論公路邊坡穩(wěn)定性施工的技術探究

唐浩武

中圖分類號：U418.5+2 文獻標識碼：A 文章編號：1673-0992（2009）04-077-01

摘要：結(jié)合高速公路邊坡滑坡及治理情況，本文分析了公路邊坡病害、邊坡穩(wěn)定性評價指標體系等，最后提出了邊坡綜合治理措施。

關鍵詞：邊坡；穩(wěn)定性；施工；技術探究

目前，我國的高速公路施工建設正在快速發(fā)展，其中有不少路段是穿越山嶺重丘地帶，地形、地質(zhì)條件復雜且自然坡陡。邊坡的穩(wěn)定性直接決定著工程修建的可行性，影響著工程的建設投資和安全運行。在施工過程中，公路邊坡的崩塌、滑坡現(xiàn)象時有發(fā)生，不僅其危害嚴重、損失大，往往使工程無法正常進行，還可能會給工程竣工后的正常運營留下安全隱患。為了實現(xiàn)安全可靠和經(jīng)濟合理的雙重目標，對高邊坡進行深入的工程地質(zhì)分析及其治理方案的選擇尤為重要。

一、公路邊坡病害分析

邊坡是自然斜坡和人工斜坡的總稱，自然斜坡是由自然地質(zhì)作用形成的、未經(jīng)人工改造的斜坡，這類邊坡在山區(qū)廣為分布，如山坡、處于山區(qū)江河的邊坡;人工斜坡定指經(jīng)人工開挖或改造而成的斜坡，如公路邊坡等。因此，公路邊坡問題的重要性已是提到議事日程的重要技術問題之一。

滑坡按其引起滑動的力學特性來區(qū)分，可分為牽引式和推移式滑坡。牽引式滑坡是下部先滑動，使上部失去支撐后而變形滑動，一般速度較慢，可延續(xù)相當長的時間，橫向張性裂隙發(fā)育，表面多呈階梯狀或陡坎狀。推移式滑坡是上部巖土擠壓下部巖土體產(chǎn)生變形，滑動速度較快，滑體表面波狀起伏，多見于有堆積分布的斜坡地段。在公路建設中，公路滑坡的特點是:滑坡在平面形態(tài)上都有一定的幾何形狀，如橢圓形、三角形、簸箕形及其他幾何形態(tài)或不規(guī)則形態(tài)。其滑出方向大多數(shù)與路線方向垂直或近于垂直，少數(shù)滑體的滑動方向與公路線路方向斜交，公路規(guī)模的大小也直接影響滑坡的規(guī)模。從成因上講，大多數(shù)滑坡都是在開挖過程中復活，而且公路滑坡有一個共性，就是超過90%的滑坡都是由于公路開挖造成的。

二、邊坡的分類及穩(wěn)定性分析

施工邊坡上部土體邊坡在大氣連降雨(大雨或暴雨)的條件下，地表水通過土體孔隙大量滲入，強風化巖體和土體重度增大，下部的粘土與基巖強風化接觸處及強風化巖體與弱風化巖體接觸面不斷軟化、泥化，降低了抗剪強度指標，在動水壓力增大的條件下，其抗滑力迅速減小，前緣邊坡已開挖臨空，為坡體提供了較好的臨空條件，在飽水狀態(tài)下，加大了土體重量，降低了土體抗剪強度，邊坡前緣開挖臨空，施工邊坡應力調(diào)整，于施工邊坡頂部形成拉張裂縫，首先是施工邊坡頂部前緣部分呈牽引式滑移失穩(wěn)，形成新的臨空面，穩(wěn)定性降低，在降雨的作用下進一步呈牽引式滑移變形失穩(wěn)，逐漸向土體斜坡的中部、后緣擴展，引起前緣至中部，由淺到深、由外到內(nèi)變形產(chǎn)生牽引式失穩(wěn)。牽引式失穩(wěn)將導致目前基本穩(wěn)定或穩(wěn)定性較高的土體中部地段演變?yōu)榉€(wěn)定性較差的前緣地段，最終影響和威脅土體的整體穩(wěn)定性，直至土體整體失穩(wěn)滑移。

三、邊坡穩(wěn)定性評價指標體系

根據(jù)大量高速公路沿線邊坡失穩(wěn)資料和實地考察，與邊坡穩(wěn)定性相關的因素很多，概括起來有地形、巖體、外在影響因素三大類，具體包括坡高、坡角、c、f值、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征、風化程度、地下水情況、植被、降水等。本文僅對最一般的邊坡失穩(wěn)形式———圓弧滑動進行研究，影響圓弧滑動的因素主要有：巖石的內(nèi)摩擦角（F）1，粘聚力（F）2，巖石密度（F）3，邊坡角（F）4，邊坡高度（F）5，孔隙壓力（F）6等，本文選取這六個主因素作為評價指標。由此，邊坡的評價因素集合為：F={F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)6}

四、邊坡綜合治理措施

1.預應力錨索加節(jié)點桿框格梁

預應力錨索是通過錨固在坡深部穩(wěn)定巖體上的錨索將力傳給承壓梁，再經(jīng)承壓梁對不穩(wěn)定坡體施加一個預應力，將不穩(wěn)定的松散巖體擠壓，使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩(wěn)定坡體的發(fā)育，從而起到加固邊坡、穩(wěn)定坡體的作用。通過向錨索孔內(nèi)高壓注漿，使?jié){液填充于孔周圍坡體內(nèi)的裂隙，提高坡體的整體穩(wěn)定性。節(jié)點錨桿框格梁是通過錨固在坡深部穩(wěn)定巖體上的桿將力傳給框格梁，再經(jīng)框格梁將不穩(wěn)定坡體連為一體，使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩(wěn)定坡體的發(fā)育，從而起到加固邊坡、穩(wěn)定坡體的作用。通過向錨桿孔內(nèi)高壓注漿，使?jié){液填充于錨孔周圍坡體內(nèi)的裂隙，提高坡體的整體穩(wěn)定性。

2.抗滑樁

抗滑樁是穿過滑體深入滑床以下穩(wěn)定部分以固定滑體的一種樁柱。多根抗滑樁組成的樁群共同支撐滑體的下滑力，阻止其滑動，同抗滑擋墻相比，抗滑樁的抗滑能力大，施工較復雜，但效果顯著，因而被廣泛應用?？够瑯对诨轮卫碇惺窃靸r最大的工程項目，因此優(yōu)化設計顯得尤為重要，從理論上講應該采用優(yōu)化論數(shù)學模型。由于樁結(jié)構(gòu)計算和約束條件數(shù)學表達模型過于復雜，目前國內(nèi)外尚無這方面的科研成果和程序?？尚械淖龇ㄊ歉鶕?jù)經(jīng)驗初步擬定樁結(jié)構(gòu)尺寸，不斷試算、驗算直至最終通過。

3.減重

減重是在滑坡后部挖除一定數(shù)量的滑體而使滑坡穩(wěn)定下來。它適用于推動式滑坡或由錯落轉(zhuǎn)化的滑坡，并且滑床上陡下緩，滑坡后部及兩側(cè)的地層穩(wěn)定，不致因為塌方引起滑坡向后及向兩側(cè)發(fā)展。在一般情況下，滑坡減重只能減小滑體的下滑力，而不能改變其下滑的趨勢。因此，減重常與其他整治措施配合使用。

4.防排水

在路基施工過程中，臨時泄水槽斷面尺寸應滿足排水的要求，同時槽身應嵌入路堤邊坡，以防因滋流和滲流造成泄水槽因側(cè)面和底部被淘空而造成水毀。臨時泄水梢尤其是其入水口很容易因施工被破壞或被堵塞.入水口被堵住，路堤頂面匯積的雨水沿緣石的缺口流下邊坡，造成較嚴重的水毀。施工過程中尤其是預報有較大的降雨時，必須及時檢查和維修臨時泄水槽，保證泄水槽及其入口的通暢。

高陡邊坡或巖土穩(wěn)定性欠佳邊坡的排水工程應采取分級截流、縱橫結(jié)合排水的辦法來進行治理。坡頂以外的地表水從截水溝排走；分級邊坡每個臺階設一截水溝排水，坡腳設邊溝排水.高陡邊坡應根據(jù)地形和坡面大小，隔一定距離設一垂直路線方向的排水溝，使水盡快排出邊坡。

參考文獻:

[1]李媛，孟暉，董穎等.中國地質(zhì)災害類型及其特征——基于全國縣市地質(zhì)災害調(diào)查成果分析[J].中國地質(zhì)災害與防治學報，2004.15

[2]吳元奇，馮榮揚.聚類分析計算方法的理論及結(jié)果比較[J].湛江海洋大學學報，2002.2

[3]馮濤，王春雷，張友誼.邊坡穩(wěn)定分析的FLAC數(shù)值模擬法[J].路基工程，2006.6