對高邊坡穩(wěn)定性與加固措施的分析

許英杰

廈門市新市區(qū)工程監(jiān)理有限公司（361000）

對高邊坡穩(wěn)定性與加固措施的分析

許英杰

通過對邊坡穩(wěn)定基本要素的分析，探討邊坡變形破壞機(jī)理研究內(nèi)容和方法，提出對高邊坡加固處理的措施。

水文地質(zhì)檢測；坡頂處理

1 造成高邊坡破壞的作用機(jī)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，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(jī)理研究內(nèi)容和方法

研究破壞機(jī)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[1]。

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(jìn)，安全穩(wěn)定的進(jìn)行邊坡防護(hù)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(jìn)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）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(yùn)行中，邊坡始終會受到外部作用的影響。當(dāng)外部作用超過其所能承受的最大值時，邊坡破壞。這種破壞形式說明抓住破壞過程變化強(qiáng)度的一個臨界線的重要性。同時，也能夠?qū)磳l(fā)生的邊坡破壞作出預(yù)判，及時采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。

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(qiáng)度、巖體抗風(fēng)化能力以及本身所能保證的安全高度。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)；巖體內(nèi)部物理性狀、內(nèi)部斷層帶破碎情況，不同部位高度、厚度之間的巖體作用等，都會嚴(yán)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，例如坡頂由于上部荷載變化或是人類活動，等都會對邊坡整體造成直接影響。水是流體物質(zhì)，它的沖刷及滲透性，將造成嚴(yán)重的邊坡?lián)p壞，特別是很多巖體內(nèi)部就存在大量的水分，水分的蒸發(fā)變化也會造成巖體的變化，所以護(hù)坡前，對坡體進(jìn)行水文地質(zhì)檢測是十分必要的程序。發(fā)生地震產(chǎn)生的破壞能量比較大，而且作用方向不確定，破壞面積較大，開裂現(xiàn)象嚴(yán)重，不及時做好防護(hù)措施可能發(fā)生毀滅性的損壞。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(jī)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，內(nèi)部發(fā)生相互作用。隨著巖層的蠕動和滑移變化的進(jìn)一步加劇，邊坡將會發(fā)生突然的塌方等極端破壞。這種破壞分為脆性破壞和延性破壞兩種形式[2]。

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，這種破壞是毀滅性的，是巖體介質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力的集中體現(xiàn)。分析脆性破壞有助于我們總結(jié)工程中可能遇到的風(fēng)險，分析內(nèi)部巖體的裂縫情況，預(yù)判裂縫的發(fā)展方向，從而進(jìn)行加固處理。

2）延性破壞。隨著時間推進(jìn)，延性破壞將一點點的發(fā)生，是作用累積后的一種結(jié)果。這種破壞能夠預(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。雨水雖然不會造成對坡邊直接影響，但是邊坡內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生破壞了，邊坡的承受能力在慢慢下降。當(dāng)承受力下降至一定程度時，就會演變成不可逆的一種破壞。

4 邊坡破壞的幾種類型

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)致的，表面的巖層脫離整體，并快速下落，有時候還伴隨著翻滾與破碎現(xiàn)象的發(fā)生。影響最為嚴(yán)重,崩塌也是造成重大人員傷亡的因素之一。

2）滑坡。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最為嚴(yán)重?；率菐r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，造成破壞的區(qū)域有可能發(fā)生二次滑坡，對巖層整體強(qiáng)度危害較大。

3）傾倒。這種破壞是巖體邊坡內(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）坍塌。這種破壞是邊坡內(nèi)部不同材質(zhì)的巖體之間相互作用，突然間發(fā)生的瞬間塌落現(xiàn)象。此種坍塌有持續(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，因為坡頂?shù)那闆r變化最大，也是受外部影響最敏感的地方。

5 高邊坡加固處理措施

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，制訂嚴(yán)密的護(hù)坡設(shè)計方案。對于高難度及重點工程，要進(jìn)行必要的專家論證，通過后方可實施。

2）對坡頂荷載的處理及加固處理。先確定坡頂部位有沒有動荷載或是永久荷載，然后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(yuǎn)處。如果上部是干燥土壤，可以進(jìn)行植被種植，但是數(shù)量要嚴(yán)格控制。如果上部有淺層河溝或是積水，要進(jìn)行分流處理，以減少水對土層的滲透作用。如果表面土層軟弱，應(yīng)該進(jìn)行硬化處理。

3）邊坡本身的加固。如果邊坡是土層，而且高度及陡度較低，可以用混凝土硬化，同時加鋼絲網(wǎng)片。如果是巖層，可以將存在隱患的巖層部位人工清除。如果邊坡較陡，可以采取加固型鋼，以提高整體的強(qiáng)度。

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。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，使水分垂直下降。為了避免水分流失后，內(nèi)部孔洞形成塌陷，可以在上部用水泥攪拌法進(jìn)行加固處理，底部用護(hù)壁樁支撐。

6 結(jié)語

目前，我國鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)公路基礎(chǔ)建設(shè)的步伐會越來越快，而鄉(xiāng)村大部分都是山區(qū)，公路基礎(chǔ)建設(shè)工程很多具有高邊坡特點，所以做好邊坡加固工作很重要。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(hù)工作中有待改進(jìn)的地方,形成一套完善的施工規(guī)范與制度。

[1]劉家輝.淺談不良地質(zhì)高邊坡加固處理技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究,2011(13).

[2]王德偉.某公路高邊坡加固處理技術(shù)[J].四川建筑,2012 (03).