道路邊坡的穩(wěn)定性分析和防護(hù)加固技術(shù)探究

摘要:介紹了目前邊坡工程中常用的一些穩(wěn)定性分析方法以及防護(hù)和加固技術(shù)，對它們各自的主要原理、特點(diǎn)等進(jìn)行了闡述。以及道路邊坡穩(wěn)定性對道路的影響，如何使道路防護(hù)加固技術(shù)更好運(yùn)用。

關(guān)鍵詞:道路邊坡 、穩(wěn)定分析 、防護(hù)與加固

(一)道路邊坡的穩(wěn)定性分析:

自然邊坡或人工邊坡保持安全穩(wěn)定的條件和能力。這兩類邊坡的巖土體在各種內(nèi)外因素作用下逐漸發(fā)生變化，坡體應(yīng)力狀態(tài)也隨之改變，當(dāng)滑動(dòng)力或傾覆力達(dá)到以至超過抗滑力或抗傾覆力而失去平衡時(shí)，即出現(xiàn)變形破壞，造成災(zāi)害或威脅建筑物安全。山坡變形破壞是相當(dāng)普遍的一種自然災(zāi)害;大規(guī)模工程開挖邊坡或大型水庫岸坡的安全穩(wěn)定問題也很突出。

邊坡的破壞類型:有松弛蠕動(dòng)、崩塌和滑坡三種及其他過渡型或復(fù)合型等。①松弛蠕動(dòng):山坡在形成過程中，先是巖土體產(chǎn)生回彈變形和大致平行于山坡的卸荷裂隙，形成一定深度的松弛卸荷帶，并使此帶巖土體強(qiáng)度降低、滲透性增大，各種風(fēng)化營力更易侵入。繼在重力作用下，使巖土體向臨空面產(chǎn)生彎曲或彎折，以至傾倒、松動(dòng)等緩慢蠕動(dòng)變形現(xiàn)象。蠕動(dòng)變形往往是破壞的先兆，可導(dǎo)致急劇崩塌或滑坡。②崩塌:陡崖上部被高傾角裂隙切割的巖土體，突然滾落堆積于坡腳的現(xiàn)象。規(guī)模大的又稱山崩。崩塌還可發(fā)生于:陡坡下部存在軟弱巖層并產(chǎn)生塑性蠕變，導(dǎo)致上部沉陷、滑移以至崩塌;坡體下部有洞穴或采掘空間，使巖體塌陷并將臨空一側(cè)的巖體擠出而潰散崩塌。崩塌沖擊力強(qiáng)，往往造成交通斷絕、河道堵塞以及人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等災(zāi)害。如1933年中國四川疊溪發(fā)生山崩，堵塞岷江干流，形成迄今猶存的堰塞湖。③滑坡:邊坡巖的土體沿著貫通的剪切面向臨空一側(cè)發(fā)生整體滑動(dòng)的現(xiàn)象?；率欠植紡V、危害大的一種邊坡破壞形式，在或陡坡或緩坡的斜坡，不同結(jié)構(gòu)的各類巖土體均可發(fā)生。產(chǎn)生過滑坡的地段，往往出現(xiàn)獨(dú)特的地貌形態(tài)，可作為鑒別滑坡的標(biāo)志。滑坡分類較多，按力學(xué)特性可分為牽引式和推動(dòng)式滑坡;按巖體結(jié)構(gòu)特征可分為均質(zhì)滑坡、順層次的滑坡和切層滑坡;按滑動(dòng)面埋深或滑體厚度，可分為淺層滑坡、中層滑坡和深層滑坡?；麦w積大小不一，大型的一般可達(dá)1億m左右。

影響因素:屬于巖土體本身的主要有:①坡高與坡形。高陡山坡一般比低緩的易于變形破壞;凸形坡的穩(wěn)定性比凹形坡要差。②巖土體的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)。當(dāng)土體的內(nèi)摩擦角小于斜坡坡角時(shí)即不穩(wěn)定;當(dāng)巖體存在順坡向的軟弱結(jié)構(gòu)面，其傾角小于斜坡的坡角在坡面出露時(shí)，易產(chǎn)生順層滑動(dòng)。③地下水作用對山坡穩(wěn)定影響很大而且復(fù)雜。當(dāng)?shù)叵滤惶龝r(shí)，坡體內(nèi)孔隙水或裂隙水的水壓力增強(qiáng)，有效應(yīng)力隨之降低;還可使巖土體性狀惡化，抗剪強(qiáng)度削弱，導(dǎo)致山坡變形破壞。影響山坡穩(wěn)定的外部因素主要有:①河流、水庫、湖泊與海洋等水流對坡腳的沖淘和浪襲作用;②連續(xù)降雨或河、湖、水庫水位驟然升降;③地震、雪崩及凍融作用;④人為因素，如施工爆破、削斷坡腳、增加坡體上部荷載、施工方法不當(dāng)以及天然植被遭受破壞等，均可促使邊坡失穩(wěn)。一個(gè)地區(qū)的邊坡失穩(wěn)或塌滑體的形成，往往是上述內(nèi)、外影響因素中的某幾種因素的綜合作用，并由其一二種因素誘發(fā)產(chǎn)生。

評價(jià)方法:大致有定性分析和定量計(jì)算兩類。定性分析是對所在地區(qū)的地質(zhì)條件和影響因素以及山坡變形破壞的跡象和特征進(jìn)行調(diào)查、 勘探、 試驗(yàn)與觀測，結(jié)合已有山坡變形破壞的實(shí)例或經(jīng)驗(yàn)，通過工程地質(zhì)類比分析與研究，對所在地區(qū)的邊坡穩(wěn)定性作出決定性評價(jià)和預(yù)測。定量計(jì)算是采用巖土力學(xué)的理論公式，選定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件和計(jì)算參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，從而得出定量的評估。由于邊界條件和計(jì)算參數(shù)受到復(fù)雜地質(zhì)條件所控制，一般只有依靠定性分析和相似經(jīng)驗(yàn)來確定，所以這兩種方法又要密切配合，才能得出比較符合實(shí)際的成果。近幾年來，物理模型和數(shù)學(xué)模擬試驗(yàn)在山坡穩(wěn)定性評價(jià)方面已得到推廣應(yīng)用;山坡變形的長期觀測工作對評價(jià)和預(yù)測邊坡穩(wěn)定性也日益受到重視。捷克斯洛伐克、蘇聯(lián)、美國等國已建立全國的或地區(qū)的山坡穩(wěn)定信息數(shù)據(jù)庫或資料庫，并對重點(diǎn)山坡開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作和采取有效的防治措施，以避免或減輕可能發(fā)生的重大災(zāi)害。

(二)道路的防護(hù)加固技術(shù)分析

加固技術(shù):指對可靠性不足或業(yè)主要求提高可靠度的承重結(jié)構(gòu)、構(gòu)件及其相關(guān)部分采取增強(qiáng)、局部更換或調(diào)整其內(nèi)力等措施，使其具有現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范及業(yè)主所要求的安全性、耐久性和適用性。

工業(yè)上的結(jié)構(gòu)加固方法主要有和其適用性:

A、粘鋼加固:適用于承受靜力為主的梁板柱構(gòu)件受彎、受剪、受拉，以及到柱受壓加固。若用于梁板受壓以及承受動(dòng)力較大構(gòu)件的加固，應(yīng)增設(shè)附加的錨固措施;例如每100mm設(shè)置2個(gè)植筋螺栓或穿梁、穿板對拉螺栓錨固。

B、粘碳纖維加固:適用于梁板柱受力變彎、受剪、受拉加固，適用于承受動(dòng)力較大構(gòu)件的加固。

C、外包鋼加固:適用范圍同(A)，用于需大幅度提高承載力的構(gòu)件。

D、化學(xué)植筋:適用于受彎、受剪、受壓、受拉新老構(gòu)件連接錨固。

E、裂縫化學(xué)灌漿加固:適用于恢復(fù)裂縫混凝土、砌體構(gòu)件的整體性和使用功能，阻斷其他介質(zhì)的浸蝕。

F、孔洞修補(bǔ)加固:適用于混凝土、砌體構(gòu)件孔洞、凹坑、截面不足的補(bǔ)強(qiáng)。

G、預(yù)應(yīng)力加固:適用于梁板受彎、受拉加固。

H、增大截面加固:適用于對自重、截面增加及外觀變化不敏感的結(jié)構(gòu)。

(三)道路穩(wěn)定性和加固技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用

巖土邊坡失穩(wěn)是工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的重要問題之一。國內(nèi)外大量巖土邊坡的失穩(wěn)或滑動(dòng)屢見不鮮，給工程建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的危害，已成為全球性的地質(zhì)災(zāi)害。隨著時(shí)代的進(jìn)步，道路的穩(wěn)定性將極大的影響著運(yùn)輸事業(yè)等一系列的發(fā)展，如何使道路的運(yùn)營更加安全這時(shí)我們將采用加固技術(shù)，分析東路的穩(wěn)定性，將加固技術(shù)與其聯(lián)合使用，來促進(jìn)公路事業(yè)的發(fā)展。

2.邊坡防護(hù)與加固類型:

邊坡防護(hù)類型:邊坡防護(hù)類型分生物防護(hù)和圬工防護(hù)。

(1)生物防護(hù):有植被混凝土、種草、鋪草皮、植樹等。

(2)圬工防護(hù):分片(塊)石護(hù)坡和護(hù)面墻、菱形網(wǎng)格護(hù)坡、六角空心磚護(hù)坡、窗孔肋式護(hù)坡、噴射式護(hù)坡。

加固類型分護(hù)腳墻、抗滑墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、壓漿錨柱(固結(jié))、排水固結(jié)。

影響邊坡穩(wěn)定的因素:影響邊坡穩(wěn)定的因素很多，總的歸納起來可綜合為兩大類，即:自然因素和人為因素。1、影響邊坡穩(wěn)定的自然因素包括地質(zhì)、地形、氣候和水文條件等四個(gè)方面。2、人為因素:影響邊坡穩(wěn)定的人為因素可歸集為設(shè)計(jì)因素、施工因素和養(yǎng)護(hù)管理因素。

各類邊坡防護(hù)和加固要點(diǎn)及主要施工工藝 :

1、1片(塊)石護(hù)坡和護(hù)面墻 片(塊)石護(hù)坡分為漿砌和干砌兩種，護(hù)面墻比護(hù)坡厚，有一定的抗推力作用。其優(yōu)點(diǎn)是能就地取材、工藝簡單，但自重大，不宜在高邊坡上使用。

2、菱形網(wǎng)格護(hù)坡菱形網(wǎng)格護(hù)坡，可預(yù)制安裝也可用石砌，工藝簡單，網(wǎng)格內(nèi)可植草，但只適用于填方，對邊坡穩(wěn)定不利，要慎重選用。

3、排水固結(jié)主要用于邊坡表層地下水較多處的邊坡加固，其方法有樹枝狀盲溝、塑料排水管邊坡和土質(zhì)挖方邊坡。

4、六角空心磚護(hù)坡六角空心磚護(hù)坡是近幾年來才發(fā)展起來的用同預(yù)制安裝的一種邊坡防護(hù)形式，施工工藝簡單，空洞內(nèi)可填土綠化，似蜂巢狀，有一定觀賞價(jià)值，但自重大、費(fèi)用高，且還會阻礙邊坡水的排阻止風(fēng)化，且重量輕會對景觀有一定影響，厚度難以控制所需施工設(shè)備簡單，但費(fèi)用高，盡量少采用。

5、抗滑樁是一種用于處理滑坡或防止邊坡下滑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，是一種較理想的抗滑設(shè)施，但投資較大。

參考文獻(xiàn):

1、《遼寧交通科技》2005年11期

2、孫向東《巖土工程》2006(6)

3、余小馬、楊劍鋒《邊坡治理及穩(wěn)定性分析》