混凝土护坡设计中需注意的几个问题.pdf

2 0 1 4年 第 3 3卷 第 4期 D WR H E 水 利 水 电 工 程 设 计 9 混凝土护坡设计中需注意的几个问题 朱士权 李淑红 朱 家昌 王 利 摘 要 结合多年的工作经验 ，针对混凝土 护坡 设计过程 中涉及 的前期资料 收集分 析 ，合理设置 护坡 垫层 ，重视反 滤排 水，采取合适 的分块尺 寸以及护坡厚度。 关键词 混凝土护坡 护坡设计 护坡分块 护坡厚度 中图分类号T V 8 6 1 文献标识码B 文章编号 1 0 0 7 6 9 8 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 0 0 9 0 2 混凝 土护坡 以其耐久性强 、适 应性强 、施工 简便 以及安全可靠等特点 在工程实践 中已得到 较为广泛 的运用 ，但在实 际运用过程 中 ，由于设 计考虑不够充分或施工控制等多方面 的原 因 ，使 得护坡产生 了滑坡 、裂缝 、变形等一 系列病 险问 题 ，给工程造成 了一定 的安全 隐患 ，如不及 时处 理 ，很 有可 能影响工程 的正常运 行和效 益发挥 。 鉴 于此 ，有必要首先从设计环节进行把关 ，使混 凝土护坡设计更具合理可靠性。 根据施工方法进行分类 混凝 土护坡可分为 预制混凝土护坡和现浇混凝土护坡两大类 设计 选 型过程 中，应根据使用功能及部位 的不 同而加 以具体 区分 。为便于 比较 。现将上述两类混凝土 护坡的具体特点列于表 l 。 表 1 预制混凝土护坡与现浇混凝土护坡 比较表 注 ：表 中 特 点 仪 是 两 项 比 较 的 结 果 ，并 未 与 其 它 类 型 护 坡 作 比 较 。 实 际 上 ，无 论 是 预 制 混 凝 土 护 坡 还 是 现 浇 混 凝 土 护坡 ，其 在 设 计 思 路 上都 存 在某 些 共 性 的 地 方 ，都需 要有 针对性地进行设计 选型 比如垫层 的选择 、面板 尺寸的选 择等 ，以满足工程相应功 能的需要 ，因此 ，为尽量简练 ，笔者结合多年 的 工作经验 ，针对 混凝 土护坡设计过程 中涉及 的一 些共性问题简单地谈一 下看法 。希望对设计工作 者有所裨益。 1 重视 前 期 资 料 的 收 集 分 析 混凝土护坡 由于其体 型简单 ，而且可借鉴 的 工程经验较多 ，采用该护坡型式后 。其安全可靠 度一般认 为是 有保 障的 。有些护坡 即便 出现 了问 题 ，对于主体 建筑物的影响也是有限 的因而容 易忽视对前期资料的收集分析。比如说地勘资料 、 水文资料 、相关建筑物的影响等 ，由此造成 的盲 目设计 ，最终很可能会影响工程效益的正常发挥 。 例如某渠道混凝 土护坡 。其建基 面位 于某冲沟 回 填土上 ，一方面 由于 回填土 本身存 在压缩 变形 ， 另外一方面由于雨水 浸泡 、地下水渗透破坏等长 期作用 。由此造成基 础不均匀沉降 、细颗粒不断 流失 。最终导致局部护坡垮塌失效 ，影响 了渠道 的正常引水 功能。上述情 况如前期能予 以详细分 析 采取合 适的基 础处理措施 、排水措施应 当是 可 以避免 的 。 2 合理设置护坡垫层 护坡 垫层应 结合工 程需要及 特 点合理设 置 ， 并非所有护坡都需要设置 ，像堆石坝的抛石护坡 一 般不设 置垫层 ，像 有的护坡其建基面平整度较 好 ，也可不设 专门垫层 ，直接铺设土工布或土工 膜 ，然后在膜布上直接浇筑混凝土板 即可 。是否 l O A lJ z k电 工 程 设 计D WR HE 2 0 1 4年 第 3 3卷 第 4期 设置垫层应综合考虑平整度、抗 冲刷、抗渗透破坏 ( 反滤) 以及抗冻等因素，具体问题具体分析 。 对 于设 置 垫 层 护 坡 ，一 般 而 言 ，对 于 砂 性 土 地基 主要考虑其抗 冲刷能力 较低 、容易产 生渗 透破坏等 因素 ，根据 层间颗粒级配合理设置垫层 的型式 、厚度 ，一般砂土厚 0 1 5 0 3 0 m，最小不 应小于 0 1 0 m，卵砾石或碎石厚 0 3 0 0 6 0 m；对 于黏性土地基 ，除考虑上述 因素外 ，尚应考虑抗 冻胀破坏 ，一般情况下 ，抗 冻胀垫 层的设置厚度 不应 小 于最 大冻 土深度 的 0 8倍 。 3重视 反 滤 排 水 工程实践 中。有很多护坡 由于未充分考虑反 滤排水对边坡稳定性 的作用 ，引起 护坡顶裂 、滑 坡 塌 方 的 事故 应 该 说 是 屡 见 不 鲜 。尤 其 是 对 于 混 凝土护坡这种几乎是全封 闭的结构 ，加强反滤及 排 水 措 施 尤 为 重要 ，考 虑 不 周 ，很 容 易产 生 边 坡 稳定问题 。设计方案中应综合地下水 、土体性状 、 总体布置等情况选取合理 的反滤排水措施 ，比如 针对地下水位较高的情况 ，建议采取“ 疏导为主 ， 截渗为辅”的原则 ，通过设置排水管 、排水盲沟、 排水管井 、集水 沟槽 以及排水廊道等方式 ，并在 出水 口设置反滤 。对 于颗粒较 细的土体 ，应严格 按照反滤原则设计 ，从 而有效地 降低地下水对护 坡的负面作用 。 4 采取合适 的分块尺寸 护 坡 的分 块 尺 寸 可 以说 是 影 响 工 程 质 量 的一 个重要 因素 ，护坡分块过大 ，在地基不均匀沉降 、 温 度 应 力 、失水 干缩 等 因 素作 用 下 ，护 坡很 可能 会产生裂缝 ；护坡分块过小 ，在北方冰推 、冰拔 占主导的地区 。很有 可能因块体质量过小 而产生 错位变形 ，另外还会 增加施 工缝等 构造 布置 ，使 得 施 工 难 度加 大 ，施 工 周期 延 长 ，因此 ，合 适 的 分块 尺 寸 无论 是 对 于工 程 效益 发 挥还 是 施 工组 织 ， 都具有潜在的意义。 通过查 阅大量 资料 ，对 于预制 混凝 土护坡 ， 考虑施工简便 ，其边长尺寸一般介于 0 _ 3 0 6 m之 间，质量多不超过 9 0 k g ；对于现浇混凝土护坡 ， 国内多数的分块一般不会超过 5 m 5 m，像前苏联 的现浇混凝土护坡板块 ，其最大尺寸能达到 2 0 m 2 0 m。究其原 因，主要是受地基条件 、运用工况 、 施工工艺及控制 以及 材料 配 比等 因素影 响而有所 区别 。 目前 ， “ 滑 模 ” 施 工 工 艺 已较 为 普 遍 地 运 用于混凝土护坡施工 尤其是对于分块 尺寸较大、 坡面较陡的护坡 ，像堆石坝面层现浇混凝土护坡 ， “ 滑模 ”施工能体现出较大优势 ，但由此给设计者 带来 的问题是 ：如果是温度应力 占主导 ，可能需 要进一步增强混凝土的抗裂性能 ，比如调整混凝 土配 比 、添 加 抗 裂 材 料 等 ；如 果 是 地 基 形 变 占主 导 则 可 能 需 要 增 强 面 板 的刚 度 比如 增 加 面 板 厚度 、增加结构配筋等 ，进而造成工程投资 的增 加 ：所 以，在具体设 计 的时候 ，需因地制宜 ，综 合各种 因素选取合适 的护坡分块尺寸。 5 合理选取护坡厚度 对 于 预 制 混 凝 土 护 坡 。 通 常 的 厚 度 为 0 0 8 0 1 2 m，现 浇 混凝 土 护坡 厚 度一 般 为 0 1 5 0 3 0 m， 合理 的护坡厚度应考虑施工 、风浪 、冰冻等综合 因素选 取 ，另外 ，由于混凝土护坡在斜坡上施工 ， 其平整度 、厚度施工控制有一定难度 ，如果厚度 过 薄 ，很 容 易 产 生 裂 缝 ，考 虑 这 一 因 素 ，现 浇 混 凝土护坡厚度一般不小 于 0 1 0 1 1 1 。尤其需要 注意 的是 ：在 北 方 冰 凌 地 区 一 方 面 需 要 考 虑 冰 推 力 作用下 的护坡平衡稳定问题 ，尤其是对于低矮边 坡 或 低 坝 ， 由于 水 位 以 上 的护 坡 长 度 有 限 ，质 量 也相对有 限，如此时护坡质量不足 以抵抗冰推力 ， 则需要增加一定的厚 度 以平衡推力 ：另外还需考 虑在冰拔作用下 ，护坡有可能以其端点为原点发 生相对转动 ，如果护坡厚度过薄 ，刚度不够 ，很 可能造 成护 坡被 拉裂 的情 况 。 6 结语 以上谈到 的有些 内容不仅仅完全 针对混凝土 护坡设计 ，对于其它护坡设计也存 在某些共性的 地方 ，仅供读者参考。混凝土护坡结构型式简单 ， 但在某些情况下 ，如果设计考虑不周也容易产生 安全质 量 问题 ，需 引起重 视 。 作 者 简 介 朱士权 男 高级工程 师 天津水务局 天津 3 0 0 0 7 4 李淑红 女 工程 师 天津水务局 天津 3 0 0 0 7 4 朱家 昌 男 助理工程 师 天津水务局 天津3 0 0 0 7 4 王 利 女 技 术 员 天 津 市 振 津 集 团管道 有 限 公 司 天 津3 0 0 2 2 2 ( 收 稿 日期 2 01 4 0 8 2 7)