邊坡穩(wěn)定治理措施分析

郭建梅，湯黨球，吳 紅

(1.黑龍江農(nóng)墾勘測設(shè)計研究院，哈爾濱 150090;2.黑龍江農(nóng)墾工程咨詢評審中心，哈爾濱 150090;3.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱 150080)

由于坡表面傾斜，在坡體本身重力及其他外力作用下，整個坡體有從高處向低處滑動的趨勢，同時，由于坡體土(巖)自身具有一定的強度和人為的工程措施，它會產(chǎn)生阻止坡體下滑的抵抗力。一般來說，如果邊坡土(巖)體內(nèi)部某一個面上的滑動力超過了土(巖)體抵抗滑動的能力，邊坡將產(chǎn)生滑動，即失去穩(wěn)定;如果滑動力小于抵抗力，則認為邊坡是穩(wěn)定的。

在工程建設(shè)中，常見的邊坡滑動有兩種類型:①是天然邊坡由于原來的地質(zhì)條件改變而產(chǎn)生的滑坡，通常用地質(zhì)條件對比法來衡量其穩(wěn)定的程度;②是由于工程建設(shè)需要而人工開挖或填筑形成的人工邊坡，由于設(shè)計的坡度一般都比較陡，或由于工作條件的變化改變了邊坡體內(nèi)部的應力狀態(tài)，使局部的剪切破壞發(fā)展成一條連貫的剪切破壞面，邊坡的穩(wěn)定平衡狀態(tài)遭到破壞而產(chǎn)生滑坡。主要分析邊坡穩(wěn)定整治措施。

邊坡病害整治主要是綜合考慮各方面因素，采用工程防護技術(shù)、植物防護技術(shù)或兩者結(jié)合在一起的綜合防治措施來治理，以達到穩(wěn)定目的。

1 邊坡工程防護技術(shù)

工程防護技術(shù)可分為工程加固措施與工程防護措施。工程加固措施可以對邊坡起加固作用，比如錨桿、抗滑樁和擋土墻等加固措施;工程防護措施用于對邊坡坡面進行防護，只適用于穩(wěn)定邊坡，主要應用于巖石邊坡，比如干砌片石防護、噴射混凝土護坡等，其作用是防止巖石邊坡坡面被風化、土質(zhì)邊坡坡面被雨水沖刷。

1.1 坡面防護

坡面防護措施主要有噴砂漿和噴混凝土、勾縫和灌漿、護面墻、干砌片石、漿砌片石等方式。

1)噴砂漿和噴混凝土防護適用于坡面易風化、節(jié)理裂縫發(fā)育、坡面為碎裂結(jié)構(gòu)的巖石坡面，其主要作用是巖石進一步風化，增加邊坡的穩(wěn)定性和保護邊坡不發(fā)生落石崩坍。噴射混凝土護坡在具有重量輕、防止風化、施工簡單等優(yōu)點的同時，也具有費用高、厚度難控制、易偷工減料、對公路自然景觀破壞大、封面阻水易引起邊坡飽水坍塌滑坡的缺點。

2)勾縫和灌漿適用于較堅硬且不易風化的巖石路塹邊坡，節(jié)理裂縫多而細者用勾縫，大而深者用灌漿。

3)做護面墻適用于風化嚴重或易風化的軟質(zhì)巖，也用于較破碎巖石的挖方邊坡和破面易受侵蝕或易小型坍塌的土質(zhì)邊坡。護面墻必須建在符合穩(wěn)定邊坡要求的地段，且護面墻的基礎(chǔ)應設(shè)置在穩(wěn)定的地基上。其優(yōu)點是既提高了挖方邊坡的穩(wěn)定性，又降低了邊坡高度，還減少了邊坡挖方數(shù)量、節(jié)省了工程造價。

4)干砌片石防護適用于土質(zhì)、軟巖及易風化、破壞較嚴重的填挖方路基邊坡。在砌面防護中，宜首選干砌片石結(jié)構(gòu)，這不僅為了節(jié)省投資，而且可以適應邊坡有較大的變形。但干砌片石受水流沖擊時，細小顆粒易被流水沖刷帶走而引起大的沉陷，其結(jié)構(gòu)分單層鋪砌和雙層鋪砌兩種。為防止坡面土層被水流沖出和減輕漂浮物的撞擊力，應在干砌片石防護下設(shè)置碎石或砂礫構(gòu)成的墊層(反濾層)，墊層也可用土工織物代替。

5)漿砌片石護坡一般適用于易受水侵蝕的土質(zhì)邊坡、嚴重剝落的軟質(zhì)巖石邊坡、強風化或較破碎巖石邊坡、殘坡積較厚而松散的邊坡。

干砌片石或漿砌片石防護在不適于植物防護或者有大量開山石料可以利用的地段最為適合。砌石防護的優(yōu)越性是顯而易見的，它堅固耐用、材料易得、施工工藝簡單、防護效果好，因而在邊坡防護中得到廣泛的應用。

1.2 錨桿加固防護

對于失穩(wěn)邊坡和可能失穩(wěn)邊坡，我們須采用邊坡加固技術(shù)來保證邊坡的穩(wěn)定性，然后再考慮坡面防護工程。邊坡加固技術(shù)包括錨桿防護、抗滑樁防護和擋土墻防護等。坡面為碎裂結(jié)構(gòu)的硬巖、層狀結(jié)構(gòu)的不連續(xù)地層、坡面巖石與基巖分離有可能下滑的挖方邊坡適用于錨桿防護。這種防護還特別適用于巖層傾角接近邊坡坡角和有裂隙的厚層巖石。

另外，還有在一些土質(zhì)邊坡中常用的土釘墻，原理上與錨桿及抗滑樁相同，通過打人土釘，增加邊坡土體的整體抗滑力，達到提高邊坡穩(wěn)定系數(shù)的目的。

1.3 支擋工程

1)抗滑擋土墻是整治滑坡常用的有效措施之一。抗滑擋土墻一般設(shè)置在滑坡前緣，擋土墻基礎(chǔ)必須深埋于滑動面(帶)以下的穩(wěn)定地層中，以免隨滑體被推走?？够瑩跬翂Σ捎弥亓κ?，利用墻身重量來抗衡滑體，優(yōu)點是取材容易、機械化要求不高、施工方便、見效快。

2)抗滑樁又稱錨固樁，是近年來應用廣泛的一種新型抗滑支擋結(jié)構(gòu)物，抗滑樁埋于穩(wěn)定滑體中，依靠樁與樁周巖(土)體的相互嵌制作用把滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層，利用穩(wěn)定地層的錨固作用和被動抗力，使滑坡得到穩(wěn)定。

2 邊坡植物防護工程技術(shù)

根據(jù)不同的邊坡地質(zhì)條件，采用不同的施工方法和施工工藝可將邊坡生態(tài)防護技術(shù)分為:種草防護、鋪草皮防護、植樹防護、、土工網(wǎng)植草防護、蜂巢式網(wǎng)格植草防護、客土植生植物防護、噴混植生植物防護、植生基質(zhì)噴射防護等。

2.1 種草防護

種草坡面防護適用于邊坡穩(wěn)定、坡面沖刷較微且邊坡高度不高、坡度不陡于1∶1.25、適宜種草的土質(zhì)邊坡或經(jīng)改良的邊坡;一般要求邊坡高度不高(＜6 m)、不浸水或短期浸水，邊坡上已扎根的種草坡面防護可容許緩慢流水的短期沖刷。種草坡面防護一般不適于巖石邊坡防護，若要在巖石邊坡中適用，需使用針對巖石邊坡研發(fā)的生物防護技術(shù)。

種草常用的幾種播種方法:①撒播;是最簡單易行的方法，適用于比較松軟的土質(zhì)邊坡。②溝播;適用于土質(zhì)比較堅硬的邊坡上，須對溝內(nèi)土體進行換土處理，使草籽易于發(fā)芽生長。③噴播;適用于人員作業(yè)不便，或因邊坡土質(zhì)過于貧瘠、或是巖石邊坡上。④植生帶;在暴雨強度較大的地區(qū)，可在坡面上鋪設(shè)草坪植生帶進行種草。

種草進行坡面防護的特點:施工簡單方便、成本低、勞動強度小、施工進度快、保護環(huán)境，具有較好的經(jīng)濟效益與社會效益，因此，在有條件的地方應盡量使用。

2.2 鋪草皮防護

鋪草皮防護是通過人工在邊坡面鋪設(shè)天然草皮的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護措施。適用于邊坡坡度較陡，沖刷稍嚴重、需要迅速得到防護或綠化的土質(zhì)邊坡。鋪草皮坡面防護方法，其作用與種草坡面防護一樣，可以迅速對施工完后的邊坡實施坡面防護。

鋪草皮的方法，可根據(jù)坡面沖刷的情況、邊坡坡度、坡面水流速度的具體條件，分別采用平鋪(平行于坡面鋪裝)、垂直疊鋪(垂直于坡面)、斜交疊鋪(與水平坡面垂直成＜90°的角)等形式。

平鋪草皮防護，具有施工簡單、工程造價較低等特點，適用于邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質(zhì)及嚴重風化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護工程，是設(shè)計應用最多的傳統(tǒng)坡面植物防護措施之一，但對施工后期養(yǎng)護管理要求較高，否則，平鋪草皮易被沖走，且成活率低，工程質(zhì)量往往難以保證，達不到滿意的邊坡防護效果。

2.3 種樹防護

植樹應在1∶1.5或更緩的邊坡上，或在邊坡以外河岸及漫灘處。主要作用是加固邊坡、防止和減緩水流的沖刷。植樹品種以根系發(fā)達、枝葉茂盛、生長迅速的低矮灌木為主。

2.4 土工網(wǎng)植草防護

土工網(wǎng)植草護坡，是新開發(fā)的一項集坡面加固和植物防護于一體的復合型邊坡防護措施。該技術(shù)所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護新材料，是通過特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng)，不僅具有加固邊坡的功能，在播種初期還起到防止沖刷、保持土壤以利草籽發(fā)芽、生長的作用。隨著植物生長、成熟，坡面逐漸被植物覆蓋，這樣植物與土工網(wǎng)就共同對邊坡起到了長期防護、綠化作用，土工網(wǎng)植草護坡能承受4m/s以上流速的水流沖刷，在一定條件下可替代漿(干)砌片石護坡。目前，國內(nèi)土工網(wǎng)植草護坡在堤壩邊坡防護工程中使用較多。

2.5 蜂巢式網(wǎng)格植草防護

蜂巢式網(wǎng)格植草防護，是一項類似于干砌片石護坡的邊坡防護技術(shù)，是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格后，在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土，再在磚框內(nèi)栽草或種草的一項邊坡防護措施。該技術(shù)所用框磚可在預制場批量生產(chǎn)，能有效地分散坡面雨水徑流，減緩水流速度，防止坡面沖刷，保護草皮生長。這種護坡施工簡單，外觀齊整，造型美觀大方，具有邊坡防護、綠化雙重效果，工程造價適中，略高于漿砌片石骨架護坡，多用于填方邊坡的防護。

2.6 客土噴播植物防護

客土植生植物護坡，是在邊坡坡面上掛網(wǎng)機械噴填(或人工鋪設(shè))一定厚度、適宜植物生長的土壤或基質(zhì)(客土)，并噴播種子的邊坡植物防護措施。將植物生長基質(zhì)(客土)和種子用掛網(wǎng)噴附的方式覆蓋在坡面，實現(xiàn)對巖石邊坡的防護和綠化。植被防護的效果良好，基本不需要養(yǎng)護即可維持植物的正常生長。多用于普通條件下無法綠化或綠化效果差的邊坡。施工工序為:清理坡面、鉆孔打錨桿、掛網(wǎng)、噴射客土。

2.7 噴混植生植物防護

噴混植生植物防護是類似于客土噴播的一項生態(tài)防護技術(shù)，是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后，采用專用噴射機，將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上，植物依靠“基材”生長發(fā)育，形成植物護坡的施工技術(shù)，具有防護邊坡、恢復植被雙重作用，可以取代傳統(tǒng)的噴錨防護、片石護坡等措施。該技術(shù)已廣泛應用于水利、公路等各類巖石邊坡綠化防護工程中。

2.8 植生基質(zhì)噴射防護

巖石邊坡生態(tài)防護工程技術(shù)——植生基質(zhì)噴射技術(shù)(簡稱PMS技術(shù))，可應用于坡度小于1∶0.5的軟巖、硬巖邊坡及酸性、強酸性土質(zhì)邊坡。

PMS技術(shù)是利用活性植物材料即植生基質(zhì)(PGM)，結(jié)合土工合成網(wǎng)等工程材料，在巖石坡面構(gòu)建一個具有我自生長能力的功能系統(tǒng)，利用植生基質(zhì)按設(shè)計厚度噴射到巖石坡面上，通過植物的生長活動和其他輔助工程措施進行邊坡加固的一門高新技術(shù)。PMS技術(shù)主要有3道工序，即打錨桿(錨釘)、掛土工合成網(wǎng)和噴植生基質(zhì)。PMS技術(shù)成本低，不到國內(nèi)同類技術(shù)成本的一半，且施工后養(yǎng)護較粗放，維護簡便，只需作適當?shù)臐菜芾怼＿x擇適合生長的混合植物種子，以形成草本植物群落(先鋒植被)一草、灌混生植物群落(進化植被)一草、灌、喬多樣性混生群落(穩(wěn)定的護坡植被)的合理生態(tài)演變過程，從而達到良好的護坡效果。

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