強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡滑坡治理及有限元分析

田 杰

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610061）

在我國社會(huì)進(jìn)步的推進(jìn)之下，我國交通工程建設(shè)獲得較快的發(fā)展，與此同時(shí)，在工程建設(shè)之中還存在一定的邊坡穩(wěn)定問題，在工程之中使用諸多邊坡加固措施，可得到多種不同的加固效果。傳統(tǒng)的加固方法會(huì)存在諸多問題，比如說首先會(huì)對(duì)其原始的地形地貌造成嚴(yán)重的危害，其次，如果處理不好選擇棄方，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失，對(duì)環(huán)境造成較大威脅，為了保護(hù)環(huán)境應(yīng)減少清方的存在。在本文之中根據(jù)實(shí)際分析了在較為適宜的情況之下，綜合使用壓力灌漿法、植物生態(tài)治理以及錨噴支護(hù)等施工技術(shù)。

一、強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡滑坡治理措施分析

1 壓力注漿法。壓力注漿法是將事前設(shè)置好的管路使用壓漿泵注入到土中，使用流動(dòng)性較好的漿液，可膠結(jié)充填土的孔隙實(shí)現(xiàn)加固巖質(zhì)的目的。壓力注漿可以在不改變土體中本身結(jié)構(gòu)的情況之下，促進(jìn)漿液可以升入到土的孔隙之中，控制壓力，避免土體受到破壞。注漿漿液以及灌漿壓力：小導(dǎo)管在進(jìn)行注漿之時(shí)使用水玻璃——水泥雙液。小導(dǎo)管注漿可以使用活塞直接封閉關(guān)口，保證注漿的壓力。水泥漿以及水玻璃雙液現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試配。設(shè)計(jì)好的灌漿壓力為1.2MPa，當(dāng)小導(dǎo)管灌漿壓力為1.2MPa時(shí)，其注漿量其控制標(biāo)準(zhǔn)為0。在注漿的過程之中一旦出現(xiàn)漏漿等等問題，應(yīng)該第一時(shí)間處理。如果地面隆起量較大則應(yīng)停止注漿。注漿施工的主要流程為：首先施工工具進(jìn)入到場(chǎng)中，進(jìn)行放樣定位，等到鉆機(jī)就位，使用鉆機(jī)造孔，放置注漿管，接著進(jìn)行注漿，檢查注漿飽和程度。通過對(duì)滑坡治理的成功經(jīng)驗(yàn)表明使用壓力注漿加固可有效加固淺層巖土體。通過進(jìn)行注漿加固之后，后邊坡表層巖土體的力學(xué)性質(zhì)獲得明顯提升，通過壓力注漿加固之后，可以有效制止因?yàn)檫吰禄瑒?dòng)機(jī)制的形成和發(fā)展，也可不斷提升邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù)。

2 運(yùn)用植物籬生態(tài)技術(shù)。在使用生態(tài)措施治理邊坡之時(shí)，可使用軟性生物，利用植物根系來固定邊坡土石。地面部分可以有效阻止避免雨水濺出，也可以減緩其邊坡降雨的沖刷速度以及力量。地下就會(huì)形成一種高強(qiáng)度的網(wǎng)狀根系，避免出現(xiàn)崩塌以及邊坡沖蝕。這種方法的特點(diǎn)是施工方法簡(jiǎn)單、投資比較少以及成本低廉，通過實(shí)踐的發(fā)現(xiàn)其在施工之中獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)功效。

3 錨噴支護(hù)施工。因?yàn)槠旅媸┕ぶ杏龅降氖且恍?qiáng)風(fēng)化巖層，在表層根植土剝離暴露一段時(shí)期后，面層會(huì)出現(xiàn)二次風(fēng)化現(xiàn)象，所以可以使用噴射混凝土法施工。總噴護(hù)厚度的厚度在100mm左右，第一次厚度不是很大，而噴護(hù)首層會(huì)因?yàn)樵谶@之后施工遭到破壞，與此同時(shí)，因?yàn)榘踩约皶r(shí)間的制約在施工中剝離和施工不能同時(shí)進(jìn)行。因此在施工之中廣泛使用的是網(wǎng)噴法，這種方法的主要施工措施是在錨桿注漿施工結(jié)束之后，把鋼筋掛到網(wǎng)前，對(duì)坡面需要進(jìn)行人工二次清坡，這樣就可以及時(shí)清除二次風(fēng)化的松散土。在施工之中需要做的工作主要有：施工準(zhǔn)備、削方剝離、錨孔施工、注漿、二次人工清坡以及進(jìn)行坡面掛網(wǎng)。

二、有限元分析

1 有限元分析模型的建立。根據(jù)前文的分析，我們了解到了在對(duì)強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡滑坡進(jìn)行治理的過程中，由于地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜以及整個(gè)坡度的不規(guī)律性，采用一般的極限平衡法，對(duì)整個(gè)強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡滑坡的安全指數(shù)的界定具有一定的危險(xiǎn)性，并且這種方法在理論方面還欠缺一定的可靠性，所以在實(shí)踐過程中，采用有限元分析模型的方式對(duì)強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡滑坡的安全指數(shù)的界定具有非常積極的意義。它可以充分而有效地考慮到巖質(zhì)邊坡的承重力和穩(wěn)定性，而且對(duì)于工程人員的工作效率的提高同樣具有積極的作用和意義。而且伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平和計(jì)算機(jī)地不斷應(yīng)用革新，有限元分析法已經(jīng)日益成為強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡滑坡穩(wěn)定性的考量方面的計(jì)算方式。具體的有限元計(jì)算模型如下圖所示：有限元計(jì)算模型。有限元法是采用由小單元集合組成的方式替代較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。在對(duì)強(qiáng)化巖質(zhì)邊坡滑坡治理的過程中，對(duì)其穩(wěn)定性的分析和考量是十分必要的。利用有限元法可以有效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，但是有限元法并不是完美無瑕的，它作為一種數(shù)值分析的算法，在對(duì)強(qiáng)化巖質(zhì)邊坡滑坡治理的過程中，地質(zhì)狀況的多樣化和復(fù)雜性，充分進(jìn)行影響因素的綜合考量是十分必要和迫切的，工作人員在面對(duì)復(fù)雜狀況的時(shí)候，可以采用與其他計(jì)算方式相結(jié)合的方式進(jìn)行計(jì)算，諸如和邊界元算法的結(jié)合等，這樣的方式對(duì)于提高工作人員的工作效率以及快速計(jì)算出可靠的數(shù)據(jù)具有重要的意義。

圖1 有限元計(jì)算模型

2 加固效果分析

在進(jìn)行有限元分析過程之中，首先應(yīng)確保圖上的圖紙情況、坡度以及尺寸同具體情況相同，再根據(jù)實(shí)際施工分兩種情況分析。第一，在開挖邊坡之時(shí)，其坡比是1∶0.7，那么可以不進(jìn)行加固。對(duì)滑坡之間的情況進(jìn)行模擬。在分析圖中通過有限元分析得出位移的等值線。在分析圖中空白的部分表示的意義依照設(shè)計(jì)相關(guān)斷面開挖的土方，根據(jù)計(jì)算得出坡體的位移情況，如果邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)破壞等等問題的話，一般來說其安全系數(shù)也低于1。第二，在依照1∶1.15的比例開挖邊坡的過程中，應(yīng)該對(duì)其表面灌漿加固，并且在坡腳處設(shè)置抗滑樁，通過灌漿的方法來不斷提升邊批表層土體的強(qiáng)度，基本性質(zhì)同水泥土比較接近，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果，在分析中可以得到加固區(qū)巖土體的力分析顯示，當(dāng)滑弧處于邊坡表層時(shí)，則是一種淺層滑動(dòng)現(xiàn)象。在進(jìn)行灌漿加固之后，其整個(gè)邊坡會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定，通過計(jì)算可以判定滑弧位置的變化情況，而逐漸向其深層發(fā)展，并且抓緊提升邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。

結(jié)語

通過對(duì)具體工程滑坡治理效果的分析，可以看出綜合使用壓力注漿法、植物護(hù)坡法以及噴錨施可以有效改善表層巖土體的力學(xué)性質(zhì)，有利于邊坡穩(wěn)定。對(duì)有限元分析顯示，因?yàn)檫吰缕茐牟皇峭话l(fā)的，而是一個(gè)漸進(jìn)的過程，尤其是邊皮潛在滑動(dòng)面剩余滑力較小以及滑動(dòng)面較淺之時(shí)，使用壓力注漿法比較合適，可有效阻止滑動(dòng)機(jī)制的出現(xiàn)，保證邊坡加固的質(zhì)量。

[1]陳鵬.公路順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定及其影響因素分析[D].浙江大學(xué)，2012.