摘要
土木工程施工属于一项非常系统且复杂的工程，如果发生边坡结构稳定性不足，支护结构发生开裂等状况，则会严重地破坏工程整体施工质量，进而威胁到工程施工安全。引入边坡支护技术，可提升边坡结构的稳固性。文章对该技术进行不断的探究和优化，能够促进土木工程施工质量和安全大幅提升，从而不断推进土木工程施工技术的进步和发展。在现代土木建筑工程设计过程中,相关技术人员必须高度重视建筑边坡支护施工技术的推广应用,充分发挥其在现代土木建筑工程设计中的重要作用。在我国土木建设工程施工期间,要求相关技术人员综合应用地基边坡支护施工技术,可以有效地提高我国土木建设工程施工时的稳定性,避免影响土木建设工程施行质量问题,提高施工效率。同时,边坡支护系统技术应用可以避免在进行土木建筑工程施工期间可能造成边坡塌陷的各种问题,从而有效地规避边坡高度偏移等现象。由此可见,在大型土木建筑工程施工中,边坡支护系统技术应用是较为重要的。
关键词：机械成孔桩；大直径圆形支护；优化技术
1绪论
1.1研究背景
随着“十三五”规划的制定，交通运输部编制了“道路网规划（加密规划）”。在第13个五年计划的结束和第14个五年计划的开始，高速公路的总里程达到10196公里，包括国家高速公路4127公里，省道3641公里和高速公路2428公里[1]。公路站点使公路改善省际出口，增加走廊能力，强化城市辐射全国，提高通行效率，增强路网的链接，以补充和完善六个方面，构建“中心集聚，多极辐射，互联互通，全面覆盖。“省际公路网络交通顺畅，进一步提高了道路交通的速度和效率，促进了道路交通的性质[2]。
随着城市化进程的加快，我国建筑业已逐步进入快速发展的轨道。繁荣的建筑业的发展促进了相关配套产业的发展，促进了经济水平的提高。但是，建筑施工具有一定的特点和风险，自然因素对建筑施工的影响较大。如果处理得当，建筑业可以有效地促进经济发展。处理不当会导致无法估量的经济损失和社会影响。在建设过程中，基础设施的建设非常重要。因此，为保证施工的顺利进行，边坡支护已逐渐成为现代建筑工程的重要组成部分。这是因为ESS需要加强对边坡支护技术的兴趣和发展，不断改进其实践并遵守施工安全性，以确保建设项目的质量并实现经济效益[3]。
1.2研究意义
在实际工程中，矩形支护通常是手工挖掘的。施工难度系数非常大。特别是对于已经处于不稳定状态的斜坡开挖，斜坡扰动非常大。它通常会加速斜坡的变形，使桩的直径略微变形并导致桩孔严重坍塌，给建造者带来隐患。威胁，特别是在紧急斜坡工程，人工挖孔桩时，不仅施工中的风险是很大的，但建筑能效的问题，将导致最佳时机丧失治疗的斜率，这将导致修复成本和一般边坡不稳定性大幅增加，导致边坡不稳定[4]。最终的失败有时难以估计。随着机械工业和旋转钻机的功率的持续改进的不断发展，钻屑的直径可以是从50mm到3M，或至多大约5μm，可满足的抗弯强度的要求。与此同时，机械钻孔，不仅方便了施工，但也有原来的坡损伤小，大大缩短了工期，极大地保证了施工安全，并能起到很好的作用。社会和经济价值观[5]。然而，对大直径圆形支架的研究相对较少。本文以公路边坡工程为基础，对大直径圆形截面的支护进行了分析和探讨，为配套工程的应用和研究提供参考[6]。
2支护基本理论
2.1支护分类
支护是一种工程结构。为了防止和控制滑坡在适当的位置，底部桩必须嵌入以形成稳定的滑动表面并埋在滑动表面下方的一定深度处。该支护已广泛用于地质灾害的处理。特别是近年来，在滑坡，铁路，公路，水利，电力，建筑，冶金，煤炭等的管理中，支护得到了广泛的应用，从而实现了良好的治理[7]。
在滑坡治理工程中，横向荷载下的抗滑桩主要用于在不同竖向荷载桩下建造桥梁基础和基桩。后者是一种“活性木桩”，可以直接将必要的材料运送到地面而不会产生阻力，并可以通过外部载荷直接运输。但是当裂缝岩石受到自身重力或其他外力的作用时，其在滑动变形过程中的作用是被动的，因此被称为“被动木桩”[8]。
在工程实践中，由于不同类型的滑坡，地质条件，地形和浮雕，采用不同形式的支护，其控制效果和工程造价也不同。根据施工方法，支护可分为驱动桩，钻孔桩和开挖桩;电池制造材料可分为木桩，钢桩和钢筋混凝土桩，水泥桩，CFG桩，石灰桩和碎石桩;根据烟道的横截面的形状可分为圆形堆栈，管道，矩形细胞，细胞类型H，三角形细胞，横向和多角度单元堆栈的堆栈，根据电池的纵向形状可以分为柱堆，CFG堆，石灰堆和碎石堆[9]。堆栈的木板，楔形堆栈和圆锥形堆分为直堆栈，钟堆栈和SE堆栈。根据相邻细胞与岩土之间的相对刚性，将刚性细胞和弹性细胞分为一排细胞，加盖细胞和折叠细胞。根据制造细胞体支架的方法，可分为预制细胞，现浇细胞和基础土壤。混合电池有三种方法。预制桩主要指钢管桩，异形钢桩和混凝土桩。现场成型装置包括浸入管，钻孔，冲击钻孔，螺旋钻孔和手动钻孔，而混合装置包括湿式水泥混合物和粉末喷雾干燥混合物。水泥。根据支架配置，可分为单排堆叠，椅子堆叠墙，堆叠支架，折叠支架，框架支架，锚索堆叠组，预拉伸电缆堆栈锚等等[10]。这些支护件广泛用于大型推力处理项目，如图2.1所示。以下是单桩，木框架，框架支护和锚桩的主要类别，如下所示。
2.1.1单栈
独立垂直支护可分为两种类型：全埋和半埋。总嵌入的选择是释放和构建所有层。暴露表面的一半埋在稳定的地层中。由于悬臂梁的应力，单细胞长度一般10-20米，滑动推力是500-1500KNB/米，并且完全埋入支架具有土壤的一些原始电阻，但挖掘的深度为大，地质条件不稳定，施工困难。半埋打滑通常被放置在路边，该自由通道可用于横截面，半地下防滑深度一般为1/4至1/3，这就是为什么特定长度和深度的半反孔的-滑动比完整的垃圾填埋过程大。
2.1.2堆叠板架
当土壤相对疏松，地基承载力低，如果你使用的木材堆，可以在木堆挤了一堆木头。道路的坡度，道路的坡度甚至有点崩溃。有时这堆砖墙的承载能力小于承载能力。该叠层是通过板或桩连接的防滑块。可用于浇水或预装配。它易于制作并且形状良好。它具有良好的方向，并且可以在桩和桩之间形成绿色空间。
2.1.3框架支架
前支架和后支架与一个或多个管束连接以形成刚性框架结构。通常，前后电池是垂直的。倾斜细胞可以在允许的地形条件下用于第一细胞系。内部结构力的计算表明，斜率越高，成本越高。所述支护结构的主要优点是，它有一个很大滑移能力，并且可以通常支护推力滑动2000-5500千牛/米。结构的阻力模式清晰，计算结果准确可靠。
2.1.4锚桩
细胞包埋在岩石上，并且电池和顶部岩层和应力螺栓或电缆进入稳定岩石中，形成的电力系统的力的作用下的支护梁。能防止悬架的悬挂，也减少堆栈的长度，堆栈的长度，与增援的数量，节省了投资，根据滑动的冲动，控制电压可以改变反被动力-Slide。
图2.1滑坡推力较大的滑坡治理工程
2.2支护的技术要求及内容
目前的支护技术依靠工程专业知识来选择合适的技术参数，并且在防滑安全性和稳定性方面，支护的基本目的是防止滑坡并提高建筑物的稳定性。但是，为了寻求安全，盲目增加安全系数技术和防滑技术的技术是有偏见的;另一方面，为了追求经济效率，使用更激进的技术参数往往导致滑动管理的失败，甚至导致可能发生的重大事故，导致人员和财产的巨大损失。因此，工程领域需要以下要求：
（1）防滑能力应确保整体滑移稳定性，边坡稳定性和安全系数满足安全系数或相应的可靠规则，并确保滑动不会从堆垛顶部脱落。而不是从堆栈的顶部;支护力量。
（2）支护结构必须具有足够的强度和稳定性，即一些桩必须具有足够的刚度，并且桩的张力变形符合要求。
（3）遇到不可抗力和自然灾害时，必须解决基础变形问题。
（4）埋深，埋深，桩间距，桩柱直径和锚固截面足够，安全，可靠，可行，方便，节省了经济成本。根据上述技术要求，支架的技术含量一般如下：
（1）确定平面的布局和桩群的尺寸，例如桩的位置和间距；
（2）指定细胞类型，细胞深度，细胞长度和细胞横截面大小；
（3）根据拟议结构确定作用在支架上的受力系统；
（4）确定叠层的计算宽度，选择基础的反应系数，计算叠层的受力和变形；
（5）计算桩的截面和一般施工技术的加固。
图2.2支护的技术计算流程图
3毕节市某高速公路边坡工程中支护技术分析
3.1工程概况
斜坡位于毕节市某高速公路RK9+130至RK9+410路基的右侧。最初的倾斜技术是六度的斜率。第一个斜率为1：1.25，第二个斜率为1：1.5，右侧最高斜率为53米。在第一个平台上支护钢管桩放置在第二，第三和第四平台上。
斜坡开挖于2020年9月开始。截至2020年12月底，在平台开挖的第一阶段后，斜坡背面出现裂缝。2021年2月，斜坡后部的裂缝逐渐扩大和延伸，形成阶梯式平台，部分扩展至10厘米，后缘裂缝在圆形椅子上关闭，裂缝继续开裂。发展。发展趋势滞后。通过监测现场的表面位移，发现滑坡处于滑移状态。2021年3月初，填料截面的后坡出现裂缝并逐渐形成裂缝。现在已经形成了一个巨大的楼梯平台。监测结果表明，最大坡度变形深度为34.5m，变形率为9.0-13.0mm/d，处于快速滑动阶段。斜坡内部裂缝基本贯穿，形成统一的滑动面。最大裂缝在路基右侧延伸至260米，最大裂缝位移为1.7米。2021年5月，根据修订后的技术方案，采用矩形支护和清洁方法开始施工。但是，在施工过程中，由于10万平方米的道路在开挖条件下，滑坡开始加速变形，裂缝扩大，矩形支护墙承受较大的变形。清理路基右侧和地面，并不断清理路基。在连续降雨期间，特别是在暴雨28天和夜晚，斜坡右侧变形明显，变形趋势恶化，容易发生突然滑坡。如图3.1和3.2所示。
图3.1边坡后缘拉裂缝
图3.2边坡右侧拉裂缝
3.2工程地质条件
（1）地形起伏区位于贵州高原，交通便利。该区域的地形非常起伏，表面侵蚀和溶解严重。下一段的高程为826.0米至988.0米，相对高程差为162.0米。它穿过山脉。横截面垂直轴的高程为866,9m至893,6m，相对高度差为26,7m。道路横断面没有裸露的岩石，植被发育良好，主要是耕地。它是低山浮雕形式的侵蚀和溶解。
（2）气候水文领域属于长江流域清水系统。本节中没有多年生地表径流。它属于中亚热带湿热季风的气候带。冬季没有强烈的寒冷，夏季炎热的夏季和四季分明。根据当地气象站的气象资料，年平均气温为14.7摄氏度，1月份最冷，平均气温为4.6摄氏度，极端最低气温为-9.7摄氏度;最温暖的7月份，平均气温为24.6摄氏度，最高气温为37摄氏度;7月的平均气温为24.6摄氏度，最高气温为37摄氏度。冰冻年龄为287天，平均每年的日照时数为1273.4小时。年最大降水量1650毫米，最小降水量860.2毫米（1989年），年平均降水量1234.5毫米，主要集中在5月至8月，最大日降水量为262，3毫米。
（3）根据映射地质，地球物理和钻孔数据，该字段的层从顶部分为底部如下：
与在过载的崩溃砾石层粉质粘土：黄棕色，黄色，具有厚度为5-20m少量砂岩碎石，主要位于所述滑体的上侧。土壤和采集的土壤块的层：黄色，碎石和砂砾由砂，泥岩厚度5-50M.的它们是非常厚和分布在外地。
涌层的构件是层志留上二叠（P2W）和Weng xiang形成（S2W）的主要粘壤土煤吴家坪组。根据风化和岩体的崩解度，它可分为三层：充分粘性风化粉砂岩：石灰石，深灰色，薄层的平均厚度，关节裂化破岩和岩石的风化分散的，类似于土壤的分布。污泥高电阻粘土：灰色，黄灰色，关节和裂纹，碎裂，成核岩石，局部的，部分的沙质，零星分布，0-20M的厚度的平均发展的薄的层。
平均粉砂岩粘土：灰色，深灰色，精细和介质厚的层，开发裂纹和本地关节，岩体是相对完整的分裂位点，取心是柱状，局部块。
砂岩耐腐蚀：微黄棕色，黄色，中薄，开发裂缝和接缝，岩石破碎，锰和关节表面的铁污染，成核质量，局部，局部沙，厚0-20M分布在该领域。
中等磨削砂岩：灰色，灰白色，薄到中等厚度，局部开发的接缝和裂缝。污染的铁和锰的岩体在平面比较充分联合，部分剖开的核心主要是短柱状，部分固体。
（5）地下水场区地下水为地下水裂隙水和第四纪松散层孔隙水，地下水主要为大气降水垂直补给。在大气降水过程中，有的沿裂隙渗透向下迁移，有的以径流形式堆积，排入道路左侧岩溶洼地。
（4）地质和地震构造：这部分位于扬子地台附近南北构造变形区的东端，与本站结构非常发达。上段的右侧，传递回区域F1，并穿过一K9+280失败的上壁是志留砂岩地层（S2W）与14250的发生和底壁是更高二叠系统五甲。石炭质粘土嵌入平岗组（P2W）砂岩中，地层为托盘。该部分位于断层的地下室。受结构影响，岩体节理发育良好，岩体极度破碎，地质地质构造复杂。据状态的地震部于1999年发表的GB18306-2001，地震反应谱的特征周期是0.35S，最大加速度系数是0.05克；和地震的基本强度是六。
（5）在地下水场区域中的地下水的地下水狭缝孔隙水和水在疏松层季和地下水主要是大气降水的垂直间隙。在沉淀过程中，一些沿裂缝渗透迁移下来，其他人在介质流动积累和排入在路边的岩溶洼地。
3.3边坡变形特征
3.3.1坡度的大小和形状
通过现场调查和监测，可以发现飞机侧向滑动为圆形，侧滑前缘约105米宽，侧边后缘向后滑动，斜坡位于青坊平台上方。变形了。后缘凹槽与道路中线之间的最大距离为380米，增加了120米。滑动面积60,140平方米，扩展面积约15,000平方米。山体滑坡约100万立方米，是一次大型滑坡。滑坡属于滑动牵引力，滑动方向为155度，如图3.3所示。
图3.3滑坡平面图
3.3.2滑坡物质组成及结构特征
滑动体主要由滑动体和滑动区域的地面组成，如图3.3所示。以下是：
1、累积体广泛分布在滑坡表面，主要由粘土和裂缝组成。棕色，黄色，有少量砂岩碎石，厚度5至20米。它主要位于滑坡的上坡。塌陷层和岩石和土壤：黄棕色，黄色，砂岩，厚度5-50米，厚度和在田间分布。
2、滑动区：根据研究数据和深位移监测结果，滑动面分为两层。第一层位于斜坡层和塌陷层之间的接触表面附近，最大深度为22.5μm。滑动面的材料主要是斜坡层的粉砂粘土。第二层位于坍塌层内部，最大深度为34.5米，主要沿着滑动的薄弱区域滑动。
3、滑床主要由砂岩（S2W）组成。灰色，灰白色，薄到中等厚度，局部接缝和裂缝。锰岩块在关节平面上相对完整，部分破碎，原始结构保存完好。这种情况在150℃清晰可见，部分保留了原始地层的结构特征。
图3.4滑坡典型工程地质断面图
3.3.3地滑形成过程
根据现场监测数据，坡度变形可分为两个步骤，即和。形成一阶滑动和二阶滑动的阶段。
1、地层一流击穿：大开挖中积累的车头开始在九月下旬2020，和一流的平台于2020年底出土挖掘的过程中，身体积累解除及免除，导致路基变形。为防止倾斜继续变形，该步骤主要采用方形切割方法。与此同时，在今年二月的滑动面积风暴2021年4月，在土壤表面水分渗透软化，造成机械和岩土工程，并最终形成打滑的质量等级的物理参数的下降。。
2、二次滑动层：在2021年5月，根据修正后的技术计划，开始建设，建设方面的支护，最后路基开挖后初霁。然而，由于需要建设周期，在滑移变形100000个平方挖掘结果的条件下，道路挖掘，加宽在后缘破解，矩形壁的大变形由支柱支护，然后，在背压坡脚。这条道路于2021年10月底被挖掘，连续降雨。10月28日的大雨再次导致滑动加速变形。后缘处的裂缝变宽并穿透。后缘的裂缝距离路基中线390米，形成二次滑移。
3.3.4滑动影响因素
地质结构的自然因素：矿床保留了原岩的结构特征，并作为一个整体向前倾斜。地层岩相：堆积体的原始岩石是沙子和粘土，岩石是光滑的。大气降水：山的后缘是蓄水结构，雨季富水，山坡地区整体呈单斜浮雕形状，集水面积大。倾斜的排水不顺畅，地下水垂直渗透，软化底部岩石和土壤。
人体切割脚的因素：线切割身体的前部以深切的形式堆积，形成挖掘挖脚在体内积累，这很容易诱发滑坡的形成。施工扰动：施工不按照第一施工程序进行施工，坡面清洁，减少了防滑能力，为坡面变形创造了更大的空间。同时，人工挖掘大大破坏了原有的不稳定坡度。
3.4支护技术
3.4.1滑坡稳定性及滑坡推力计算
根据现场监测数据和边坡变形破坏特征，确保公路运营安全，考虑到坡体处于不稳定状态，施工周期短，地质条件好现场复杂，采用圆形支护构造斜坡，同时去除斜坡体的二次滑动面。松弛完成后，基本上清洁第二滑动表面上的滑动体的材料。因此，在计算滑移推力时，传递系数法用于计算滑动滑动体的滑动推力。
图3.5滑坡清方图
根据研究报告，选择RK9+260作为典型剖面，根据清芳完工后斜坡的形态特征，将滑移分为一系列垂直铅块（总共11个区块））通过将滑动面的高低，以及方形斜面补偿线的转折点作为标记标记，如图3.6所示。
图3.6滑坡稳定性计算条分图
根据边界平衡原理，采用切片法计算和分析自然条件和降雨条件下的滑移稳定性和滑移力。参考研究报告和反演分析，地球物理和机械参数如下：
滑体参数：自然状态，范围=17kNb/m3；风暴状态，范围=22kNb/m3。
滑动表面参数：在自然状态下，C=22kpa，u=16度；在风暴状态下，C=17.6kpa，u=12.8度。工作条件的计算：工作条件1，自然状态；工作条件2，风暴状态。
计算结果如表3.1所示。通过对滑动的稳定性分析，得出滑坡在自然条件和强降雨条件下处于不稳定状态。因此，为了保证高速公路的正常运行，必须对坡度进行处理。在比较自然条件和暴雨条件下滑坡的推力值时，选择降雨条件下的滑坡。
推力值是滑动推力技术的推力值。由于斜坡位于高速公路床的右侧，公路床的稳定性对随后的高速公路建设和运营产生重大影响。这次采用悬臂支护技术，无论支护单元前面的接地电阻如何。圆形支护滑动表面（块11后面）下部的滑移的技术值是1013kN/m。
3.4.2地基侧向应力复核
为了保证桩周围的岩土可以提供足够的防滑强度，确保在滑坡作用下支架不会沿桩底旋转，有必要检查桩基内部侧向力，通过悬臂切割方法计算桩体锚固段的横向拉力。
根据田间岩样试验，拉米石和砂岩值为0.5，还原系数C为0.4，最终单轴抗压强度为22,000kPa。
从上述计算可以看出，锚固部分中的桩的横向张力可以提供足够的强度以确保支护不会偏离并且该技术满足要求。
结论
随着社会文明的发展和机械及施工设备技术的不断进步，人工挖孔桩将逐渐被机械钻孔桩所取代。因此，循环支护的研究非常重要。基于应急边坡工程的背景，研究了大直径圆形支护参数的力学变形特征和优化，得出以下结论：
从对施工方便性，安全性，效率和综合成本的分析来看，机械冲孔成型桩优于人工冲孔挖桩。随着机械设备的发展，圆形支护将在实际工程中得到广泛应用，取代手工挖孔并成为重要的保持结构。通过建立三维数值模型，采用技术支护参数中的桩间距，锚固深度和桩径的单因子分析方法对工艺进行优化。结果表明，与燃料电池堆之间的间距的变化，弯矩和剪力切割体不断增加，但与不断变化的两极之间的间距，土拱的效果具有弱过程中的强最后消失了。
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致谢
本论文是在导师的细心监督下完成的。导师学识渊博、专业知识高深，工作作风严肃、治学态度严谨，诲人不倦，严于律己、宽以待人的崇高师德，对我产生了不可忽视的影响。本次论文从题目的选定到顺利完成，每一步都是在导师的细心监督和指导下完成的，倾注了导师大量的心血。
在此，谨向老师表示至高无上的谢意和感恩！在写论文的过程中，遇到了很多难题，包括格式上的不正确，以及语言逻辑上的错误，都得到老师非常细致的指出，这才让问题得到解决。所以在这毕业之际，在此对老师道一声：老师，谢谢您！您辛苦了！感谢所有授我以业的老师，没有这些年的专业知识和科学的积累，我不会有这么大的动力和信心完成这篇论文。最后再强调一下，我要诚恳地感谢老师对我做人的原则上做出教导，告诉我做事前先做人的道理。
最后，向百忙之中抽出时间对我论文审阅的老师再次表示感谢与敬意
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