邊坡穩(wěn)定性影響因素及加固處治措施探析

張 雄（延安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西 延安 716000）

邊坡穩(wěn)定性影響因素及加固處治措施探析

張 雄
（延安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西 延安 716000）

邊坡是常見(jiàn)的工程形式，邊坡穩(wěn)定性關(guān)系到主體工程的穩(wěn)定以及生態(tài)環(huán)境和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安危。本文從邊坡分類入手，在分析邊坡穩(wěn)定性影響因素的基礎(chǔ)上，對(duì)不同形式的邊坡提出了加固處治措施及建議，并對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了合理展望。

邊坡；穩(wěn)定性；影響因素；加固處治措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.181

邊坡是巖體土體在自然重力作用或人為作用下，形成一定傾斜度的臨空面，是目前各類工程建設(shè)中常見(jiàn)的工程形式。隨著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，各類建筑、公路鐵路、水利水電、能源礦井等工程不可避免地形成了大量邊坡工程。然而近年來(lái)極端自然災(zāi)害頻發(fā)，邊坡失穩(wěn)垮塌現(xiàn)象屢屢發(fā)生，對(duì)主體工程的穩(wěn)定以及生態(tài)環(huán)境和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。如何正確認(rèn)識(shí)邊坡，分析評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性影響因素，采取合理的邊坡加固處治措施，已成為工程界學(xué)者和設(shè)計(jì)人員亟待解決的問(wèn)題。

1　邊坡的分類

按照不同的分類原則邊坡通常分為以下幾類：

（1）按照成因可分為天然邊坡和人工邊坡。

（2）按照巖土性質(zhì)可分為粘土類邊坡、黃土類邊坡、碎石類邊坡和巖石類邊坡。

（3）按照自身的穩(wěn)定性程度可分為穩(wěn)定邊坡、基本穩(wěn)定邊坡、欠穩(wěn)定邊坡和不穩(wěn)定邊坡［2］。

（4）按照高度可分為高邊坡（邊坡高度大于l5m）和一般邊坡（邊坡高度小于l5m）。

（5）按照斷面形式可分為直立式邊坡、傾斜式邊坡和臺(tái)階形邊坡。

（6）按照使用年限可分為臨時(shí)性邊坡（工作年限不超過(guò)兩年）和永久性邊坡（工作年限超過(guò)兩年）。

2　邊坡穩(wěn)定性主要影響因素

邊坡穩(wěn)定性的影響因素較為復(fù)雜，主要有以下幾方面：①自身性質(zhì)的影響，包括巖土的強(qiáng)度、組成、堅(jiān)硬程度、抗風(fēng)化能力、抗軟化能力、透水性等；②巖層構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的影響，主要體現(xiàn)在巖土內(nèi)部節(jié)理裂隙的分布規(guī)律及其發(fā)育程度、土體顆粒的膠結(jié)情況、軟弱面和破碎帶的分布以及下伏巖土界面的形態(tài)和坡向坡角等；③水文地質(zhì)條件的影響，包括地下水的埋藏條件、流動(dòng)情況及動(dòng)態(tài)變化等；④地貌因數(shù)，如邊坡的高度、坡度和形態(tài)等；⑤風(fēng)化作用的影響，主要表現(xiàn)為風(fēng)化作用將不同程度的減弱巖土的強(qiáng)度，改變?cè)蟹€(wěn)定狀態(tài)；⑥氣候作用的影響，不同的自然氣候會(huì)引起巖土風(fēng)化速度、風(fēng)化厚度的變化，還會(huì)引起地下水（降水）作用的變化，從而導(dǎo)致巖土發(fā)生物理、化學(xué)變化；⑦地震作用的影響，地震導(dǎo)致使巖土體產(chǎn)生剪切破壞，從而影響邊坡原有的穩(wěn)定狀態(tài)；除此之外諸如開(kāi)挖、填筑和堆載等人為因素同樣會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成不利的影響。

3　邊坡加固處治措施

國(guó)內(nèi)工程目前采用的邊坡加固處治措施不勝枚舉，常見(jiàn)的有植物防護(hù)措施、工程防護(hù)措施、削坡減載措施、排水與截水措施、支擋措施、錨固措施等。實(shí)質(zhì)上在邊坡治理工程中通常并不是采用某種單一的加固處治方案，而是采用多措施綜合治理的方案，最終實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性的加強(qiáng)。針對(duì)不同的邊坡形式，本文將逐一提出合理的加固處治措施。

3.1防護(hù)

邊坡防護(hù)目前主要采用的是植物防護(hù)和工程防護(hù)。植物防護(hù)主要依靠坡面種植物根系發(fā)育，起到固土穩(wěn)定的目的，適用于邊坡不高、坡角不大的土質(zhì)邊坡。工程防護(hù)是通過(guò)在坡體表面構(gòu)筑工程實(shí)體，封閉坡面、減少滲水、防止風(fēng)化，從而加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，適用于邊坡高、坡角大的土質(zhì)邊坡及相對(duì)松軟的石質(zhì)邊坡。常用的工程防護(hù)措施包括砌體防護(hù)、噴射素混凝土防護(hù)、掛網(wǎng)錨噴防護(hù)等。

3.2放緩邊坡

放緩邊坡通常是邊坡處治的首選措施，通過(guò)削掉邊坡頂部的不穩(wěn)定巖土體，使邊坡坡度放緩，穩(wěn)定性提高。這種措施施工簡(jiǎn)便、安全可靠，但占地大，工程量大，對(duì)自然環(huán)境敏感區(qū)域造成的生態(tài)破壞較大。

3.3支擋

支擋工程是邊坡處治的常用措施，主要采用擋土墻、抗滑樁等構(gòu)筑物對(duì)不穩(wěn)定的邊坡巖土體進(jìn)行支擋，防止失穩(wěn)滑塌，從而實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定，是一種較為可靠的處治手段。

3.4加固

（1）土釘加固。土釘加固是向邊坡內(nèi)部打入足夠數(shù)量的土釘，加固土體，再將土釘連接成網(wǎng)，土釘加固具有“短而密”的特點(diǎn)，能夠使相對(duì)松散的坡體形成整體，加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。土釘加固適用于淺層土質(zhì)邊坡或軟質(zhì)巖石邊坡加固。

（2）錨桿加固。錨桿加固實(shí)質(zhì)上是土釘加固的“加強(qiáng)版”，錨桿相當(dāng)于加長(zhǎng)的土釘，能夠更深入的加固坡體，適用于邊坡坡體較為破碎，或邊坡地層軟弱的中淺層邊坡加固。

（3）注漿加固。當(dāng)邊坡坡體更為破碎、巖土體節(jié)理裂隙較發(fā)育時(shí)，可采用注漿加固措施，向邊坡坡體內(nèi)部壓注水泥漿，水泥漿在壓力的作用下通過(guò)巖土體內(nèi)部的節(jié)理裂隙向四周滲透，在自身的膠結(jié)作用下使破碎邊坡巖土體形成整體，達(dá)到提高坡體穩(wěn)定性的目的。注漿加固適用于邊坡深層加固。

（4）預(yù)應(yīng)力錨索加固。預(yù)應(yīng)力錨索是通過(guò)鉆孔將錨索（或錨桿）穿過(guò)不穩(wěn)定巖土體，將一端錨固在深層堅(jiān)硬的巖層中，對(duì)伸出坡體外的另一端進(jìn)行張拉，通過(guò)施加的預(yù)應(yīng)力使不穩(wěn)定巖土體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力錨索施加的作用力均勻可靠、施工速度快、施工條件易滿足，已成為當(dāng)前高邊坡加固工程的一種發(fā)展趨勢(shì)。

4　結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際工程中，首先應(yīng)分析探明邊坡穩(wěn)定性影響因素，在此基礎(chǔ)上選擇邊坡處治措施，遵循“技術(shù)安全可靠、施工簡(jiǎn)便可行、造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理”的原則，一般應(yīng)做不同方案的比選，從中得出更為合理可行的方案?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，邊坡加固處治技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，并逐步走向完善。

［1］郭敏.集安公路路塹邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)研究［D］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2005.

［2］劉順教.高速公路邊坡處理的常用技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究，2013（32）.

［3］賀拿.矸石山邊坡穩(wěn)定性分析及治理研究［D］.河南理工大學(xué)，2010.

［4］李華平.基于灰色系統(tǒng)理論的自然邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［D］.桂林理工大學(xué)，2014.

［5］李騰.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在高邊坡工程中應(yīng)用分析與研究［D］.長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

張雄（1986-），男，陜西延安人，碩士研究生，工程師，研究方向：道路橋梁工程。