990年设计的，该工程的护坡结构同太浦河泵站进、出水渠（水生植物种植区域），种植的植物为千屈菜、黄昌蒲、千岁梅花藻和豆牟菜。该工程河流的正常流速为0.4m/s～1m/s，洪水时河流的流速达3m/s。工程运行至今已有近12年，固土和抗冲能力效果良好，且美化了环境。由于利用石头、砂子等天然材料的多孔性构造，通过水边绿化、设置生物的生长区域，保护了生物多样性，避免了材料的二次性环境污染问题，同时利用水生植物对水体自净能力，使水质得以改善。

卫运河生态护坡试验段工程位于卫运河祝屯闸下险工段内，长170m，是海河水利委员会利用土工织物与生物工程措施相结合的护岸工程试验研究段。试验段滩顶高程28.30m，河底高程18.63m，在高程24.00m处设宽1m的马道。马道以上的设计边坡为1:2.5，采用深栽柳护坡，柳树纵横株距均为1.5m，柳间栽爬根草；马道以下的设计边坡为1:2，采用土工织物排体护坡、护基，排体上面用混凝土预制块组成框格压载，在框格内填土、深栽柳，柳树纵横株距均为1.5m，柳间栽爬根草，其生态护坡剖面图见图1。该工程于1987年5月完工，经过两个汛期400m3/s流量的考验，目前框格内的草皮茂盛，且生长茂盛，柳树的成活率95%以上，护坡效果良好。

从以上国内外两个成功的工程实例可以看出，只要太浦河泵站的生态护坡结构设计和植物选择得当，生态护坡方案在太浦河泵站工程中是可行的。

图1卫运河生态护坡剖面图

4生态护坡试验与研究

4.1设计要点

太浦河泵站进、出水渠道除具有一般河道所具有的防洪、引排水和航运等功能外，它还具备与泵站有关的一些特点：太浦河泵站进出水渠为新开河道，进水渠为1级堤防，护坡应具备固土、抗冲能力，稳定要求较高；进、出水渠的地质条件不太理想，在堤底附近有一层较深厚的、呈流塑状的淤泥质粉质粘土，而堤顶与堤底高差最大达9.5m（进水渠）；泵房的施工期较长（达18个月），地下水位又较高，给施工期的进、出水渠的稳定带来威胁（渠道中无水）。根据国内外生态护坡的成功经验，结合泵站进、出水渠的特点，生态护坡的设计原则如下：

（1）生态护坡应满足渠道功能和堤防的稳定要求，并降低工程造价；

（2）尽量减少刚性结构，增强护坡在视觉中“软效果”，美化工程环境；

（3）进行水文分析，确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择合适的植物；

（4）应设置多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间；

（5）尽量采用自然的材料，避免二次环境污染；

（6）布置时考虑人们的亲水要求。

4.2栽种植物的选择

在栽种植物以前，应首先进行工程区域的植被调查，然后根据植被调查结果，充分考虑到栽种植物与周边环境的协调、景观、安全性、地域适应性及生态平衡的问题，并按以下条件进行严格的选择：

（1）适合气候、气象条件的树种；

（2）土壤要求低；

（3）原有品种；

（4）抗病虫害能力强，对周围环境的危害性小；

（5）寿命或者效果发挥时间长；

（6）具有能够美化环景的效果；

（7）容易维护管理；

（8）具有市场性。

在现场选择完全满足上述条件的植物是困难的，但可选择适合于河畔生长的和具有适合工程实际和生长能力的植物。在充分调查太浦河两岸及苏州地区现有植被的基础上，经过认真论证，在水位变化区采用水生植物护坡，水生植物初选太浦河两岸常见的千屈菜、香蒲和黄昌蒲，马道以上喷植草坪护坡。

4.3生态护坡设计

根据渠道水位的变化范围，在渠道的不同坡段选用合适的植物，是生态护坡设计的一项重要内容。太浦河泵站工程的主要功能是在枯水年份向上海供水，其进出水渠生态护坡的设置高程应以不影响进出水渠的过水能力为前提，同时尽量确保硬性护坡的淹没时间最长，以提高工程的环境效益。

太浦河泵站进水池的设计运行水位为1.90m，此时进水渠入口水位为2.10m，考虑以高程1.90m作为分界，即进水渠高程-2.50m（渠底）至1.90m仍维持原浆砌块石护坡结构，高程1.90m以上至堤顶采用生态护坡。其中，高程1.90m至马道高程（包括马道）部分采用干砌块石加水生植物护坡，马道以上部分采用草皮护坡；泵站出水渠的最低运行水位为2.66m，设计水位为3.29m，最高运行水位为3.34m，根据有关文献介绍，国内3级堤防的临水侧均可采用草皮护坡，为确保边坡的抗冲稳定，考虑进、出水渠生态护坡景观的连续性，以高程2.60m作为分界，出水渠高程-1.80m（渠底）至2.60m仍采用原浆砌块石护坡结构，高程2.60m（包括马道）以上至堤顶采用生态护坡。其中，高程2.60m至马道高程（包括马道）部分采用干砌块石加水生植物护坡，马道以上部分采用草皮护坡。

生态护坡结构除满足泵站正常运行期的稳定要求和固土抗冲要求外，还应满足进、出水渠施工期的稳定要求，尤其是护坡的施工期渗透稳定。由于目前国内对生态护坡在工程中的应用尚处于试验与研究阶段，因此在生态护坡结构的设计中，参考了前述的日本茂渔川工程的护坡结构：在水生植物的种植区域护坡采用干砌块石加水生植物，具体做法是面层采用厚35cm的干砌块石，干砌块石下铺厚10cm的碎石垫层，在碎石与土坡的交接处铺设麻布一层，以形成反滤，确保施工期护坡的渗透稳定，；在面层干砌块石之间的缝隙内用土回灌后再种植水生植物（见图3）。草坪喷植的方法与国内常见的三维网垫法不同，它利用一种专用机械用一定的压力将草籽、粘结剂、养料和水的混合物喷洒在的护坡土表面，这种方法与三维网垫法相比，草坪更容易生长，且具有施工快、固土效果好、造价低等优点。

4.4生态护坡的稳定

进、出水渠护坡必须满足稳定的要求。稳定一般包括边坡的圆弧抗滑稳定、渗透稳定和抗冲刷稳定。

进、出水渠道的底宽是根据泵站设计流量的条件下，经技术经济比较并结合了水工模型试验的结果综合确定的，同时渠道应满足不冲、不淤流速的要求；进、出水渠马道的宽度和高程的设置以及边坡坡比，是根据堤防的抗滑稳定结合施工条件综合确定的。对泵站的进、出水渠护坡，原护坡采用浆砌块石结构，现部分改用生态护坡，经对边坡抗滑稳定计算分析，即在不改变原护坡的坡比和尺寸的前提下，生态护坡的边坡抗滑稳定仍能满足规范要求。

护坡的抗冲刷稳定也是护坡设计的一项重要内容。根据英国建筑工业研究与情报协会原型试验结果以及英国奈特龙公司的资料（图2），一般草皮的的抗冲刷的极限流速大于1m/s，而太浦河泵站的进、出水渠在设计水位情况下，最大流量300m3/s时渠道流速分别为0.82m/s、0.69m/s，均小于1m/s。又如前述的日本的茂渔川工程的实例，其护坡结构和选用的植物与太浦河泵站进、出水渠相似，洪水时河流的流速虽然高达3m/s，但生态护坡的固土抗冲效果良好。综上所述太浦河泵站生态护坡的抗冲刷稳定是能保证的。

4.5现场试验

为进一步验证生态护坡结构方案的可行性以及所选植物对太浦河泵站现场的适应性，在泵站工地进行了现场试验。试验段选择泵站下游亭子港堵坝临太浦河侧，边坡的坡比以及护坡的结构设计完全模拟出水渠，也就是说在水位变化区域采用干砌块石加水生植物，植物选用千屈菜和香蒲，水位变化区域以上采用草坪喷植（见图3），试验的面积为120m2。2001年10月14日进行水生植物种植和草皮喷植，10月16日、19日、24日和31日进行了四次人工洒水养护，10月31日拆除部分施工围堰以引入太浦河水，保持围堰内外水位的动态平衡。10月下旬，草坪喷植部分草籽开始发芽，11月上旬，水生植物部分长出新芽。随着气温的下降，从11月底起，水生植物逐渐枯萎，但草坪部分仍保持绿色。随着春天的来临，水生植物日渐发芽，成活率在95%以上。至2002年5月底6月初水生植物和草坪均基本长成，红花绿草，护坡工程很好地融入了周边的自然环境，试验段生态护坡的景观效应已初见成效。

从现场试验的情况看，水生植物选用千屈菜和香蒲（或黄昌蒲，两者习性相仿）以及喷植的草坪是能适应现场实际条件的，均能成活，生态护坡的结构是合适的，能满足护坡的稳定要求。由于千屈菜和香蒲/黄昌蒲是属于不耐寒的草本植物，因此在冬季基本枯萎，对工程的美观性有所降低，但天气转暖后，植物又会发芽。冬季水生植物虽然枯萎，但其良好的根系仍然起到固土和具有抗冲能力。

图3太浦河泵站生态护坡试验段护坡结构剖面图

4.6技术经济比较

对生态护坡部分进行生态护坡方案和浆砌块石护坡方案的投资比较，经投资估算，本工程进出水渠边坡采用生态护坡方案的工程投资约213万元，采用浆砌块石护坡方案投资约353万元，生态护坡方案可节约投资约140万元。

综上所述，生态护坡具有以下优点：

（1）克服了原浆砌块石护坡的呆板和生硬，使工程与自然统一；

（2）利用不同季节的植物的形状和颜色，可大大改善工程环境；

（3）避免采用非自然的材料，避免了二次环境污染；

（4）生态护坡满足了人们的亲水要求；

（5）因设置了多孔性构造，对生物的生长和水质起到了保护作用；

（6）工程造价相对较低。

从工程维护角度分析，浆砌块石护坡具有一次性投资、维护少等优点，但生态护坡一般在栽种后的一年内要进行一定补栽（一般为10%左右），在植物成活前要进行一定的养护，而后，植物主要是依靠自然的力量进行自然更新，通常情况下无需维护，所以维护工作量也不大。因此，尤其是人们越来越重视生态环境的今天，生态护坡在水利工程中具有广阔的应用前景。

5结语

太浦河泵站工程在护坡结构优化设计方面作了积极的尝试，引进了国外较为流行的生态护坡技术，有效地改善了泵站的环境效应。其以人为本、环境水利的设计理念和生态护坡的设计原则以及试验研究成果，可以作为今后类似工程的设计提供借鉴。

参考文献

[1]太浦河泵站初步设计修改报告·2000年6月（水利部上海勘测设计研究院）

[2]太浦河泵站工程进出水渠护坡结构优化设计报告·2002年1月（水利部上海勘测设计研究院上海市水利工程设计研究院）

[3]太浦河护岸咨询设计报告书·2001年6月（冲谷实业（深圳）有限公司）

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防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施，通过技术创新，来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡形式，是水利工程设计和防洪建设的一大课题。人们在追求人与自然和谐相处的条件下，对生态护坡的要求越来越高。防洪工程生态护坡建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念，使护坡工程与周围环境融为一体。现将以可持续发展的观点，就水利防洪工程生态护坡谈几点认识。

一、生态护坡是防洪工程的发展趋势

生态护坡是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下，日益受到重视的。随着我国经济快速发展，生态与环境恶化日益加重，特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革，为减少水质污染，与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出，生态护坡是防洪工程发展的必然趋势，对生态护坡的研究也不断深入。

二、生态护坡的内涵

生态护坡，是指“用活的植物，单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”，其途径与手段是利用植被进行坡面保护和侵蚀控制。目前，工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时，兼顾工程的环境效应和生物效应，以达到一种土体和生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态。

三、生态护坡的技术

我国生态护坡技术近期发展较快，形式多样的生态护坡技术已经在北京、上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。目前采用的生态护坡技术主要有：植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面，但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术：

(一)植物护坡。发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，采用发达根系植物进行护坡固土，既可以达到固土保沙，防止水土流失，又可以满足生态环境的需要，还可以进行景观赏，在防洪工程护坡方面可以借鉴。城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟，护坡效果差，影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m／8的土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。

(二)土工材料固土种植基护坡。土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基，主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成，在多层网的交接点经热熔后粘接，形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧，有合适的高度和空间，可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长，长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外，现在又出一种土工单元固土种植基，即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性，虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些，但还是难以抵御较大洪水侵蚀，还不能应用到堤防迎水坡面。

(三)植被型生态混凝土护坡植被。该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成，是植被型生态混凝土的骨架，具有较高透气性，在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。保水材料以有机质保水剂为主，并掺入无机保水剂混合使用，为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面，形成植被发芽空间，减少土中水分蒸发，提供植被发芽初期的养分，防止草生长初期混凝土表面过热。植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能，上面的覆草具有缓冲性能。这种护坡受水位骤降的影响较小；在季节性寒冷地区，有利于排出和降低被保护土内含水量，减少冻害破坏。

四、防洪护坡创新中应重视的几个问题

(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设，人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广，必然会遇到这样那样的阻力。因此，必须要有一定的政策支持，才能确保新一代护坡技术的广泛使用。

(二)既重视具体设计，又重视宏观视野。护坡设计看似简单，但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案，必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。

(三)重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程，如果大量引进采用国外产品，经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家，都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此，我们要重视科技创新，充分调动水利科技工作者的积极性，开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。

(四)材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料，其成本占工程总费用的比例大。因此，一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新，加快开采、加工、运输各环节配套升级，制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策，将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。

(五)建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺，资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究，减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆，不如尽量少建或非工程措施解决，有些河段完全可以这样做。如：河岸凸凹不平，边坡土质抗冲刷能力强的河段；河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然，硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的，只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究，是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约，仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先，尽量减少可再生资源的使用量，其次考虑护坡的造价与使用年限。(1)尽量减少混凝土用量，优化采用天然石材，天然石材从经济及性能上看都具有优势。(2)提高预制混凝土构件的强度。强度提高了，可以阻止环境水的侵入，从而保证混凝土块的抗侵蚀性，增加了使用年限，使护坡的分摊成本小。

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2水利水电工程施工中边坡开挖支护技术分析

在水利水电工程施工中实施边坡开挖支护工作时，先要对其进行监测。首先，要对边坡的安全性进行考察，主要是对边坡的内部进行断面布置的测试；其次，要开展爆破振动检测工作，充分利用衰减规律，测量爆破的振动频率，并据此来指导边坡开挖施工工作。另外，除了实施监测之外，还要开展物探工作。物探工作主要是对开挖过程中的边坡状态进行了解和分析，以调整边坡施工中的开挖技术，确保边坡施工的质量。在水利水电工程施工中，边坡支护施工控制技术具有重要的作用，通常而言，常用的几种边坡开挖支护控制技术有以下几种：第一种是浅层支护。浅层支护技术包含了排水孔、锚杆和喷混凝土等。在实施过程中，主要是利用全液压钻机来开挖边坡。进行钻孔。在安装锚杆的时候，则要先进行灌浆，然后再插杆实施开挖工作，但是需要注意的是，如果所开挖的岩层不够稳固，那么在施工的时候一定要先插杆再灌浆；第二种是深层支护方法。在边坡开挖工作中，深层支护工作必不可少，因而必须不断地创新和改进深层支护方法。在水利水电工程边坡开挖工程中，采用深层支护技术，一般是利用液压锚固钻机来进行锚索钻孔，通过导向仪器来调整钻孔，避免出现锚索钻孔出现偏斜的现象。在水利水电工程的边坡开挖支护施工中，还要做好钢筋网的铺设工作。当边坡受到地质灾害的破坏而坍塌时，就必须开展有效的钢筋网铺设工作，以加固边坡，使其更为安全。在输送钢筋网时，必须保证钢筋网与岩石层之间无缝隙，并且要将其与锚杆头进行焊接，以形成稳固的整体。除此之外，排水孔施工工作也是水利水电工程边坡开挖支护施工中的重要环节。边坡长时间的排水会削弱其稳固性，为此，可以利用永久排水孔来解决排水工作，开展支护施工。在喷混凝土的区域中，常常会使用永久性排水孔方法，能有效降低水压对边坡的影响。为保障排水效果，可在其内部添加排水盲材，以防止排水孔出现塌孔现象。

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2影响边坡开挖和支护的因素

边坡支护结构的选择的正确与否直接反映边坡支护效果的好坏，然而由于影响边坡支护效果的因素太多，如何根据地质环境条件、边坡性质的特性选择正确的支护结构并不是一件简单的事，因此，在实际的边坡支护方案的选择过程中需要充分考虑边坡变形失稳机理、经济合理与可实施性，选择最合理的支护结构形式。

2．1地质条件

在边坡支护方案选择的考虑因素中，地质条件等相关因素是边坡稳定性分析和支护设计最基础、最重要的因素，直接影响支护的实际效果，因此在支护方案确定过程中，需要加强在这方面的考虑。所谓的地质条件，笼统地说包括地质构造、地形地貌、工程地质、水文地质及地表水等。其中地形地貌等相关影响因素是边坡稳定性的控制重要因素之一，同时也是边坡稳定性分析过程中，可以作为参考借鉴的宏观判断的重要依据。此外，地质构造等影响因素不仅影响边坡的地形地貌，更重要的是影响边坡岩体的力学性质，在一定程度上，地质构造决定着边坡变形失稳的机理，可能会导致陡倾岩体的倾倒破坏或者碎裂岩体危岩崩塌等危险发生。其次，水文地质及地表水等因素的影响，可能会使边坡土体软化和强度降低，降低软弱结构面的强度，因此支护结构必须和排水措施一并考虑，从而使边坡稳定性增强。

2．2变形失稳机理的考虑

除了地质因素决定的边坡固有特性之外，边坡的其他性质也是需要考虑的因素，比如说:坡高与坡比、边坡的使用年限;边坡是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡;以及边坡上方的附加荷载、是否有震动因素等。这些因素的存在都一定程度上影响边坡支护的设计方案的确定。此外，值得注意的一点是，边坡的支护的方案的选择很大程度上是根据边坡变形失稳机理的原理进行设计计算而确立的，然后根据边坡使用及周边环境特性，分别确定边坡重要性等级为一级、二级、三级，进而设计计算采用不同的边坡支护方案。然而不同的边坡其变形失稳机理有所不同，其变形失稳的主导因素也不尽相同。此外由于边坡稳定条件的影响因素太多，而且计算起来十分复杂，因此要想彻底搞清边坡的变形失稳机理是较为困难的，这也一定程度上制约着设计思路和支护形式的选择。因此，认清边坡产生变形失稳的类型十分重要。

3边坡开挖方式

3．1土质边坡的开挖方式

在开挖土质边坡修建水电站时，必须按照由上至下的施工顺序进行，且开挖时要要控制每一次削坡层在3米之内。在削坡结束之后需要使用反铲挖掘机对作业面进行削坡操作，并安排专业的施工人员进行修坡工作。在施工过程中还要加强检查力度。

3．2开挖岩质边坡的方法

开挖岩质边坡时我们一般采取钻爆法来进行开挖施工，按照从上到下进行开挖的顺序进行，爆破时采取毫秒微差梯段爆破的方法。

(1)分层开挖逐层爆破。依据设计的规定在开挖岩质边坡时应该采取分层的梯段爆破法，经过研究调查显示，我们要将开挖爆破的梯段控制在6米左右。由于岩质边坡一般是较薄的顺向的坡，开挖的坡角比岩层的倾角要大，一般开挖的切脚都不太大。

(2)台阶式分层爆破开挖。经过一定的开挖施工之后，边坡会受到各种不同的因素影响，这无形中就加大了支护的难度。由于岩层切脚、爆破以及上层岩层的作用，经常会导致滑塌现象产生。所以为了保证安全，我们必须采取分层爆破的方式来降低安全隐患。

(3)薄层爆破开挖。薄层爆破开挖距边坡12m内侧的岩体，开挖高度应该控制在3m左右。

4边坡开挖支护施工技术措施

4．1土锚杆支护

土锚杆施工技术在边坡支护的过程中，主要针对堆积体浅表以土质为主的坡面进行支护和加强，提高坡面的稳定性。其施工流程相对比较规范，然而施工质量的好坏也直接影响着边坡支护的实际效果，因此在土锚杆施工过程应明确操作步骤，严格按照施工流程，确保施工质量等级。

4．2铺设钢筋网

水利水电边坡施工中为了防止边坡岩体遇水后发生塌方、塌滑等地质灾害，在边坡破碎区应该选用挂钢筋网的方法提高边坡的稳定性。4．3喷混凝土施工

在一期支护工程中喷混凝土是一种常用的施工方法。喷射混凝土可以强化封闭开挖到位的边坡基面，可以减少边坡基面的基岩风化的机会。该施工方法普遍使用在放空洞出口边坡开挖、坝肩开挖、边坡开挖中，并取得了良好的效果。

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1 概述

国际上对生态防护技术还没有一个确切的术语，目前一些专家将生态防护技术定义为基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其它工程材料在边坡上构建具有生态功能的防护系统，通过生态工程自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗活动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的技术。

边坡生态防护应该是工程防护与植被防护的适当的结合。边坡防护的理念应该是以保证边坡稳定性为出发点，再考虑经济、环保及美观。即对于一般地质情况相对简单，坡度较缓且高度不大的边坡，如果单独的植被护坡可以满足维持边坡稳定的要求，则可以取代工程防护，这种情况不仅可以美化环境，并且能减少造价；如果地质情况复杂的高陡边坡，则应该采用工程防护和植被结合的方法。

2 我国山区公路边坡生态防护研究现状

我国是个多山的国家，山地、丘陵和比较崎岖的高原总面积，约占国土面积的三分之二。我国的森林覆盖率只有13.92%。同时，我国是地质灾害严重发生的国家，水土流失面积占国土面积的51%，而且山地的各种工程（公路、铁路、水利、矿山及工业民用建筑）的大规模建设会造成一系列的环境问题，其中最突出的是破坏了当地原有植被，形成大面积不同程度的边坡（或坡地），这些边坡的存在进一步增加了水土流失、滑坡、泥石流的发生强度，也造成局部小气候的恶化及生物链的破坏等生态灾害。

国内山区公路边坡生态防护研究有以下特点：（1）目前比较成熟的技术主要有：三维植被网、浆砌片石骨架植草防护、藤蔓植物护坡、土工格室植草及钢筋混凝土框架植草护坡等，对于填方边坡或较缓的中小挖方边坡实施效果良好，但对于高陡岩质或劣质土边坡的防护措施，虽然己有如锚杆框架梁、客土喷播、液压喷播及厚层基材喷射工法等技术出现，但由于山区公路地域性的差别，而引起的地质土质差别较大，笼统照搬试点成功技术大多达不到满意效果，缺乏生态防护技术适应性研究，造成资源和财力的浪费。（2）对单一防护形式研究较多，但对于防护体系的研究较少，缺少综合防护研究；同时，在生态防护的重要内容—植被恢复中，缺乏系统全面的恢复理论研究，物种选择显得很随意，没有进行基于恢复生态学理论基础上的筛选与配置，导致了绿化效果的千差万别，造成了不必要的损失与浪费。（3）在防护形式研究中，缺乏对不同防护模式对边坡稳定性影响的计算分析，大多为定性分析，缺乏数据支撑。

3 易北公路生态防护技术的应用

3.1 地形地貌

易北公路位于云南省寻甸县境内， 寻甸回族彝族自治县地处云南省东北部，本项目穿越地貌相对高差在300m以下，主要地貌类型为构造侵蚀～剥蚀、溶蚀谷地、丘陵和低山地貌，最高海拔约2264m，最低海拔约1871m。项目区地处我国东南季风与西南季风接触地带，属低纬度亚热带高原季风气候区。降水水源主要由印度洋孟加拉湾的暖湿气流提供。

3.2 边坡生态防护系统设计

3.2.1 种草护坡

种草护坡采用狗牙根。狗牙根为多年生草本植物，具有根状茎和匍匐枝，须根细而坚韧。匍匐茎平铺地面或埋入土中，长10～110cm，光滑坚硬，节处向下生根，株高10～30cm。叶片平展、披针形，长3.8～8cm，宽1～3mm，前端渐尖，边缘有细齿，叶色浓绿。穗状花序3～6枚呈指状排列于茎顶，小穗排列于穗轴一侧，有时略带紫色。种子长1.5mm，卵圆形，成熟易脱落，可自播。狗牙根性 喜温暖湿润气候，耐阴性和耐寒性较差，最适生长温度为20～32℃，在6～9℃时几乎停止生长，喜排水良好的肥沃土壤。狗牙根耐践踏，侵占能力强。狗牙根繁殖能力强，但种子不易采收，多采用分根茎法繁殖。

3.2.2 三维植被网护坡

采用狗牙根和紫藤混种。紫藤为暖带及温带植物，对气候和土壤的适应性强，较耐寒，能耐水湿及瘠薄土壤，喜光，较耐阴。以土层深厚，排水良好，向阳避风的地方栽培最适宜。主根深，侧根浅，不耐移栽。生长较快，寿命很长。缠绕能力强，它对其它植物有绞杀作用。三月现蕾，四月盛花，每轴有蝶形花20～80朵。紫藤各地均有野生或栽培，根、种子入药，性甘，微温，有小毒。树皮含贰类，花含挥发油，叶子含金雀花碱等。与狗牙根一起混播，属于灌木+草本组合，增强固土能力和生态性，坡面植被参差不齐，高低有致，有立体美感。

3.2.3 拱形骨架植草护坡

采用狗牙根和黄金菊混种。黄金菊一年生或多年生草本植物，羽状叶有细裂，花黄色，花心黄色，夏季开花。全株具香气，叶略带草香及苹果的香气。生长习性喜阳光，排水良好的沙质壤土或土质深厚，土壤中性或略碱性。作为护坡灌木与狗牙根混合作用，属于灌木+草本组合。

3.2.4 锚杆框架梁植草护坡

梁镶六棱块内培土15cm，采用爬山虎、紫藤、黄金菊混种。爬山虎属多年生大型落叶木质藤本植物，其形态与野葡萄藤相似。藤茎可长达18公尺（约60尺）。夏季开花，花小，成簇不显，黄绿色或浆果紫黑色，与叶对生。花多为两性，雌雄同株，聚伞花序常着生于两叶间的短枝上，较叶柄短。紫藤和黄金菊在坡块内按每块各三株比例混播，靠平台的一排六棱块内栽植爬山虎，每个六棱块内一株，选择蔓长1.2m的株苗。

3.2.5 碎落台及挖方边坡平台种植

碎落台：在边沟碎落台上以2.5米间距规则式栽植1株海桐球，每间隔80米分别栽植一丛紫叶李（2株）和紫薇（2株）、红继木球（2株）组合，苗木栽植后统一对土路肩和碎落台人工铺草皮。草本植物为狗牙根。

护坡乔木紫叶李是喜光也稍耐阴，抗寒，适应性强，以温暖湿润的气候环境和排水良好的砂质壤土最为有利。怕盐碱和涝洼。浅根性，萌蘖性强，对有害气体有一定的抗性。护坡灌木海桐球为亚热带树种，喜温暖湿润的海洋性气候，喜光，亦较耐荫。对土壤要求不严，粘土、沙土、偏碱性土及中性土均能适应，萌芽力强，为中性树种，在阳光下及半阴处均能良好生长。适应性强，有一定的抗旱、抗寒力，喜温暖、湿润环境。耐盐碱，对土壤的要求不严，喜肥沃、排水良好的土壤。耐修剪，萌芽力强。红继木球喜光，稍耐阴，但阴时叶色容易变绿。适应性强，耐旱。喜温暖，耐寒冷。萌芽力和发枝力强，耐修剪。耐瘠薄，但适宜在肥沃、湿润的微酸性土壤中生长。

4 结论

本文结合对易北公路的气候、地质地貌及植被情况经过调查分析，结合工程特点，在确定边坡形式的基础上，选取了不同边坡条件下的防护形式，并针对不同的防护形式进行了恢复植被物种选择与配置。

沿线应用了多种生态防护形式，包括：种草护坡、三维植被网护坡、拱形骨架植草护坡及锚杆框架梁植草护坡。沿线用了多个品种的绿化、护坡植物，有草本植物：狗牙根；乔木有紫叶李、紫薇；灌木有海桐球、红继木球、紫藤、黄金菊；藤本植物有爬山虎。对不同位置、不同的边坡采用了不同的配置：包括草+灌、乔+灌、草、灌+藤本等多种组合方式，建立了公路边坡完备的植被群落，创造了公路两侧绿化带高低错落的多层立体景观。

参考文献：

[1]方华.植被护坡现状与展望[J].水土保持研究，2004（03）.

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一、传统的岩质坡面绿化方法

岩质坡面传统的绿化方法是在坡脚栽植攀缘植物、坡顶栽垂吊植物或在岩面上挖种植槽或鱼鳞坑栽植攀缘、垂吊植物及花灌木等实现绿化。免费论文，生物防护工程。这些方法简单易行，但施工速度慢，养护困难，成活率低，重要的是岩面达到完全覆盖往往需要很长的时间。

二、挖沟挂网喷播植草技术应用

挖沟挂网喷播植草技术是指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填适宜于草种生长的土壤、养料、土壤改良剂等种植基质材料，然后挂三维植被网，再覆盖基质材料喷播植草。

2.1适用范围

挖沟挂网喷播植草技术要充分了解该施工区域内岩质边坡的结构，结合当地的地质、气候条件，合理选择。其适应范围为：

(1)硬岩边坡。如花岗岩、闪长岩、中生代砂岩，表面坚硬、不易风化、龟裂少且稳定性好时，除特殊要求外，一般不考虑采用挖沟植草护坡方法。

(2)软岩边坡。如岩浆、凝灰岩、页岩、第3纪泥岩、粉砂岩等，根据其是否易风化、是否会砂土化及龟裂的多少可采用挖沟挂网喷播植草技术。

(3)易风化硬岩。如蛇纹岩、粘板岩等开挖后在短时间内风化为砂土或沿裂隙分解为细片的岩石，按软岩边坡处理。

2.2材料的选择

(1)基质材料

种植基质材料主要有土壤、有机质、化肥、保水剂、接合剂、pH缓冲剂、水及草种。

土壤:土壤可因地制宜，选择就近的沙壤、壤土或黄土。免费论文，生物防护工程。要保持干燥、过筛，去掉粗的颗粒物及杂物。

有机质:常采用的有机质有泥炭土，泥炭土有机物持水量很高，通气性良好，其独特的轻质、持水、透气和富含有机质特点，可蓄水、保水，防止板结，改善土壤物理结构，并保持肥效的持久力。

化学肥料:加入一定量的缓释全价肥有利于植物生长后期肥料的持续供应。

保水剂:岩体面基本上为不透水层面，易反射辐射热。因此，岩面上植物种子的发芽和生长对气候相当敏感，稍一干旱植物凋败枯萎。此时加入保水剂是岩面上植物得以正常生长发育的关键。保水剂可吸收自身数百倍至数千倍的水分。这些水分不易被一般物理方法挤排出来，而植物根系却能吸收贮存在保水剂中的水分。免费论文，生物防护工程。保水剂可将偶尔的降雨迅速而膨胀成凝胶将水分贮存起来，干旱时便慢慢地释放给根系。

接合剂与pH缓冲剂:为了避免雨、风、雪等因素对种植基质造成侵蚀、冲刷，必须在种植基质中加入适量的接合剂，以促使基质与岩面粘结和基质硬化。常用的接合剂是普通硅酸盐水泥,水泥呈碱性，一般来说对种子的生根、发芽是有害的，因此其用量必须控制得当。掺入水泥的同时，可加入一定量的碱性中和因子，如磷酸作为缓冲剂以调节基质pH值。

用水:就近利用，用水量根据实际情况而定。

植物种子选择及配比:岩体坡面上种植基质厚度薄，环境恶劣，植物除因地制宜，选择适应当地气候的种类外，还要特别注意选择抗旱性、抗逆性强的品种。实际应用中多以一种植物为主，多种草籽混播，以便增强适应性。常选用的草种主要有高羊茅、白三叶等。为了丰富景观，可加入一定比例的草花种子，如波斯菊、金鸡菊等。由于风化岩上常有灌木和乔木自然侵人岩体，还可在喷播时加入少量银合欢、丁香、胡枝子等灌木种子。

(2)辅助材料

三维植被网:采用约15mm的三维三层植被网，底网为两层，网包一层或约18mm的三维四层植被网，其底网为两层，网包两层，原材料为聚乙烯，质控抗拉强度分别为≥1.6±0.2KN/M，≥2.4±0.4KN/M，单位重量分别为300g/m2和350g/m2，幅度可选定。

U型J型钢钉:起固定作用，用直径6mm钢筋预制。

无纺布：无纺布作为植物养生网能防止种子和土壤受暴雨冲刷造成流失，也可适当遮阴，防止土壤干燥，使种子更容易发芽，无纺布可选16-20g/m2热合或热粘型无纺布。

2.3施工工艺

(1)坡面修整

高速公路路堑坡面因山势和征地等原因，一般都较陡急，修整前边坡因暴露风化，碎落，形式凹凸不平。在进行绿化前应按设计要求，对边坡不平整处进行人工修坡，清坡平整度宜控制好，并把坡顶和可视断面一并修整，保持坡体线条流畅。

(2)开挖楔形沟

在岩石坡面上人工开挖楔形沟，楔形沟竖向保持直立，横向设置5%的倒坡以保证填土的稳定，沟间距离为300-400mm。

(3)回填基质材料

沟内回填富含有机肥料的基质材料，土壤和基材必须事先混合均匀，并保持一定的湿度。适当洒水以确保坡面潮湿，再挂三维网并用U形J形钉固定，网上撒细粒土经多次喷水沉降以覆盖三维网网包。也可采用灌浆法对三维网灌浆，还可通过喷混机，将表土均匀喷到三维网上，直到全面覆盖三维网。免费论文，生物防护工程。

(4)喷种

采用液压喷播机，将种子、保水剂、肥料、纤维混合料均匀喷播在坡面上，喷播完成后，视情况可撒少许细土覆盖表面。

(5)覆盖

喷种后可在坡面覆盖无纺布以防止雨水冲刷，并可在干热季节适度遮阴，利于种子萌发。免费论文，生物防护工程。

(6)养护

喷播后应浇水使土壤保持湿润状态。免费论文，生物防护工程。在春天5-10天左右发芽，一个月成坪，成坪后进入正常养护。

三、存在的问题

土壤和水分是植物生长的必要条件之一。对于岩质坡面，其硬度大、土壤少甚至无，植物生根、发育非常困难，因开挖后的岩质边坡大多较陡，在坡面上回填的种植基质往往难以固定，即使一时附着，还会因降雨、流水及大风等遭到流失，使种植基质连同生长的植物一起滑落、崩塌。因此，岩质边坡绿化需具备两个基本条件：一是坡面上必须有植物能赖以持续生长的种植基质，二是种植基质能永久固定在岩面上。

四、结论

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近年来，随着社会的发展与进步，社会各界对生态环境越来越重视，公路绿化作为生态建设的一部分，也越来越受到人们的关注。小冠花因其特有的生物学特性，特别适合作为公路护坡栽植，我国20世纪70年代从国外引进之后，在南京、山西、陕西、甘肃、北京等地栽培生长良好，近几年经过在东北地区试种后发现，小冠花在不需任何防护处理的情况下，可露地越冬并且生长正常、健壮，是东北地区新兴护坡地被植物。

1形态特征

小冠花（CornillaVariaL.）别名多变小冠花，属豆科小冠花属多年生草本植物。主根粗壮，侧根发达，呈放射状，横向走串，在地表下10cm处纵横交错分布，并生长出许多根糵芽，由此可形成新株，故可以用根进行无性繁殖。其主根和侧根上部长有形状不规则的根瘤；茎匍匐生长而枝端斜向上，有棱中空，质软而柔嫩，长90～150cm，草丛高度仅60～70cm；叶为奇数羽状复叶，互生；小叶9～25枚，全缘，长椭圆形或倒卵形；伞形花序，腋生，每花序由8～22朵小花呈环状紧密排列于花梗顶端，花冠蝶形，花初开时粉红色，以后渐变紫红色，开花期长；荚果细棒状，长2～4cm，每荚有3～12节，每节有种子1粒；种子细长，呈红褐色，种皮坚硬，腊质层厚，硬实率高，千粒重4.1kg。

2生物学特性

小冠花抗逆性强，抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐盐碱，但不耐湿。该种根系发达，有很强的再生力和生活力，抗旱性强，在没有灌溉的条件下也能生长；但生长较慢。一旦雨季来临水分充足，生长立即加快，在适当灌溉条件下，生长繁茂。小冠花不耐湿，如受水淹，根部易腐烂死亡。小冠花萌发早，抗寒性强，对土壤要求不严，在中性或微碱性土壤上生长发育较好，在瘠薄土壤也能生长。其1年有2次明显的营养生长现象，第1次生长为头年潜伏在地下的越冬芽在早春萌发出土；第2次生长为第1次生长苗进入盛花期后，侧根上的不定芽再次萌发出土。多变小冠花发枝力很强，地上枝叶繁茂，单株覆盖度达4～6m2。

3护坡特点

公路边坡植被的主要目的是固土护坡，防止公路边坡被水冲毁，稳定公路路基，附带美化公路沿线景观环境。小冠花是一种生命力很强的根茎型多年生草本植物，抗干旱、贫瘠能力尤其显著，是坡地防护、绿化美化难得的优良品种。种植当年，地上部分即可形成致密的草层植被，当年实生苗单株草丛覆盖面积可达0.8～1.7m2，丛与丛之间茎蔓交织，枝叶繁茂，使整个地面全部覆盖，能阻止暴雨直接冲击地面，延续雨水渗透时间，阻滞地表径流形成，防止土壤结构遭到破坏，使地表层土壤形成不同深度的、牢固的稳定层，从而有效稳定土层，固定沟坡，阻挡冲刷和塌陷，起到保水、保土的作用。小冠花根系发达，串根性极强，在地下易形成庞大的根群网络，有利于固结土壤，提高土壤抗冲防蚀性能，从而有效保护路肩、边坡。特别是在陡坡和高填方路段栽植，对减少水土流失有明显的效果。

4其他用途

小冠花除了能进行公路护坡绿化外，还有很多用途。小冠花根系有很多根瘤，固氮能力很强，同时枝叶含氮3.1%、磷0.2%、钾3%，是很好的绿肥作物；种植小冠花后的土壤有机质和含氮量都显著增加，土壤理化形状也得到改善，能抑制杂草生长，也是果园、林地、沙荒等地的良好覆盖绿肥；小冠花茎叶柔嫩，营养丰富，是牲畜的优良饲草；另外，小冠花花期长，是一种良好的蜜源植物。

5繁殖技术

5.1种子直播法

5.1.1场地整理。由于小冠花种子细小，苗期生长较慢，因此应精心整地，去除树根、草根、石块等杂物；然后施入有机肥进行耕翻、细耙、整平。耕层深以25～30cm为宜，经整理后的地块应达到细致平坦、上松下实。

5.1.2种子处理。春夏秋均可播种。由于小冠花种子硬实率高达70%～80%，播种前应进行种子处理。可擦破种皮，也可用15%的硫酸浸种20～30min，然后用清水洗净再进行播种。

5.1.3播种方法。多采用撒播和条播法。将种子混入一定比例的细沙土进行播种，通常撒播用种量为22.5～30.0kg/hm2；条播行距30cm，用种量为15kg/hm2，覆土厚度皆为1～2cm，播后适当镇压。为保持床面湿润，利于出苗，可在床面上覆盖草帘，待出苗后陆续撤除。

5.2育苗移栽法

春天建好苗床浇足水，事先也要进行上述的种子处理，

然后播于苗床覆以粗砂或肥土，用塑料薄膜盖床保温保湿，待苗高15cm时移栽大地。阴雨天进行移栽缓苗效果好。

5.3分株繁殖

将生长多年的过密母株挖出，分成单株移栽，栽后压实土壤浇足水，成活率达90%以上。

5.4截根繁殖

4～5月或雨季把粗壮的根系挖出，截成15～20cm长的小段，每段带3～5芽埋入土中，覆土4～6cm，保持土壤一定湿度，15d左右即可发芽。

5.5枝条扦插

生长季节截取枝条中部20cm左右长的枝条，斜插于土中，浇透水，注意不能太湿，约20d生根发芽。

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对人文社科图书馆的定位

设计内容为新建文科图书馆建筑的设计，并对周边环境的道路及停车设施进行规划设计。要求新建校文科图书馆能够满足相关使用单位的使用要求，同时，新建筑应当与周边校园建筑群形成良好的关系，并具有一定的特色。

作为清华大学图书馆的专业分馆之一，结合专业学科背景，在校园内的特殊地理位置，以及校园内丰富的自然环境，该建筑应该以一种谦虚谨慎，沉稳低调的态度出现在读者面前，同时消隐在校园的大环境之中。

对人文社科图书馆建筑形态的理解

1、清华校园整体环境肌理

清华校园的整个环境肌理是以“院落”为主。从工字厅到大礼堂，从二校门到主楼，清华校园中的建筑与建筑，建筑与环境，乃至整个校园形成的是一种围合或是半围合的空间关系。

2、地块分析

清华大学人文社科图书馆项目选址位于清华综合公共功能核心区，西侧邻南北主干道，东边为土木工程学院，北向、南向分别与学生宿舍8号楼、三教隔路相望。

地块与周围道路的平均高差为4米。北面和西面均为绿化护坡。

地块上拥有大量生长完好的植被，主要包括有白杏，杨树，槐树，塔松，白玉兰等一大批生长年限较长，树型已经成熟的木本植物。但主要集中在北侧和西侧的护坡上，缺乏系统的梳理，较为无序和杂乱。且以落叶乔木为主，夏季可以起到一定的遮荫作用，但到了冬天，无法为地块内的建筑阻挡寒风或者改变风向。

3、形态构成

项目地块内建筑全部拆除；植被保留绝大部分。地块西侧和北侧的护坡加以整理，将护坡根据高差修整成台地。且分为三级，除原有树木之外，在适当添加常绿乔木，最少达到密集种植3行常绿乔木，以缓解冬季寒风对地块内的影响。

把“淡泊以明志，宁静以致远”定为本设计的主题。 通过营造淡泊的建筑，宁静的空间来隐喻中国文人的情怀。 利用场地形成多重围合，远离尘嚣，创造庭院深深的场所。建筑本身也采用“庭院围合”形式，以高大的杨树林为“墙”形成一次围合，并通过图书馆及土木实验室及周边建筑形成二次围合的幽静小院落。从而与清华的的其它院落一起“铺陈伸展”。从而“融入”清华大学的校园肌理中。

对人文社科图书馆主要使用者们行为模式的理解

1、学生们的需求

图书馆作为校园文化的重要组成部分，其中的阅读行为和空间体验永恒不变的。但仅仅只有阅读空间是不够的。自习，同样是学校文化中重要的组成部分，而且图书馆是大学生们自习行为的最好场所之一。

依据马斯洛的心理需求理论及大学生心理需求理论，人以交往和归属作为第一层次的需求，并以学习作为最高一级层次的需求。而在低一级层次的需求未得到充分满足时，高一级层次的需求不可能获得真正意义上的实现。所以公共自习空间的营造应以满足学生的交往和心理归属为前提。

自习的学生都将安静明亮的教室作为选择教室的首要条件，这反映了学生对公共自习空间相对私密性的需求；但同时学生也都认为交往合作的学习方式无论在心理上还是学习效率上都对学习本身有极大的促进作用，因此公共自习空间应该是私密性、公共性兼而有之。正如Altman认为的那样：“私密性是对接近自己或自己所在群体的选择性控制。关键是从动态和辩证的方式去理解环境和行为。独处是人的需要，交往也是人的需要。”

2、设计理念的形成

将书库与阅览空间相对独立，而又将自习空间从阅览空间相对出来，在满足图书馆的基本功能的前提下，注重学习方式建有独立研究与团队合作性的原则；注重学习内容兼有基础性、研究性与趣味性的特点；注重自习空间在使用上兼有独立研究性和公共交往性的特征，明确自习空间的领域感和心理归属感，以确保研究，学习，阅览的高效性。

对人文社科图书馆建筑单体的理解

1、形态的建立

建筑为白色的简洁形体，没有复杂表现，简洁的几何体块，朴素的色彩，与树林相互依衬形成明亮，宁静的氛围。

2、功能的分区

建筑以中心圆形书库为核心，四周环绕大空间作阅览之用。空间形式灵活多变，仿佛可以在书籍的丛林中“闲庭信步”。中心圆形书库作为独立的存在，可以在关闭书库的时候，其他阅览空间仍然开放，满足学生们自习的需求。

3、光之廊

一个独特的研修场所，安静而相对独立，螺旋上升的书库与周围的阅览和自习空间的形成了一个可以自我循环的系统，读者可以选择自己喜欢的通道和适合自己阅读学习自习的楼层。既可以随着螺旋的上升在连续查看大量书籍的同时到达自己想到的楼层，也可以通过门厅的楼梯，不经过书库，直接进入自习和阅览空间内学习。

4、灵活的空间组合

以标准化模块划分空间，可自由灵活的组合。主要分布在西面和北面，相对独立于南面的阅览室。通过可移动的软隔断，可以随意分隔单间的大小，形成从可供2～4人到8～10人的各种独立讨论空间，使用更便捷，建筑更有生命力。

总结

将书库独立，将阅览空间重新分割组合，虽然这种空间模式和现在图书馆流行的超市型空间模式有所不同，甚至和传统的以书库为中心的图书馆空间模式较为接近，但是，作为一个综合大学的专业图书馆，更需要的满足学生们实际的学习需要，而并非盲目追求新的大型公共图书馆空间模式，创建一种更加符合学生行为特征的公共自习空间，并且和图书馆空间相结合，是一次大胆的尝试。

当然，设计过程中还存在很多问题没有很好的解决。比如核心书库和周围阅览室的连廊由于设计不到位，由于高差形成了很多坡道及台阶，不利于图书的管理和运输。因为课程设计时间有限，没有很好去解决这些类似的实际问题。希望下次有机会再继续改进。

参考文献：

[1]李道增 《环境行为学概论》

[2]庄维敏 《建筑策划导论》

[3]戴利华主编， 《2003海峡两岸图书馆建筑设计论文集》

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常见的市政道路施工中不良地质灾害主要包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。市政道路施工中地面沉降尤为突出，路基普遍产生下沉外挤，基床翻浆冒泥，边坡冲蚀溜塌、塌滑与滑坡等严重病害，有的滑坡不仅造成路基成片破坏，甚至连同路基防护加固工程也一起毁坏，严重影响行车安全。在笔者的多年的工程经验中，膨胀土对道路的施工产生了不良影响。论文重点以膨胀土道路施工为例，探讨了膨胀土道路施工中病害，并提出了相应对策。

1膨胀土道路施工中病害

膨胀土对建设中的公路为消除膨胀土对公路质量的影响，对穿越膨胀土区域的公路地基常采用换填、石灰(水泥、粉煤灰、组合材料)改性等方法，路堤采用换填、改良、包边封闭等方法，边坡工程处治技术采用抗滑桩、护坡挡墙、拱型(棱型)骨架以及植草等方法。但由于每个实际工程受气候条件、工程特点、地质条件、施工工艺及当地材料供应等因素的影响，工程建设的设计和施工均需综合考虑这些因素后，提出适合于具体工程的设计与施工技术，使工程建设和维护都达到安全、实用且经济合理。每年因整治膨胀土地区路基病害，花费的投资均在5亿元以上，而且各种膨胀土路基的新生病害还在不断发生，尤其是南方的公路与铁路路基，膨胀土引起的工程病害更为严重。我国过去修建的公路一般等级较低，膨胀土灾害问题不太突出，所以尚未引起广泛关注。然而，近二十年来由于高等级公路的迅猛发展，不少地区都遇到了膨胀土带来的麻烦。许多工程在施工过程中就开始出现各种变形病害，有的地段土基一边开挖一边溜塌、坍滑，有的地段土基刚施工建成，就出现整段路基吸水膨胀软化，路基表面层象发面似地膨胀，导致无法铺筑路面等等。

2膨胀土路基施工关键技术

2.1路堤施工

1）高速公路及一、二级公路路基填土高度小于路面与路床的总厚度时，基底为膨胀土时，宜挖除地表0.30m~0.60m的膨胀土，并将路床换填非膨胀土或掺灰处理。若为强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度，大气影响深度根据调查结果确定;若无相关数据时，可按强膨胀土2m，中、弱膨胀土为1~1.5m取值。

2）强膨胀土不得用于路基填筑;高速公路、一级公路、二级公路等采用中等膨胀土用作路床填料时，应作石灰改性处理，改性处理后要求胀缩总率不超过0.7为宜;弱膨胀土作为路堤填料时，若胀缩总率不超过0.7%，可直接填筑。

3）如当年不能铺筑路面，作为封层的填筑厚度，不宜小于30cm，并做成不小于2%的横坡。

4）膨胀土地区路床土强度及压实标准，分别采用表1和表2的控制标准。

表1路基填方材料最小强度和最大粒径表

注：①二级及二级以下公路作高级路面时，应按高级公路及一级公路的规定；

②强度按《公路土工试验规程》，对试样浸水96h的CBR试验方法测定

表2 土质路堤压实度标准

挖填类型 压实度（%）

路面底面计起深度范围 高速公路及一级公路 二级及二级以下公路

路堤 上路床 0~30cm ≥95 ≥93

下路床 30~80cm ≥95 ≥93

上路堤 80~150cm ≥93 ≥90

下路堤 150cm以上 ≥90 ≥90

零填及路堑路床（0~30cm） 0~30cm ≥95 ≥93

注：①压实度以部颁《公路土工试验规程》重型击实试验为准;

②其它等级公路，修建高级路面时，其压实标准，应采用高速公路、一级公路的规定值;

③特殊干旱地区的压实度标准可降低2%~3%;

④多雨潮湿地区的粘性土，其压实度标准按相关规范执行;

⑤用灌砂法、灌水(水袋)法检查压实度时，取土样的底面位置为每一压实层底部;用环刀法试验时，环刀中部处于压实层厚的1/2深度。

5）压实含水量宜比标准击实的最佳含水量大1~3%，压实度应不低于标准击实标准的95%。

6）在路堤与路堑交界地段，应采用台阶方式搭接，其长度不应小于2m，并碾压密实，压实度的检验频率为一般路基施工检验频率的2倍。

7）根据路堤高度、膨胀土类别、压实条件、基底情况、施工季节、施工延续时间等因素来确定适当的预留沉降量，沉降加宽按两侧平行加宽。

2.2路堑施工

1）挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30~50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。

2）挖方地段当挖到路床顶面以上3Ocm时，应停止向下开挖，并挖好临时排水沟。待作路面时，再挖至路床顶面以下60cm，用非膨胀土或中粗砂回填，并按要求压实。

3）在路床顶面以下60cm满铺一层复合土工膜。作业顺序是:先用挖掘机配合汽车后退开挖上方到设计高程位置，经检查合格后换填合格填料，其长度不大于50m，继后分段作路堑侧沟。

4）高度小于3m路堑。先开挖路肩以上的土方，基床换填合格填料后再作路堑侧沟，最后清刷坡面上方保护层和施工边坡防护工程。

5）高度3~6m路堑。先开挖路肩以上土方，后清刷坡面上方保护层和作边坡防护工程，在基床换填合格填料后，最后作路堑侧沟。

6）高6~10m路堑。边坡采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草防护措施。施工顺序分为：先开挖高度大于6m的土方，后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程;开挖6m以下至路肩上方，然后清除边坡保护层上方和作边坡防护工程;在基床换填合格填料后，再施工路堑侧沟。

7）高度大于10m的路堑。边坡设有低于4m的坡脚挡墙，挡墙上部边坡防护采用拱型带排水沟的骨架护坡和喷播植草措施，施工顺序分为:先开挖挡土墙顶(平台)以上土方，后清刷保护层土方和作边坡防护，其开挖高度大于6m，则在6m处设平台，先施工平台以上的土方和边坡防护工程;开挖挡墙顶至路肩的上方，然后施工挡土墙;施工路堑侧沟后，在基床换填合格填料。

3路基施工常见问题及处理方法

膨胀土路基施工常出现的工程问题有：

(1)不均匀沉降;(2)边坡坍滑;(3)浆砌护坡开裂;(4)路堤纵向开裂;(5)路基中心复合土工膜下陷积水。以上这些工程问题的类型不同，采取的预防措施和处理方法也不相同，如表

常见质量问题处理措施

质量问题 原因 预防措施 处理方法

不均匀沉降 路基填筑较高，基底土

质不均匀，基底处于浸水或水塘 严格按规范施工，加强检

测;预留足够的沉降量和加

宽值;加强水塘及浸水基底

的处理 加强软弱部位的压实，采取

有效措施控制不均匀沉降，

问题较大时返工重填

边坡坍滑 路堤边坡压实不够或

压实不均匀，边坡土受

水浸泡，局部失稳 加强路堤压实，作好排水设

施，及时施工支挡防护 清除失稳边坡土，恢

复边坡，增设挡护结构

浆砌护坡开裂 边坡不均匀沉降，遇水软化失稳 加强路基压实，作好防排水

设施 较小的裂缝部位用高标号浆

砌片石恢复，严重的增加抗

滑桩，重做浆砌护坡

路堤纵向开裂 路基不均匀沉降，基底

未处理好，路基填筑质量差 作好基底处理，加强路基压

实，作好防排水设施 采取翻填、压浆措施

路堤纵向开裂 基床密实度低，路基不均匀 作好基床处理，加强路基压

实，每层填筑作好横向排水 根据具体情况采取压浆、回

填石灰土或其他有效方法

4结语

论文结合己有的研究成果，从膨胀土路基的处治技术、膨胀土路基设计关键技术、膨胀土路基施工关键技术等方面形成了膨胀土路基病害防治技术。希望能对不良地质的道路施工提供了经验。

参考文献：

[1]冯忠居编著.特殊地区基础工程.人民交通出版社，2008

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1公路防护技术的类型

公路路堑边坡防护技术大体上可分为2种类型，即植物防护和工程防护。

1.1植物防护

植物防护就是在边坡上种植草丛或树木或两者兼有，以减缓边坡上的ooo水流速度，利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的目的。这对于一切适合种植的土质边坡都是应当首选的防治措施。植物防护还可以绿化环境，和周围环境相协调，也是一种符合环境要求的防护办法。草种应就地选用覆盖率高，根系发达、茎叶低矮、耐寒耐旱且具有匍匐茎的多年生植物品种，也可以引进适应当地土壤气候的优良草种，如兰茎冰草、扁穗冰草。

1.1.1 条播法

在整理边坡时，将草籽与土肥混合料按一定比例间距水平条状铺在夯层上，宽约10CM，然后盖土再夯，并洒水拍实。单播只用一种草籽，混播用几种草籽混合，使根系植被和出芽率为最优。另外由于草皮在5摄摄氏度以下停止生长，10摄氏度以下基本不发芽，另外高温季节蒸发太快，草皮生长易于干枯，故在此期间不已播种。

1.1.2密铺法

老边坡先要整理坡面，填平细沟坑洼路堑:边坡防护，新边坡要经初验合格洒水浸湿后再平铺草皮。草皮之间要稍有搭界，块块靠拢，不得留有空隙，根部要密贴坡面、每块拍紧使接茬严密才能成活。边坡陡于1；1.5的就需加钉固定。草皮的切块尺寸约25CM*40CM，厚5CM左右。1.1.3 植树

植树不仅可以加强边坡的稳固性，防风固沙，减轻冰雪对路面的危害，还可以美化路容，调节小气候，大量栽树可以获得部分木材增加收益。但是高大乔木不能植于公路弯道内侧，以免影响视线论文范文。

1.1.4框架内植草护坡

在坡度较陡且易受冲刷的土质和强风化的岩质堑坡上，采用框架内植草护坡。框架制作有多种做法，例如;①浆砌片石框架成45o方格网，净距2­­­­­­­­­ ­~4m，条宽0.3~0.5m，嵌入坡面0.3米

左右；②锚杆框架护坡，预制混凝土框架梁断面为12cmⅹ16cm,长1.5m,用4根6~ 8mm 钢筋，两头露出5cm，另在杆件的接头处伸入一根直径14长3m锚杆，灌注混凝土将接头固定。锚杆的作用是将框架固定在坡面上，框架尺寸和形状有具体工程而定，其形状可设计为正方形、六边形、拱形等，框架内再种植草类植物。

1.2工程防护

对不适宜植物生长的土质或风化严重、节理发育的岩石路堑边坡，以及碎石土的挖方边坡等，只能采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型很多，有护面墙防护、干砌片石防护、锚杆防护、抗滑桩防护和挡土墙防护。各种防护技术都各有其优、缺点和适用条件，一般说除锚杆、抗滑桩和挡土墙外，其他各种防护结不承受荷载，所以不进行内力分析，直接根据适用条件选择使用。先简单介绍如下;

1.2.1 坡面防护

坡面防护包括抹面、捶面、喷浆等形式

⑴抹面防护

对于易风化的软质岩石，如页岩、泥灰、千枚岩等材料的路堑边坡，暴露在大气中很容易风化剥落而逐渐破坏，因而常在坡面上加设一层耐风化表层，以隔离大气的影响，防止风化。常用的抹面材料有各种石灰混合料灰浆、水泥砂浆等。抹面厚度一般为3―7cm,可使用6-8年。为防止表面产生微小裂缝影响抹面使用寿命，可在表面涂一层沥青保护层。

⑵捶面防护

捶面防护与抹面防护相近，其使用材料也大体相同。为便于捶打成型，常用的材料除石灰、水泥混合土外，还有石灰、炉渣、粘土拌合的三合土与再加适量沙粒的四合土。一般厚度10-15cm，捶面厚度较抹面厚度要大，相应强度较高，可抵御较强的雨水冲刷，使用期约8-10年。抹面、捶面是我国公路建设中常用的防护方法路堑:边坡防护，材料均可就地采用，造价低廉，但强度不高，耐久性差，手工作业，费时费工。

1.2.2砌石防护

砌石防护包括护面墙、干砌片石防护、浆砌片石护坡。

⑴护面墙

护面墙是采用浆砌片石结构，覆盖在各种软质岩层和较破碎的挖方边坡，使之免受大气影响而修建的墙体，以防止坡面继续风化。在缺乏石料的地方，也可以采用现浇水泥混凝土或用预制混凝土块砌筑。护面墙除之自重外，也能增加路堑美观。所以在岩石甚至在一些土质路堑边坡也可砌筑一定高度的护面墙，以美化路容。若岩层破碎或在开挖时坡面有严重凹陷，应局部采用支补护面墙的方式进行。

⑵干砌片

干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严重的填挖方边坡，以防止雨雪水流冲刷。在砌面防护中，宜首选干砌片石结构，这不仅为了节省投资，而且可以适应边坡有较大的变形。干砌片石受水流冲击时，细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的沉陷，为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力，应在干砌防护下面设置碎石或砂砾结构的垫层。干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础

⑶ 浆砌片石防护

浆砌片石防护也是公路路堑边坡防护中常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满，使砌石成为一个整体，以保护坡面不受外界因素的侵蚀，所以比干砌片石有更高的强度和稳定性。干砌或浆砌片石防护在不适于植物防护或者有大量开山石料可以利用的地段最为适合。砌石防护的优越性是显而易见的，它坚固耐用，材料易得，施工工艺简单，防护效果较好，因而在公路的边坡防护中得到了广泛的应用。

1.2.3 挡土墙防护

在公路路堑边坡防护工程中，大量的挡土结构得到了广泛应用论文范文。挡土墙按断面的几何形状及特点，常见的形式有：重力式、锚杆式、土钉墙、悬臂式、扶臂式、柱板式等。各种挡土墙都有其特点及适用范围，在处理实际挡土工程时，应对可能提供的一系列挡土体系的可行性作出评价，选取合适的挡土结构形式，做到安全、经济、可行。现结合工程常用介绍如下形式。

⑴重力式 挡土墙

重力式挡土墙是以挡土墙自生重力来维持其在水土压力等作用下的稳定。它是我国目前常用的一种结构型式，重力式挡土墙可用砖、石、素混凝土、砖块等建成，其优点是就地取材、结构简单、施工方便、经济效益好；缺点是工程量大，地基沉降大，它适合挡土墙高度在5-6M的小型工程。

⑵锚杆挡土墙

锚杆挡土墙是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的只当结构物。面板起支护边坡土体并把土体的侧压力传递给锚杆的作用，锚杆通过其锚固在稳固土层中的锚固段所提供的拉力；来保证挡土墙的稳定，而一般挡土墙是靠自重来保持其稳定。锚杆挡土墙按其钢筋混凝土面板的不同，可分为柱板式和板壁式。柱板式挡墙是锚杆连接在肋柱上，肋柱间加当土板；板壁式挡墙是由钢筋混凝土面板和锚杆组成。

⑶锚钉墙

锚钉墙支护技术有着比单纯锚杆支护或土钉支护更广泛的适用范围，它可以结合锚杆深部加固和土钉浅部加固的优点路堑:边坡防护，来对边坡进行加固处理。工程实际中，锚钉联合加固支护的形式各异，大体可归纳为两种: ①强锚弱钉支护体系：该体系以锚杆为边坡的主要加固手段，抑制基坑边坡的整体剪切失稳破坏，然后辅以土钉支护，抑制边坡局部破坏；②强钉弱锚支护体系：即以土钉为边坡的主要加固手段，形成土钉墙，然后辅以锚杆支护，限制土钉墙及墙后土体的位移。

2结语

公路及其附属建筑物的边坡稳定是保证其正常使用的前提条件。边坡的防护技术类型很多，本文只介绍了一些较常用的类型。从力学角度分析，维护边坡稳定的方法，一是借助挡墙的自重来平衡墙后岩土体传来的推力；二是在岩土体中“钉钉子”，如锚杆，利用周围土体对锚固段的锚固力来维持土体的平衡，从而达到保证边坡稳定的目的；第三种办法就是改变土体的性质，通过外加材料而形成强度高、稳定性好的复合土体，这种方法的分析和验算比较复杂，有的机理还在研究中。在实际工作中，还要强调自然界和人为因素这一外部环境，强调岩土参数的准确性，因地制宜选用上述方法，进行符合实际的施工，达到边坡防护的目的。

参考文献：

⑴达.公路挡土墙设计、北京：人民交通出版社，2000.

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中图分类号：TU997文献标识码： A

一．引言

我国通俗的道路施工中，只是将混凝土岩石或者沥青铺设于道路上，这样的工程没有考虑到路面的承重、路面的强度与稳定性，并且没有系统的设计参数和原理，使得路面工程在短的时间内瓦解，给政府乃至国家造成经济损失。桥梁的结构是承受负荷重力的主要载体，同时也是确保桥梁安全的重要支柱。随着使用时间的增加，在桥梁结构中产生了一些损害，导致桥面结构发生功能缺陷，威胁桥梁安全。

二.桥梁结构受到损害的原因随着时间的推移,桥梁结构会受到不同程度的损害,造成这些损坏的原因主要有:建筑材料性能降低、桥梁结构负荷重力过大、环境影响、自然灾害、人为事故损害、设计不合理、施工过程中的不利因素影响等。建筑材料性能降低。桥梁结构使用时间越长,建设这些桥梁结构所使用的建筑材料就会受到越多的磨损,其性能就会降低,从而使得桥梁结构受到不同程度的损害,影响桥梁结构的使用。桥梁结构负荷重力过大。我国目前的桥梁结构很多是按照80年代左右的设计标准设计建造的,那时公路运输量较低,所以桥梁结构的负荷能力较低,近年来随着经济的发展,我国机动车数量急剧增加,公路运输量的不断增大,尤其是工程用重型运输车的频频出现,使得桥梁结构负荷重力也不断增大,导致桥梁结构经常处于超载状态,从而使得沿线道路以及桥梁结构受到不等同程度的损害。环境影响。环境影响主要是指温度和湿度的影响。温度和湿度的变化会给桥梁结构带来不同程度的损害。自然灾害。自然灾害主要是指风、雨、洪水的侵蚀,雷电的袭击,地震、滑坡等。自然灾害会导致桥梁结构受损变形。人为损害。人为损害主要是指车辆、船舶等的碰撞等。人为事故会给桥梁结构带来直接性的损害。设计不合理。设计不合理主要包括桥型结构设计不合理、设计假定不尽、设计论证过程中缺乏合理的监测等。这些设计的不合理都可能成为桥梁结构本身存在的缺陷。施工过程中的不利因素影响。施工过程中的不利因素影响主要包括施工过程中难以控制的不利因素以及施工不合理产生的不利因素。这些不利因素,都会对桥梁造成损害,前者难以控制,但后者却是可以避免的。

三.桥梁结构加固原则

1. 总体效应原则。在结构加固中，应当考虑到加固之后整体结构系统会发生何等转变。在设计桥梁结构加固案例时，应对桥梁的总体进行综合浅析，以保证桥梁结构的整体性能不被破坏。

2. 设计案例的优化原则。在确定加固案例之前，要通过优化原则来加以断定。这其中应该尽量满足工程的综合经济指标，考虑加固施工的特点和加固技术的水平，在加固案例的设计和施工组织上采取恰当的手段，减少对外界环境和局部构件的影响，尽可能地缩短工期。在确定桥梁结构加固设计案例之前，应该对已有结构进行全面检查和可靠性浅析，在掌握已有结构的性能、构造以及缺陷等资料的同时，对结构的受力情况与持力水平进行浅析，为之后确定加固设计案例奠定基础。

3. 最大化利用的原则。在路桥梁结构加固时，应尽可能地降低对原桥梁结构的损坏，以保证原有结构的利用性能不被破坏；对于那些已有的结构或构件，在经过结构检测与可靠性鉴定的浅析之后，对其结构构造与承载性能有了全面了解的基础之上，应该尽量地保留并利用[1]。

四.桥梁加固方法

1.面铺装加固法。桥面铺装加固法主要包括局部修复凿补法、重新浇筑混凝土面板加固法和桥面补强层加固法。局部修复凿补法是对铺装层出现的碎裂、脱落、洞穴等进行局部修复的方法，这里要注意的是：修复前要先进行凿毛，而且凿毛要使骨料露出，然后再用水泥混凝土修补经润湿的孔，涂刷上粘结材料以加强新旧混凝土间的粘结性；重新浇筑混凝土面板加固法适合无法修补的桥面板，其方法是将原有的行车道铺装全部拆除，采取重新浇筑混凝土面板进行加固；桥面补强层加固法不但能达到修补的效果，还能增强梁板的抗弯能力，提升其承载力，其具体方法是在旧有桥面上重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层。

2. 加大截面法。加大截面加固法又称外包混凝土加固法，它是在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，增大原混凝土构件截面面积，以而提升构件正截面抗弯，达到加固补强的目的，我们可以通过加厚桥面板或者加大主梁梁肋的高度和宽度来实现。其施工工艺比较简单，适应性比较强，施工手法成熟，能显著提升桥梁刚度，能取得比较好的加固效果，能广泛对一般建筑的梁、板、柱、墙等混凝土结构进行加固。但是这种方法也有着一些缺点，如施工的湿作业时间比较长，加固之后的建筑物净空有一定减少，且嵌入的钢筋锈蚀和混凝土劣化的危险性很大。

3. 碳纤维加固法。碳纤维加固法，全称为粘贴纤维增强塑料加固法，它是通过采取专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面，碳纤维与原结构形成新的受力整体，使它和被加固截面一同抗拉，以而使结构达到了加固和补强效果。碳纤维片材技术性能指标应满足要求。

这种方法几乎不会增加结构自重与截面尺寸，也不会转变净空高度，施工比较方便，对原始的道路桥梁结构几乎不会造成新的损伤，具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能，根据受力浅析可以进行多层粘贴进行补强，其方向性也可以灵活掌握，比如说高强高效，可以大幅度地提升混凝土结构的延性与承载性能，由此适用范围非常之广[2]。

4. 粘钢加固法。所谓的粘钢加固方法，就是在钢筋混凝土结构构件承载力不足的区段表面粘贴一定数目的钢板。这种方法适用于各种大、中、小型的桥梁加固，能够很好地保护原混凝土构件，而且在案例设计及结构计算方面都非常之简单。但实施历程中，由于钢板重量过大，操作上比较复杂，而且固化剂在结硬以后脆性较强，难以保证其粘结的耐久性，此外，钢板和胶体界面还有着一些潜在的锈蚀。

5. 锚喷技术。随着施喷机具的进展和速凝剂的利用，现代技术奖喷射硷与钢筋网、锚杆配合利用，逐渐改善锚喷技术的。它可以尽量不利用侧向模板，而且其运输、浇注、捣固合并为一道工序、占地面积小且设备简单、施工机械化程度高、效率高、节省劳动力，在实施历程中可以不中断交通。

6. 外部预应力加固法。这种方法也叫反弯矩法，主要是借助于“预应力”作用完成的一种加固方式。通过在构件外对预应力钢筋进行张拉，不但能够增加主筋，提升构件的截面强度，还能减少桥墩底部沉降的幅度，可以说是一种十分积极的加固手段，对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、防止裂缝的作用，延长了桥结构的利用寿命。

五．案例分析

某桥梁下部结构扩大基础和桩基础维修加固措施3]。

1.工程概述。

该桥梁总长583m，上部结构采用30m标准跨径预应力T梁和16m钢筋混凝土空心板。上部结构采用结构简支、桥面连续。0号-7号墩台范围桥梁为主桥，跨越主河道， 跨径组成为（330+430）m 的T梁组成，其余跨均为16m钢筋混凝土空心板引桥。0号主桥台采用扩大基础肋板式桥台，1号-2号桥墩采用扩大基础双柱墩，其余主桥墩采用双柱式墩柱嵌岩桩，主桥墩柱直径均为1.5m，引桥桥台采用三柱式桩柱桥台，引桥桥墩均采用双柱式桩柱桥墩，引桥墩柱直径均为1.2m。

2. 0号-6号墩台基础病害。

该桥于1997年建成通车，由于河道大量采砂，河床下降严重，0号-6号墩台范围为跨越主河床跨，目前桥位处河床地面相比桥梁竣工时高程平均下降3m左右，最深处达4m。其中尤以1号墩、2号墩的扩大基础病害严重。下面逐一叙述分析0号-6号墩台基础病害。

（1）0号桥台基础病害。0号台为肋板式桥台，检查发现桥台已无护坡防护桥台，桥台覆土被大量冲刷，扩大基础外露，基础局部脱空，地层岩基面基本。分析护坡破坏原因有二点：一是多年洪水冲刷护坡损毁所致；二是桥台处公路排水沟排出雨水常年冲刷桥墩台护坡，导致倾斜岩基外露。护坡损坏降低了桥台稳定性，加快基础底部岩基稳定性和强度。（如图一）

（2）1号-2号桥墩基础病害。1号-2号墩下部结构为扩大基础双柱式桥墩，检查发现柱侧存在施工时留下的沉井未拆除，沉井底部比扩基底部高程稍高。1号桥墩扩大基础底部有悬空现象，底部持力层呈倒梯形。1号墩靠近岸侧基础下部落在基岩上，靠近河心侧基础下部没有完全落在基岩上，基础下部局部为砂土。2号桥墩基础处于河水中，但水上河心侧沉井出现明显的倾斜，该处侧墙混凝土出现较宽开裂现象。目前1号墩和2号墩立柱还未出现明显倾斜现象。（如图二）

（图一）（图二）

基础冲刷原因：一是河道采砂严重，导致河床冲刷下降所致；另一原因为公路排水沟流水直接冲击1号墩柱基础附近土层，导致1号墩基础底部冲刷尤为严重。

扩大基础底部呈倒梯形原因：施工期间沉井下沉时岸侧先接触基岩，而另一侧沉井基岩线较深，此时沉井改侧未达到基岩，仅在砂土层，而沉井岸侧受岩基阻碍已不能下沉，于是施工单位便在沉井中浇筑扩大基础，造成部分基础没有落在基岩上，由于扩大基础上部尺寸比下部尺寸大，基础下部土体被冲刷掏空后，基础底部就呈现场看到的倒梯形形状。

沉井出现倾斜开裂可能原因：在洪水冲刷下，河床不断降低，造成沉井下部支承土体被掏空，造成沉井侧翻，不均匀沉降受力，局部出现开裂，并不断倾斜。

从沉井倾斜、基础脱空、地质钻探结果分析，扩大基础和沉井底部未完全接触倾斜基岩面。土层冲刷后，造成沉井倾斜，扩基悬空，造成扩大基础有效传力面积减少，稳定性降低。

（3）3号-6号桥墩基础病害。3号-6号墩为桩柱式桥墩，现场检查发现3号-6号墩基础冲刷严重。该处地面冲刷平均深度达4m。原设计桩基嵌岩2m，经计算桩基各项力学指标安全系数较小，特别是桩侧土压应力已超标。

3. 实施维修加固方法

根据0号-6号墩结构、病害以及钻探资料，结合专家组意见，对各墩台进行不同方法的维修加固处理。对0号台基础主要进行矩形挡土墙防护，并设置排水沟引流。对1号-2号墩基础主要进行封闭方体箱形嵌岩护墙防护，对墙内土体进行压浆，为减小施工对基础扰动，保留原沉井，对2#墩倾斜沉井基础以上部分进行切除。对3号-6号墩桩基础采取两种方法：一是利用椭圆形封闭箱形嵌岩护墙防护桩基免于冲刷，二是新增加承台和钻孔桩基分担原有基础荷载。

（1）.0号桥台基础维修加固措施。0号台主要采取护坡防护，为排水沟预留空间兼造价考虑，在外露桥台基础水平距离外缘1.5m处做C30混凝土挡土墙，挡土墙截面为矩形（主要考虑基岩面不平，矩形状易于施工），平面绕桥台成矩形进行布置，护坡基础嵌岩深度不小于2m。后在挡土墙上做混凝土护坡，坡度为1:1。同时对公路排水沟进行整治，防止流水侵蚀护坡，在护坡边做排水沟。

（2）. 1号-2号桥墩基础加固措施。1号墩—2号墩主要采取防护兼加固方法，利用新嵌入基岩护墙对扩大基础进行防护。步骤是：签于扩基底部已出现脱空，施工前首先采用采用片石混凝土压实基础脱空部分，用钢板桩围堰对扩大基础进行施工期间临时支护。然后对基础与板桩围堰所围砂土进行双液压浆，灌实基础下缘土体。做好基础施工期间支护后，在护墙外侧区域做护墙施工砂袋围堰，护墙基岩面清理好后指定位置采用12.7cm地质钻机钻孔基岩2m，嵌入钢管混凝土灌注桩，同时保证护墙根部嵌岩0.2m，立模绑扎护墙钢筋、浇筑混凝土后，浇注混凝土，使护墙与钢管混凝土桩成为整体。回填基础周围覆土后完成扩大基础维修处理。

（3）. 3号-6号桥墩基础加固措施。原桥桩基设计嵌岩深度2m，基础承载能力满足规范。但由于冲刷较为严重，安全系数较低。为保证桥梁持续正常使用对桩基进行维修加固处理，加固措施有两条：

a. 利用新增桩基进行加固。沿3号-6号墩系梁上缘位置向下增设2.4m高承台，新增承台与桩基、系梁接触面植筋。为增加立柱向承台传递荷载途径，在承台上缘沿原柱周新增1.5m高圆柱，在界面处植筋。由于新增高桩承台对河道泄洪能力影响较大，因此承台尺寸设计尽量小型化、线条平顺化。承台下新设计四根桩基支撑承台，新增设桩基嵌岩4m，桩径1.2m。新增桩基以及与原有桩基中距不小于桩径2倍。

该方法可以较大程度提高下部基础承载能力，但需要对原有桩柱进行较多量的植筋，对原结构有一定损伤，造价较高，桩基施工需要操作空间较大，施工不方便。

b. 新增护墙防冲刷。由于桩基承载能力有一定安全度，可在桩四周直接做施工用砂袋围堰，在指定位置采用12.7cm地质钻机钻孔入基岩2m，嵌入钢管混凝土桩，同时保证护墙根部嵌岩0.2m，立模绑扎混凝土护墙钢筋、浇筑混凝土，使护墙与钢管混凝土桩成为整体。在护墙内外回填覆土后完成桩基础防护处理。

该方法可以永久防护桩基免于冲刷，并较少对原结构产生损伤和扰动，但对基础承载能力增加有限。施工中3号-6号桥墩基础维修最后采取第二种维修加固方法。

六．结束语

桥梁结构损害是多种因素共同作用的结果，对桥梁结构进行加固，要根据损害特点、构成原因及损害的程度，选择合适的加固方法，确保桥梁安全。

参考文献：

篇12

中图分类号：TV551.4文献标识码： A

截水帷幕属于基坑工程降排水问题的一个组成部分，基坑工程在开挖之前需要确保基坑能够干燥作业。截水帷幕是由高压喷射注浆搅拌桩（简称喷搅桩）组成的截水体系，喷搅桩是利用水泥及其它添加剂作为固化剂，通过深层搅拌机械，将土体和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和土体之间所产生的一系列物理-化学反应，使土体硬结成具有整体性、水稳定性（不透水性）和一定强度的桩体，通过喷搅桩相互咬合或喷搅桩与护坡桩相互咬合构成截水帷幕，将基坑外地下水止挡在截水帷幕或支护体系外侧。

影响喷搅桩截水帷幕成桩效果的因素分析

工程地质条件的影响

地质条件是影响喷搅桩成桩效果的重要因素。本工程地质条件复杂，其中回填土层、砂卵层过厚是成桩效果不好的主要原因。地层的变化及不同土层分布影响着桩的垂直度，钻杆在地层中遇到的障碍物及坚硬地层可能导致钻杆跑偏，越往深处，喷搅桩与护坡桩桩之间越容易出现错位开档；在细砂及卵石层中，水泥浆跑漏的速度很快，极易出现缩颈现象，使桩身不完整；此外，喷搅桩的直径大小跟地层密实度关系密切，如果相应的地层其喷射参数调整的不匹配，则导致喷搅桩局部出现裂缝、缺失及桩体上下不均匀。

地下管道漏水及其他不可预测地下水的冲刷

地下工程是一个很复杂、很特殊的工程，其具体情况仅靠勘察资料是难以准确掌握的，尤其是地下水的分布及外来水情况。成桩过程中，由于地下管道漏水及其他不可预测地下水的不断冲刷使喷搅桩还未成桩，就被冲刷出孔洞，难以形成相应强度的截水帷幕墙，在不明地下水的作用下，喷搅桩即使复喷也难以达到预期效果，因此在本工程中不明地下水是影响喷搅桩成桩效果的重要因素。

护坡桩的成桩情况

若基坑截水帷幕是由喷搅桩和护坡桩共同组成，护坡桩的成桩情况直接影响喷搅桩的止水效果，因为回填土层较厚，造成护坡桩的圆柱状外形不够光滑、规则，桩上部出现扩大头或在砂砾层出现不规则的混凝土块，所以喷搅桩施工时，长螺旋钻机钻进过程中遇阻碍无法成孔，从而使喷搅桩不得不后移，最终在护坡桩扩大头的部位，可以达到不留缝隙、有效搭接，而其他的部位，由于达不到搭接所需要的桩径，所以不能形成可靠的截水帷幕。

喷搅桩成桩机具的操作起着至关重要的作用

喷搅桩机具操作是成桩的关键环节，钻机操作及关键岗位人员理应熟知施工工法及操作要点，本工程的钻机及相关操作人员虽然经过技术培训，但人员操作技术参差不齐，这也成为部分喷搅桩成桩效果不好的原因。

经过工程实践，设备操作人员应该进行上岗前培训，可以熟练操作设备及进行设备维修，确立“预防为主、安全第一”的安全指导方针，在操作过程中还应注意以下操作要点：

（1）对设备进行调试，确保设备能正常运行，各项运行指标达到施工的要求；旋喷注浆前，要检查高压设备和管路连接系统，注浆管和喷嘴应清理干净。

（2）在施工过程中应严格控制各项技术参数。

（3）在下钻至桩底前应及时把注浆管中清水转为水泥浆。

（4）在旋喷过程中，避免在提升时中断，如中断时间过长，会出现断桩情况。

（5）根据设计需要，控制喷射压力、改变提升速度、注浆量可喷射成不同的形状。边提升边旋转可成圆柱状；只旋转不提升可马圆盘状；提升到桩头时，加大压力或者复喷可成大帽状；在桩底复喷可成扩大底状；在旋喷过程中复喷、加大压力或者减慢提升速度可成葫芦状等。

（6）旋喷注浆后，要及时对设备进行清洗。

成桩时选择的喷射方式影响喷搅桩的成桩效果

按喷射流移动方向，可将喷射方式分为旋喷、定喷和摆喷三种方式。本工程项目中使用到其中两种，即旋喷和定喷。

旋喷的特点：固结体积较大，具有一定的抗弯抗剪性能，其中可插入工字钢、钢筋笼等劲性材料形成加筋水泥土固结体，其力学性能得到改善，抗弯抗剪能力可大大提高，但旋喷桩的不足之处是水泥用量较大，工效较慢，直径难以准确控制。

定喷的特点：形成的板墙薄而长，体积小，不但成本较低，而且整体连续性也高，是一种理想的堵水防渗的方法。缺点是刚度小，不能作为支挡体。

旋喷与定喷在截水帷幕喷搅桩中的作用：在现有的设计方案下，由于定喷加固土的长度约为旋喷长度的一倍，因此施工中大部分采用定喷的方式，既可以很好的使帷幕桩与旋喷桩连接起来，又耗用较少的水泥，降低成本，理论定喷效果如图5-11。但是，在基坑北侧，受护坡桩扩大头及部分突出混凝土块的影响，喷搅桩不得不将桩位后移一定距离，此时定喷的角度很难把握，所以选择旋喷方式，理论旋喷效果如图5-12。旋喷和定喷两种方式理论上成桩效果较好，但实际应用却并不容易，需要技术和机械操作人员密切配合，并随时调整施工参数才能保障成桩效果，因此选择不同的喷射方式也是影响成桩效果的重要因素。

图5-11 定喷效果图图5-12 桩位后移再旋喷效果图

现场临时设施情况对喷搅桩的成桩效果的影响

喷搅桩施工所涉及的现场临时设施主要包括现场临水、临电，因喷搅桩单位时间消耗的水泥浆量很大，所以现场制浆用水必须得以保障，若施工时水泥浆供应不足，则有可能出现断桩、桩体缺失的情况，使喷搅桩与护坡桩间局部无法咬合，从而造成桩身渗水、漏水。同样，电力不足则无法保障机械设备的正常运装，压降过大造成喷射压力及机械扭矩均达不到设计要求，自然就影响喷搅桩的成桩效果。本工程喷搅桩施工时因各方原因，水电供应并不充足，造成部分喷搅桩施工质量不好，止水效果不佳。

应用截水帷幕的其他影响

对支护结构的影响

从技术上讲，应用截水帷幕技术止挡基坑外地下水，理论上增加了支护结构所承担的荷载，即在计算过程中，不能只计算土压力，同时还要计算水压力，那么相应的支护结构就要增强，护坡桩和锚杆的各项设计参数都要加强，相应使用的材料也要提高等级，最终成本大大增加。

同时，在水平支撑（锚杆）计算过程中，原有排水后的地层物理力学参数并不完全适用，这就需要技术人员大量试算调整相应参数，并重新建立力学模型和提高计算安全等级，增加了支护结构的整体计算难度。

在施工过程中，锚杆是在截水帷幕后进行施工，达到一定强度的水泥土给锚杆施工造成困难，同时为躲避障碍锚杆位置的相应调整必然影响喷搅桩与护坡桩之间的咬合搭接，造成截水帷幕局部渗水、漏水，同时水平支撑轴力也因地下水的影响而损失。

对桩间的影响

原有的桩间（护坡桩水平间隔）处理措施为挂网喷砼，应用截水帷幕技术后，桩间形成了喷搅桩，理论上桩间没有桩间土，但实际工程中因喷搅桩成桩效果不好，造成有些桩间存在一层桩间土，桩间土与喷搅桩紧邻，并随着渗水、漏水及气候的影响脱落，成为较大的安全隐患。