關(guān)于高邊坡穩(wěn)定性與加固措施的分析

王鑫

摘 要：在目前我國的公共建設(shè)中，很多項目都涉及到基坑或是基槽周邊的防護問題，特別是深基坑的邊坡防護。尤其在公路建設(shè)中，很多道路都要經(jīng)過山區(qū)河流等復(fù)雜的地質(zhì)條件的地區(qū)，這對于高邊坡的穩(wěn)定要求更高，文章通過分析邊坡穩(wěn)定基本影響要素，探討一些預(yù)防加固高邊坡穩(wěn)定的施工工藝。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)檢測；坡頂處理；力學(xué)作用機理

1 造成高邊坡破壞的作用機理

高邊坡破壞是由于內(nèi)在外在環(huán)境造成的一系列的變化所導(dǎo)致的。它本身可能有土及巖層力學(xué)變化、土物理變化及土巖層內(nèi)在的化學(xué)變化。例如：在雨水的沖刷下，或是邊坡上口的動荷載變化等，造成對邊坡滑動破壞是直接的，很多山區(qū)的塌方及泥石流的成因主要是外部環(huán)境影響的結(jié)果。

2 邊坡變形破壞機理研究內(nèi)容和方法

在研究破壞機理的成因方面，主要是分析潛在造成斷裂面的形成及可能存在的其他變形破壞過程，其內(nèi)容有：邊坡土及巖體破壞地質(zhì)形式、外部及內(nèi)力學(xué)變化影響，影響邊坡穩(wěn)定的因素的程度分析等。

2.1 邊坡土及巖體破壞地質(zhì)形式。隨著工程項目施工技術(shù)的不斷改進，安全穩(wěn)定的進行邊坡防護的成功實例越來越多，從中我們能分析出更多的潛在風(fēng)險和需要改進的因素，完善地質(zhì)模式的建立方法。邊坡變形的影響要素有地質(zhì)巖層特征、巖體結(jié)構(gòu)物理特征、巖體內(nèi)部應(yīng)力變化、工程區(qū)域內(nèi)水文地質(zhì)情況、邊坡破壞的力學(xué)形式及作用時間等。

2.2 力學(xué)作用原理及判據(jù)。邊坡巖體的變形說明邊坡在不斷發(fā)生變化，由于項目在施工過程中及運行中，邊坡始終會受到外部作用的影響，當(dāng)作用超過其所能承受的最大值時，邊坡將發(fā)生不可逆的破壞，而這種破壞變形是由于長期積累所導(dǎo)致的一個過程，這種破壞形式說明抓住破壞過程變化強度的一個臨界線的重要性。同時，也能夠?qū)磳l(fā)生的邊坡破壞做出提前的預(yù)判，及時采取有效措施進行預(yù)防。

2.3 影響邊坡穩(wěn)定性的因素。對邊坡穩(wěn)定的影響因素有：外在的與內(nèi)在的。外在因素有：振動作用影響、雨水沖刷影響、邊坡形態(tài)影響、外部如溫度及風(fēng)的影響等。內(nèi)在因素包括：巖體本身形狀影響，巖層本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及強度、巖體抗風(fēng)化能力、及本身所能保證的安全高度都是直接影響因素，他們可造成巖石軟化、構(gòu)造破壞，從而誘發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)；地質(zhì)構(gòu)造情況，由于巖體內(nèi)部物理性狀，及隨著時間的流逝，內(nèi)部斷層帶破碎情況，和不同部位高度和厚度之間的巖體作用等，都會嚴重影響高邊坡的穩(wěn)定性。地質(zhì)地貌的變化也會造成邊坡破壞的發(fā)生，像是坡頂由于上部荷載變化及開挖或是其他人類活動等都會對邊坡整體造成直接影響，大部分會受到建剪力損壞；水文地質(zhì)影響，水本身是流體物質(zhì)，它的沖刷及滲透性，都將造成嚴重的邊坡?lián)p壞，特別是很多巖體內(nèi)部本身就存在大量的水分，它的蒸發(fā)變化也會造成巖體的變化，所以現(xiàn)在進行護坡前，對坡體進行水文地質(zhì)檢測是十分必要的程序。地震作用對邊坡的影響，發(fā)生地震一般產(chǎn)生的破壞能量比較大，而且作用方向不確定，同時，影響邊坡深度較廣，一般破壞面積較大，同時伴隨著開裂現(xiàn)象嚴重，及時做好防護措施也可能發(fā)生毀滅性的損壞；人為因素的作用，工程建設(shè)中，邊坡設(shè)計的不合理、巖體開采爆破、大量的內(nèi)部水開發(fā)、對邊坡草本植物的破壞等都會給邊坡造成損壞。

3 邊坡巖體破壞機制及判據(jù)

巖體破壞通常是由于巖體本身各層之間在接觸面處所發(fā)生的相對移動，主要是邊坡的整體塌陷與底部剪切所造成的破壞。巖層在外力的影響下，發(fā)生錯層移位現(xiàn)象，原本的軟層與相對較硬的巖層之間由于承受能力不同，在內(nèi)部也會發(fā)生相互作用的影響，隨著巖層的蠕動和滑移變化的進一步加劇，邊坡所能承受的范圍將會導(dǎo)致破壞的加劇，而邊坡將會發(fā)生突然的塌方等極端破壞，這直接影響到人身安全。而這種破壞分為脆性和延性破壞兩種最基本形式。

3.1 脆性破壞。所謂脆性破壞就是突然沒有預(yù)兆的一種破壞形式，而這種怕破壞的嚴重性，就是毀滅性的，它是巖體介質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力的集中體現(xiàn)，所以要提高注意，而分析這種破壞也有助于我們總結(jié)工程中可能遇到的風(fēng)險，另外通過嚴密的檢測設(shè)備，分析內(nèi)部巖體的裂縫情況，得出荷載達到某個值時，裂紋的內(nèi)部發(fā)展情況，根據(jù)應(yīng)力在裂縫處的發(fā)展情況，預(yù)判裂縫的發(fā)展方向，從而進行加固處理。這將顯著提高預(yù)防的有效性。

3.2 延性破壞。它是一種隨著時間推進，破壞將一點點的發(fā)生，是作用累積后的一種結(jié)果。同時，這種作用破壞能夠預(yù)見，是從輕到重的一個過程。例如在外力作用下，邊坡受到雨水沖刷，土層表面結(jié)構(gòu)發(fā)生一定變化，它雖然不會造成直接影響，但是其內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生破壞了，它的承受能力在慢慢的下降，當(dāng)峰值到達時，就會演變成不可逆的一種破壞。

4 邊坡破壞主要幾種類型

4.1 崩塌。這類破壞是由于巖體結(jié)構(gòu)表面發(fā)生錯位斷裂所導(dǎo)致，表面的巖層脫離整體，并快速下落的一種嚴重問題，有時候還將伴隨著翻滾與破碎現(xiàn)象的發(fā)生。影響最為嚴重，也是造成重大人員傷亡的因素之一。

4.2 滑坡破壞。這種破壞按照形態(tài)分為：邊坡平面滑坡：楔形滑坡；圓弧形滑坡三個最主要類型，其中楔形滑坡造成的危害更加嚴重，由于它是巖體中多塊不相交區(qū)域集中發(fā)生滑移所導(dǎo)致的，一般面積較大，且造成破壞的區(qū)域有可能發(fā)生二次滑移，對巖層整體強度危害也加大。

4.3 傾倒。這種破壞時巖體邊坡內(nèi)部一部分比較陡的巖體突然脫離整體，陡坡巖體緩慢彎曲變形，最終導(dǎo)致傾倒發(fā)生。

4.4 坍塌。邊坡表面結(jié)構(gòu)隨著變化的發(fā)生，內(nèi)部不同厚度及材質(zhì)的巖體之間形成作用后，突然間發(fā)生的瞬間塌落現(xiàn)象。而且此種坍塌將有持續(xù)的可能，會不斷發(fā)生一系列的坍塌破壞。一般發(fā)生在坡頂?shù)那闆r較多，應(yīng)為坡頂情況變化最大同時，也是受外部影響最敏感的地方。

5 高邊坡加固處理措施

5.1 科學(xué)合理設(shè)計。首先對工程周邊的地質(zhì)情況了解清楚，結(jié)合工程本身的結(jié)構(gòu)及用途和環(huán)境條件，制定嚴密的護坡設(shè)計方案。對于高難度及重點工程，要進行必要的專家論證，通過后方可實施。

5.2 對坡頂荷載的處理及加固處理。確定坡頂部位有沒有動荷載或是永久荷載的數(shù)值及作用情況，一般可以移除上部較重的載荷，盡量在上部形成動荷載作用或是將其移到距離邊坡較遠處。同時，如果上部是干燥土壤，可以進行植被種植，但是數(shù)量要嚴格控制，加強土體的抓力，如果上部有淺層河溝或是積水等，要進行分流處理，減少水對土層的滲透作用，如果表面土層軟弱，應(yīng)該進行硬化處理。

5.3 邊坡本身的加固。如果邊坡是土層，高度及陡度較低可以用混凝土硬化，同時加鋼絲網(wǎng)片。如果是巖層，可以將本身突出的存在隱患的巖層部位人工清除，如果較陡可以采取加固型鋼，提高整體的強度。

5.4 對內(nèi)部水壓力的疏導(dǎo)。如果邊坡內(nèi)部存在大量水，可以在邊坡上，每隔一定間距，設(shè)置泄水孔，同時為了避免內(nèi)部水的側(cè)向沖刷，可以在坡底部設(shè)置降水井，形成水分垂直下降的形勢，為了避免水分流失后，造成內(nèi)部孔洞形成塌陷，可以在上部進行水泥攪拌法進行加固處理，同時底部用護壁樁支撐。

6 結(jié)語

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)公路基礎(chǔ)建設(shè)的步伐會越來越快，而由于鄉(xiāng)村大部分都是山區(qū)較多，面臨的很多都是高邊坡的工程特點，所以做好工程本身的防護工作很重要，而我們應(yīng)該吸取每次的成功經(jīng)驗，不斷總結(jié)高邊坡防護工作中有待改進的地方，形成一套完善的施工規(guī)范與制度。

參考文獻

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