常見(jiàn)邊坡支護(hù)方式及其選擇的因素

何宏智　趙懷剛

摘要： 現(xiàn)階段處理邊坡變形失穩(wěn)的方式有很多種，工程設(shè)計(jì)和施工人員也會(huì)根據(jù)不同的失穩(wěn)機(jī)理和實(shí)際情況選擇相應(yīng)的支護(hù)方式。文章旨在介紹常見(jiàn)的邊坡支護(hù)方式及影響選擇邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的因素，為工程設(shè)計(jì)及施工提供必要的參考依據(jù)。

Abstract： There are many ways of dealing with the deformation and instability of the slope at this stage， the engineering design and construction personnel will also choose the corresponding supporting mode according to the mechanism of instability and the actual situation. The paper aims to introduce the common slope support mode and the factors influencing the selection of slope supporting structure， provide necessary reference for engineering design and construction.

關(guān)鍵詞： 邊坡變形失穩(wěn)；支護(hù)結(jié)構(gòu)形式；影響因素

Key words： slope deformation instability；form of supporting structure；influencing factors

中圖分類號(hào)：U213.1+58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）23-0098-02

0 引言

邊坡失穩(wěn)的問(wèn)題是當(dāng)前工程施工中比較常見(jiàn)但也不是容易處理的問(wèn)題，其原因是影響其失穩(wěn)的因素有很多種：工程地質(zhì)條件、地形地貌、水文地質(zhì)條件和地表水、地質(zhì)構(gòu)造等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。如何能高效、有序的正確選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及其組合形式就需要考慮支護(hù)形式的適應(yīng)條件及其支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選擇的影響因素。因此，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)種類及支護(hù)形式選擇的影響因素對(duì)其形式的選擇顯的尤其重要。

1 常見(jiàn)的邊坡支護(hù)形式

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013關(guān)于對(duì)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的分類，常用的結(jié)構(gòu)形式包括擋土墻、錨桿、土釘墻等方式。在具體的邊坡工程中，因遇到不同的邊坡環(huán)境、邊坡高度、邊坡工程安全等級(jí)或者由于其支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有其一定條件的適應(yīng)性及優(yōu)缺點(diǎn)，即在邊坡支護(hù)形式的設(shè)計(jì)前需要具體問(wèn)題具體分析來(lái)選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式或者選擇有效的組合形式。

1.1 土釘墻支護(hù) 土釘墻支護(hù)是一種在邊坡體內(nèi)設(shè)置鋼筋、表面設(shè)置鋼筋網(wǎng)并進(jìn)行噴漿保護(hù)的一種技術(shù)。土釘墻主要分為鉆孔注漿型、直接打入型、打入注漿型等。由于邊坡開挖后內(nèi)在的強(qiáng)度較低，利用土釘墻對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)加固，這使得邊坡體和土釘墻形成一個(gè)整體，彌補(bǔ)其開挖后強(qiáng)度較低的特點(diǎn)。顯著改善邊坡形狀及破壞性狀，提高邊坡體的整體穩(wěn)定性。

1.2 噴錨支護(hù) 噴錨支護(hù)形式與土釘墻類似，但是有著本質(zhì)區(qū)別。噴錨支護(hù)指用高壓混凝土和打入邊坡體中的金屬錨桿共同作用，它是一種使用錨桿、噴射混凝土及邊坡體共同作用的體系。高壓注入的混凝土能夠侵入裂隙、孔隙及節(jié)理等，使得巖層及不良結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度得以加強(qiáng)，提高邊坡體的整體性及自承載能力。適于硬粘土、一般粘性土、粉土層，不適于有機(jī)土。

1.3 擋土墻 擋土墻是指支承山體及路基，防止其出現(xiàn)變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。根據(jù)不同類型、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、墻體材料及受力方式不同，其分類也不同。如：根據(jù)受力方式不同可分為仰斜式擋土墻和承重式擋土墻；按建筑材料可分為石、混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等等。同時(shí)根據(jù)其擋墻類型的不同，其適應(yīng)條件也是有所區(qū)別。重力式擋墻構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷面尺寸較大自身較重，邊坡土體的穩(wěn)定性主要依靠擋土墻自身重力約束，在巖質(zhì)邊坡及挖方形成的土質(zhì)邊坡中宜采用重力式擋土墻；懸臂式及扶壁式適用于地基承載力比較差的邊坡工程。

1.4 錨桿框格梁支護(hù) 錨桿框格梁支護(hù)是當(dāng)前在公路邊坡中常用的一種支護(hù)形式，由預(yù)應(yīng)力錨桿、框格梁、植被袋組成。其作用機(jī)理是通過(guò)錨桿和框格梁的預(yù)應(yīng)力使得巖土體成為一個(gè)整體，充分利用巖土體自身的強(qiáng)度及其穩(wěn)定性加固邊坡。同時(shí)在框格內(nèi)設(shè)置植被袋。這種支護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)是分保護(hù)邊坡體的自然結(jié)構(gòu)、避免坡體進(jìn)一步破壞，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。由于考慮到邊坡高度、各層巖性不同的因素，需要修建成一定的坡度，做成梯級(jí)放坡的形式，并設(shè)置排水溝。若對(duì)于高大的巖質(zhì)邊坡，還應(yīng)設(shè)置柔性防護(hù)網(wǎng)，限制局部小范圍的落實(shí)和崩塌現(xiàn)象。

2 支護(hù)方式選擇的影響因素

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013第3.14條規(guī)定，建筑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式應(yīng)該考慮場(chǎng)地的地質(zhì)條件、環(huán)境、邊坡高度、邊坡側(cè)壓力大小和特點(diǎn)、邊坡變形的難易程度以及邊坡工程安全等級(jí)的因素來(lái)進(jìn)行選擇，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)考慮到邊坡失穩(wěn)機(jī)理和施工中的安全合理、可操作性及經(jīng)濟(jì)性等條件。

2.1 邊坡失穩(wěn)機(jī)理 由于不同性質(zhì)的邊坡存在著不同的影響因素和內(nèi)在性質(zhì)，所以其變形機(jī)理都是不盡相同的，例如：在巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)中，結(jié)構(gòu)面及其強(qiáng)度是起控制性作用的，當(dāng)巖層破碎，風(fēng)化嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度較低，這時(shí)就很容易出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象；而對(duì)于土質(zhì)邊坡來(lái)講，其本身的強(qiáng)度是和其土的粘聚力（C）及內(nèi)摩擦角（？漬）值相關(guān)的，但由于邊坡內(nèi)部就處于一種靜定狀態(tài)，土中粘聚力的大小會(huì)受到土中水的影響，地下水位的上升或者強(qiáng)降水會(huì)使得土體呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，土中的粘聚力降低，強(qiáng)度指標(biāo)下降。上述兩個(gè)例子都談到了主要影響邊坡強(qiáng)度的因素，但邊坡失穩(wěn)的產(chǎn)生都是多種相關(guān)因素共同作用的結(jié)果，其中不乏包含不良地質(zhì)構(gòu)造的影響、水文地質(zhì)條件、地形地貌、工程地質(zhì)條件的影響等等。

2.1.1 地形地貌 從一定的意義上來(lái)講，地形地貌是邊坡穩(wěn)定性分析的控制性要素，它從坡度、坡型、臨空高度、坡向來(lái)反映邊坡的原始形態(tài)。當(dāng)邊坡的臨空高度、坡度等因素綜合在一起時(shí)，其對(duì)邊坡的影響范圍就會(huì)顯的尤其的突出。同時(shí)，地形地貌也會(huì)對(duì)地表水及地下水的走向、滲透產(chǎn)生一定的影響。所以在支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選擇中，對(duì)于地形地貌的關(guān)注還是非常有必要的。

2.1.2 工程地質(zhì)條件 由于工程中的邊坡治理所涉及的范圍是局部性的，且工程地質(zhì)條件因地而異。對(duì)于邊坡工程來(lái)講，概括性的總結(jié)就是邊坡類型是什么。具體而言，在邊坡工程中，巖質(zhì)和土質(zhì)邊坡所提供的物理力學(xué)參數(shù)不同。對(duì)于巖質(zhì)的而言，主要關(guān)注其巖體的工程性質(zhì)，即巖體內(nèi)部裂隙、層理、節(jié)理發(fā)育情況。然而對(duì)于土質(zhì)邊坡而言，主要關(guān)于其本身內(nèi)部顆粒之間的粘聚力和內(nèi)摩擦因素。只有充分的了解其中的不利因素，才能夠?yàn)橹ёo(hù)的選型提供必要的依據(jù)。

2.1.3 水文地質(zhì)條件及地下水 在邊坡失穩(wěn)的機(jī)理分析中，水對(duì)其影響是最為主要的外部因素。由于地下水的埋藏深度、活動(dòng)方式都會(huì)對(duì)巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生影響。一方面，降水會(huì)對(duì)邊坡表面巖土進(jìn)行沖刷導(dǎo)致土顆粒被沖走，還會(huì)導(dǎo)致土的容重增加，土體變軟；另一方，地下水會(huì)使得邊坡土體軟化及強(qiáng)度降低，造成邊坡處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.1.4 其它不良地質(zhì)條件 在工程實(shí)踐過(guò)程中，都會(huì)遇到不盡相同的不良地質(zhì)活動(dòng)，邊坡工程也不例外。巖土體的風(fēng)化、軟化、崩塌等都會(huì)使得支護(hù)型式的選擇是不同的，在邊坡支護(hù)方式的選擇中，要查明不良地質(zhì)條件的類型、范圍、影響范圍、發(fā)生的機(jī)理，這樣才能有足夠的手段來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

2.2 環(huán)境保護(hù) 目前，對(duì)環(huán)境的保護(hù)日益加強(qiáng)，工程施工中都要制定嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)措施。邊坡工程的施工處理要求和當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境相結(jié)合，減少對(duì)原始地形地貌的破壞，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)。因此，在邊坡支護(hù)方式的選擇中要考慮到植被種植和工程手段相結(jié)合的處理方式。

2.3 安全與合理性 對(duì)于所有的工程施工，都要求安全第一。邊坡工程由于其施工環(huán)境、地點(diǎn)大多都在山區(qū)，其不明的施工條件會(huì)對(duì)安全產(chǎn)生重要的影響。同時(shí)對(duì)于不同等級(jí)和難易程度的邊坡工程，存在著不同的安全系數(shù)取值。這些在支護(hù)形式的選擇中要加以相應(yīng)的考慮。在保證安全的前提下，支護(hù)選擇還要堅(jiān)持合理性要求。支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇不是簡(jiǎn)單的以某種指標(biāo)值為確定因素進(jìn)行比較，還要參照合理性原則綜合考慮其它因素，保證選擇的支護(hù)形式符合該工程的實(shí)際情況。同時(shí)在不同地區(qū)，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇。因?yàn)樵谶吰轮械耐度霑?huì)決定其設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中的技術(shù)水平。因此在選擇支護(hù)方案時(shí)兼顧當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r是必要的。

3 實(shí)例

本路段位于構(gòu)造侵蝕強(qiáng)烈的山區(qū)，斜坡是其主要地貌類型，坡面主要為旱地、水田，植被較稀疏。據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪與勘探鉆孔顯示，路段內(nèi)地層上部為松散堆積層，下部為砂巖、泥巖層。路段位于兩條斷裂夾持地帶，斷面傾向北東。受斷裂影響和作用，向斜兩翼多被破壞，路段內(nèi)次級(jí)構(gòu)造主要表現(xiàn)為巖層有褶曲現(xiàn)象。路段內(nèi)依據(jù)含水介質(zhì)的不同，可分為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水。

從上面的分析得知，引起斜坡失穩(wěn)發(fā)生的可能因素為：地表水對(duì)巖土體的浸潤(rùn)作用；臨空面有利于順層坡的滑動(dòng)；滑坡后部水田的下滲作用利于滑坡的發(fā)生。因此須對(duì)影響斜坡滑動(dòng)的因素進(jìn)行分析，綜合治理，才能把斜坡治理好。因此要在坡腳上部施工抗滑樁；上部施工截水溝攔截地表水對(duì)滑坡的侵潤(rùn)軟化作用；治理水田以減少水的下滲對(duì)斜坡的危害。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，在側(cè)邊溝處設(shè)置一排樁板式擋土墻，擋土板高出路基面5.0m左右，板后填土反壓。共24根樁，樁間距為5.0m。其中1#～6#樁，樁長(zhǎng)22.0m，樁徑1.5m×2.0m；7#～13#樁，樁長(zhǎng)23.0m，樁徑1.75m×2.75m；14#～19#樁，樁長(zhǎng)23.0m，樁徑1.75m×2.25m；20#～24#樁，樁長(zhǎng)23.0m，樁徑1.5m×2.0m。擋土板厚度0.5m，板后設(shè)0.5m厚砂夾卵石反濾層（見(jiàn)工程布置圖1）。于滑坡體外穩(wěn)定地層處設(shè)置一道截水溝。將滑坡體上水田改為旱地并設(shè)置排水溝。

4 總結(jié)

根據(jù)邊坡失穩(wěn)的特點(diǎn)及誘發(fā)因素，本邊坡采用了對(duì)癥下藥的工程治理措施。因?yàn)樾逼律现脖幌∈?，土質(zhì)松散，又有水田滲水，故采用樁板式擋土墻結(jié)合排水溝及水田改造的施工方案，一方面減少地表水和大氣降水對(duì)邊坡的影響，另一方面增加順層滑坡的抗滑力。從效果來(lái)看，經(jīng)過(guò)上述治理后邊坡的穩(wěn)定性顯著提高。由于影響邊坡失穩(wěn)的影響因素很多，這時(shí)對(duì)于邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選擇變得非常重要，在淺要分析了其地質(zhì)條件、環(huán)境保護(hù)、安全合理性等因素對(duì)支護(hù)形式選擇的影響后，對(duì)于不同地區(qū)、不同條件的邊坡工程的影響條件還是不相同的。因此在支護(hù)選擇中，要充分了解清楚邊坡失穩(wěn)的各種條件，再結(jié)合影響支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選擇的因素進(jìn)行合理的組合。使其在滿足工程質(zhì)量等條件下還要滿足經(jīng)濟(jì)、安全、合理可操作的相關(guān)因素。

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