山區(qū)公路邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征及邊坡失穩(wěn)研究

1、公路邊坡特點(diǎn)

根據(jù)對不同類型邊坡變形破壞機(jī)制的分析，進(jìn)行滑坡(邊坡)穩(wěn)定性分析，提出治理方案，取得了明顯的效果。但值得注意的是，這些研究多是針對水電工程和大型滑坡工程進(jìn)行，公路邊坡與水電邊坡有著較大差別，主要在于：第一，水電邊坡規(guī)模大，但災(zāi)害點(diǎn)少；公路邊坡規(guī)模比水電邊坡小，但為線性工程，點(diǎn)多面廣。第二，水電邊坡地質(zhì)資料豐富、詳細(xì)，地質(zhì)信息較完備，公路邊坡地質(zhì)資料則較少，地質(zhì)信息很不完備，且地形、地質(zhì)條件差異大，邊坡條件復(fù)雜多樣。因此，上述邊坡變形破壞機(jī)制研究成果就不一定適合于公路邊坡，其研究方法和研究手段也不一定適合公路邊坡。如何根據(jù)公路的特點(diǎn)，研究總結(jié)邊坡變形破壞機(jī)制、探索邊坡變形破壞機(jī)制的研究方法，將是邊坡加固研究的重點(diǎn)。

2、邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征

水邊坡巖體常常由兩種甚至更多的巖組所構(gòu)成，巖組之間以分段、互層或某一巖組占主導(dǎo)地位的形式出現(xiàn)。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)類型相似的邊坡，其穩(wěn)定性視巖性組合的具體情況差異變化很大。某些邊坡形狀和結(jié)構(gòu)類型類似，泥巖和砂巖交替成層。某些邊坡砂巖覆蓋于泥巖之上，將泥巖封閉于坡內(nèi)，邊坡穩(wěn)定性較好，而有些邊坡泥巖出露，大量風(fēng)化剝落，致使邊坡穩(wěn)定性較差。對于路塹邊坡而言，不同巖性組合對邊坡穩(wěn)定性的影響有以下幾條規(guī)律：

2.1軟硬巖交替邊坡。軟硬巖水平交替：不同巖組物理力學(xué)性質(zhì)的不同導(dǎo)致邊坡局部穩(wěn)定性差異。邊坡上行線方向一側(cè)巖性為粉砂巖與泥巖互層，另一側(cè)為灰?guī)r，巖質(zhì)相對堅(jiān)硬，以至于邊坡兩側(cè)穩(wěn)定性差異很大。砂泥巖段施工期間曾發(fā)生滑塌破壞，而灰?guī)r段穩(wěn)定性很高，邊坡開挖后仍具有很好的自穩(wěn)能力。軟硬巖垂向交替：若軟巖下伏于硬質(zhì)巖體，形成“軟弱基座”，軟巖在上覆巖層的壓力作用下，產(chǎn)生塑性流動并向臨空方向擠出，導(dǎo)致上覆較堅(jiān)硬的巖層拉裂、解體和不均勻沉陷，即使巖層平緩，邊坡仍容易發(fā)生變形破壞，平推式滑坡就是這種破壞方式的典型實(shí)例；相反，若軟巖超覆于硬巖之上，邊坡的整體穩(wěn)定性相對較好。

2.2軟硬巖等厚互層邊坡。水平一緩傾順向巖層：受邊坡開挖影響，軟巖大面積暴露，并作為軟弱滑移面控制著邊坡的穩(wěn)定性。倘若不及時(shí)治理，軟巖長時(shí)間暴露于坡外，坡體沿平緩結(jié)構(gòu)面向坡前臨空方向緩慢蠕動，并于鎖固段產(chǎn)生拉張裂隙，一旦軟弱層面遇水軟化，巖體加速變形，極易導(dǎo)致滑移壓致拉裂或滑移一拉裂型破壞。中—陡傾順向巖層：這類邊坡由于巖層傾角較大，沿巖層層面開挖可以滿足邊坡設(shè)計(jì)坡比要求，所以往往很少因開挖而切穿巖層。若硬巖暴露于坡外，則邊坡穩(wěn)定性通常較好，反之穩(wěn)定性較差。反向巖層：邊坡不易發(fā)生滑動破壞，但受軟巖影響，小規(guī)模崩塌及碎落成為邊坡可能的破壞方式。

2.3軟硬巖不等厚互層邊坡。順向巖層：當(dāng)邊城由軟巖夾硬巖組成時(shí)，硬巖在坡內(nèi)起到阻隔作用，減小軟巖的連續(xù)性，并控制著軟巖內(nèi)裂隙的延伸，類似于在軟弱材料中加筋，使材料的強(qiáng)度得到有效的提高；當(dāng)邊坡由硬巖夾軟巖組成時(shí)，軟巖控制了邊坡的整體穩(wěn)定性，當(dāng)巖層臨空時(shí)，極易發(fā)生滑移變形，而硬巖的強(qiáng)度對邊坡穩(wěn)定的貢獻(xiàn)甚微。反向巖層：邊坡的穩(wěn)定性與軟硬巖各自所占的比例密切聯(lián)系，換而言之，硬巖的比例越高，邊坡相對更穩(wěn)定。

3、邊坡失穩(wěn)的主要原因

影響邊坡失穩(wěn)的內(nèi)部因素主要有以下幾個(gè)方面：在一定深度范圍內(nèi)存在軟弱結(jié)構(gòu)面。其抗剪強(qiáng)度較小，當(dāng)?shù)撞块_挖后支承力減小，加之水的作用降低了滑動面的抗剪強(qiáng)度，因而容易造成邊坡失穩(wěn)；開挖過程中由于應(yīng)力重新調(diào)整，其變形可能危及公路路基或建筑物的安全；

雖然邊坡開挖后，巖體質(zhì)量較好，尚未進(jìn)入塑性狀態(tài)，但圍巖總要產(chǎn)生一定量位移，這也將影響建筑物的正常使用。導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的原因是多方面的，邊坡的環(huán)境地質(zhì)條件是其主要內(nèi)因，對穩(wěn)定性問題認(rèn)識不足、邊坡設(shè)計(jì)不合理、加固措施和施工工藝不當(dāng)、施工質(zhì)量得不到可靠保證則是其主要外因。

4、公路邊坡治理的措施

4.1改變邊坡幾何形態(tài)，提高邊坡的穩(wěn)定性。主要包括：消減推動滑坡區(qū)的物質(zhì)，對于巖質(zhì)邊坡大多在邊坡的中上部放緩邊坡，而滑坡體多是消減滑面陡傾區(qū)的邊坡巖土體，反壓增強(qiáng)滑坡穩(wěn)定區(qū)的物質(zhì)；減緩邊坡的總體坡度。

4.2邊坡地表排水。有效的排出邊坡的地表水以防止降雨人滲增加坡體的重量和使邊坡巖土體弱化，采用的方式是在坡體中和坡體外圍修建排水溝；排出坡體內(nèi)部的地下水，一般采取水平或垂直的排水鉆孔、盲溝等。

4.3支擋結(jié)構(gòu)物。采用的支擋結(jié)構(gòu)物有重力式擋土墻、抗滑樁、現(xiàn)澆混凝土連續(xù)墻、加筋土擋墻、巖石坡面防護(hù)網(wǎng)等。

4.4邊坡內(nèi)部加強(qiáng)。采用內(nèi)部加強(qiáng)的主要措施有巖石錨固、土錨釘、預(yù)應(yīng)力錨索、灌漿等。

公路邊坡治理的措施很多，但針對某一具體的邊坡整治，如何選擇合理而有效的技術(shù)措施，是整治工程能否達(dá)到預(yù)期目的的關(guān)鍵。而在眾多的邊坡處理措施中，使用最多、最常見的是邊坡錨固措施，在這些工程中之所以采用這些加固措施是由工程的特點(diǎn)和錨固的特點(diǎn)共同決定的。由于邊坡的有效整治既要基于對邊坡的穩(wěn)定性、失穩(wěn)滑坡形成條件、發(fā)生原因、變形破壞機(jī)制、幾何邊界條件(可能的滑動面、滑動面的埋深和形狀)和運(yùn)動過程穩(wěn)定性現(xiàn)狀等的正確認(rèn)識，又要通過各種可能采用的整治方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選之后確定是繞避或治理，所以大型邊坡整治工程的實(shí)施一般經(jīng)過勘察、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)(監(jiān)測效果)等階段，逐步查明原因、機(jī)制，選擇可能方案，論證各種方案的可行性并選定處理方案，施工并監(jiān)測治理效果。地質(zhì)勘察資料的準(zhǔn)確性、設(shè)計(jì)方法的正確性、施工技術(shù)的可靠性、使用維護(hù)的合理性，是減少災(zāi)害誘因、保證治理效果的必要條件。同時(shí)，由于邊坡本身有許多不確定性因素，所以設(shè)計(jì)應(yīng)有一定的靈活性，給監(jiān)測和施工驗(yàn)證后修改設(shè)計(jì)留有余地。

5、結(jié)束語

公路邊坡治理工程是一個(gè)復(fù)雜的巖土工程，不只體現(xiàn)在支擋工程本身，根本在于對地質(zhì)體的認(rèn)識。因此，需要查明邊坡體穩(wěn)定性的主要控制因素，借鑒新理論和新方法，認(rèn)清邊坡體變形破壞機(jī)理，研究其可能的破壞方式，提出有效的穩(wěn)定性評價(jià)方法，設(shè)計(jì)出合理的邊坡，制定合理的治理方案，從而為公路邊坡失穩(wěn)的綜合防治提供依據(jù)。