高邊坡巖土工程設(shè)計探討

楊 圣

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘測設(shè)計院，貴州 貴陽 550001）

大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)過程中，勢必產(chǎn)生大量的邊坡，部分邊坡存在較為復(fù)雜的巖土工程問題，安全性較差，極易發(fā)生滑坡、坍塌等安全事故，必須采用科學(xué)的方法對其進行治理。因此，研究分析高邊坡巖土工程設(shè)計具有重要的現(xiàn)實意義。

1 高邊坡巖土工程設(shè)計要點

（1）裂隙發(fā)育高邊坡。對于裂隙發(fā)育的高邊坡，如果采用噴射混凝土護面設(shè)計，高邊坡外觀和城市的綠化環(huán)境存在不協(xié)調(diào)的問題，因此一般不采用噴射混凝土護面設(shè)計。此外，對于此類高邊坡，地下水很容易利用巖體間的裂隙入滲，在水頭的作用下，地下水在入滲過程中帶走的細(xì)小顆粒越來越多，導(dǎo)致高邊坡的空隙也越來越多[1]。最終可能導(dǎo)致噴射混凝土與高邊坡坡面產(chǎn)生脫離，導(dǎo)致其防護作用失效。

（2）巖質(zhì)邊坡設(shè)計。對于巖質(zhì)邊坡，如果進行爆破開挖施工，可能會對巖質(zhì)邊坡本身的碎裂結(jié)構(gòu)、毛石等造成影響，不利于邊坡的穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格控制爆破的工藝。此外，在針對此類邊坡進行支護方案設(shè)計時，對于Ⅳ類巖體的巖質(zhì)邊坡，應(yīng)確保其坡率不低于0.3，從而減少邊坡出現(xiàn)落實或者崩落破壞等問題。

（3）邊坡支護設(shè)計。在格構(gòu)式錨桿擋土墻逆作法施工過程中，如果采用分層施工，即每層的錨桿張拉施工完畢后，再進行下一層的施工，不利于豎向格構(gòu)梁的鋼筋連接施工。因此可以結(jié)合高邊坡的實際情況，將邊坡按照8m～12m的間距，劃分為數(shù)個等級，并在每級設(shè)置平臺，按級進行錨桿和格構(gòu)梁施工，最后進行張拉錨桿。

（4）高邊坡巖土工程的動態(tài)設(shè)計。在巖土工程設(shè)計過程中，很難一次性的全面掌握巖土的具體參數(shù)，導(dǎo)致巖土工程設(shè)計只能根據(jù)現(xiàn)有的資料進行定量進行估算。因此，應(yīng)結(jié)合信息化施工，對高邊坡巖土工程進行動態(tài)設(shè)計。尤其是坡度較為陡峭的區(qū)域，地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對不穩(wěn)定，可能時刻存在著變化，而簡單的勘查和地質(zhì)測繪并不能完全的反應(yīng)該區(qū)域的地質(zhì)情況、巖土體特點等，只有對邊坡進行開挖才能清楚的掌握高邊坡的實際情況。通過對比新開挖出來的地質(zhì)情況與原來的地質(zhì)勘查結(jié)果，對產(chǎn)生差異的區(qū)域進行復(fù)核計算，進而對設(shè)計方案進行對應(yīng)的修改。

（5）巖質(zhì)高邊坡的坡率。如果高邊坡巖質(zhì)屬于順層結(jié)構(gòu)，且地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，其上層的巖層很容易在雨水的作用下，產(chǎn)生位移，嚴(yán)重時甚至可能出現(xiàn)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。為了避免該種問題的出現(xiàn)，在進行高邊坡巖土工程設(shè)計過程中，應(yīng)適當(dāng)放大邊坡的坡率。

（6）大承載力預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計。對于部分氣候條件較為潮濕的地區(qū)，高應(yīng)力作用下的錨頭與自由段之間的桿體材料，很容易受潮出現(xiàn)銹蝕斷裂問題。再加上邊坡可能存在的變形問題，因此，必須對預(yù)加應(yīng)力進行嚴(yán)格的控制。很多工程在高邊坡巖土工程設(shè)計過程中，預(yù)應(yīng)力錨桿防腐措施做的不好，導(dǎo)致錨桿在投入運行10年左右時間，就因為錨頭處錨筋銹斷而失效，進而引發(fā)邊坡坍塌。

2 高邊坡巖土工程設(shè)計案例概述

某山地住宅小區(qū)項目，住宅小區(qū)的背面靠近山體，在施工過程中形成了高約20m，長約120m的邊坡。為了避免邊坡出現(xiàn)大面積的垮塌，對新建小區(qū)造成巨大的安全威脅，必須采取有效的措施對該處高邊坡進行治理。

（1）地質(zhì)勘查結(jié)果。通過對該高邊坡進行詳細(xì)的地質(zhì)勘查分析，高邊坡屬于順層坡結(jié)構(gòu)，主要場地地質(zhì)為沉積巖，局部區(qū)域存在有粉砂巖、砂礫巖以及細(xì)砂巖等間雜分布的巖層，地質(zhì)存在發(fā)育不良問題。

（2）工程設(shè)計重點。①為了提高高邊坡巖土工程規(guī)劃設(shè)計的質(zhì)量，本工程對高邊坡進行了地質(zhì)測繪、邊坡勘查以及地形圖的測繪，最終確定了地質(zhì)的穩(wěn)定性狀態(tài)，并對存在的不良地質(zhì)情況進行了初步評估，便于巖體高邊坡結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計。②對本工程區(qū)域的地下水分布情況進行了詳細(xì)的勘查，同時在巖質(zhì)邊坡鉆探過程中，受到區(qū)域內(nèi)植被覆蓋的影響，給鉆機的搬遷以及水源的補給帶來了困難，再加上巖層存在破損發(fā)育情況，導(dǎo)致設(shè)計取樣結(jié)果可能存在不準(zhǔn)確的問題。③在對高邊坡坡腳以及坡頂進行設(shè)計過程中，為了避免坡肩出現(xiàn)坍塌等問題，對排水溝與截水溝，截洪溝到坡肩設(shè)置了一定的距離。④本工程在進行邊坡支護方案設(shè)計過程中，基于確保邊坡支護質(zhì)量的基礎(chǔ)上，采用相對經(jīng)濟的支護方案。選擇了經(jīng)濟和施工效果較好的格構(gòu)式錨索擋墻方案。

（3）高邊皮巖土工程設(shè)計方案。針對本工程的實際情況，最終的設(shè)計方案為：首先為了減少坡后的土應(yīng)力，對高邊坡坡后山脊坡度較陡區(qū)域的部分進行拆除處理，并對高邊坡底部兩級巖質(zhì)坡的坡率進行了適當(dāng)降低。然后放大了本工程高邊坡中上部包括風(fēng)化巖層部的坡率，從而提高邊坡的穩(wěn)定性和安全性。最后高邊坡的支護方案采用錨桿（索）格構(gòu)支護方案，并在高邊坡坡面種植灌木等作物，提高邊坡的穩(wěn)定性。

3 巖土高邊坡方案的設(shè)計過程分析

（1）動態(tài)化設(shè)計。本高邊坡巖土工程設(shè)計屬于丘陵地帶，地質(zhì)情況存在較大的變化。本工程在設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員在施工現(xiàn)場進行了實地勘查，通過開挖施工，現(xiàn)場收集相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料，基于準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上對設(shè)計方案進行優(yōu)化，減少了設(shè)計差錯。

（2）邊坡支護設(shè)計。結(jié)合本工程的實際情況，在進行支護方案設(shè)計過程中，沒有采用噴射混凝土的護面設(shè)計方案，主要是因為本工程的邊坡存在裂隙發(fā)育情況，很容易受到地下水的影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)地下空洞的問題，不僅不利于高邊坡的加固支護，而且在美觀度方面，與周圍的建筑環(huán)境存在不協(xié)調(diào)問題。

（3）優(yōu)化成本的設(shè)計原則。本工程高邊坡巖體的上層土體結(jié)構(gòu)，很容易在雨水的作用下，出現(xiàn)位移甚至滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，給周圍的居民帶來嚴(yán)重的安全威脅。因此為了提高高邊坡巖土工程的設(shè)計質(zhì)量，本工程采用了承載能力較強的預(yù)應(yīng)力錨索支護設(shè)計方案。此外，由于工程所在地區(qū)氣候相對潮濕，為了避免錨頭材料產(chǎn)生銹蝕，出現(xiàn)斷裂問題，在進行高邊坡支護設(shè)計過程中，對巖土高邊坡結(jié)構(gòu)的預(yù)加應(yīng)力進行了嚴(yán)格的計算和試驗。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會的發(fā)展進步，各類工程項目日漸增多，高邊坡巖土工程也越來越多。在高邊坡巖土工程設(shè)計過程中，如果設(shè)計質(zhì)量存在問題，將給后期的工程建設(shè)埋下嚴(yán)重的安全隱患。因此，本文結(jié)合實例分析了高邊坡巖土工程合計中的重點，通過采用動態(tài)化的設(shè)計策略，深入工程現(xiàn)場進行實地勘查，精準(zhǔn)的掌握高邊坡的實際地址構(gòu)造，對高邊坡巖土工程設(shè)計方案不斷優(yōu)化，有效的減少了高邊坡巖土工程的安全隱患，確保了工程建設(shè)的順利開展。