巖土工程邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察研究

邵宇

摘 要：在開展邊坡治理的過程中，對于工程量巨大的一些大型的治理工程，由于在其治理過程中具有較大難度，并且一些邊坡在治理過程中需要花費極高的成本，對于這類邊坡，在開展施工的過程中，應(yīng)該堅持盡可能避讓的基本原則，實在不能進行繞避的邊坡，應(yīng)采取：寧強勿弱、保證安全的基本原則，針對實際的情況，應(yīng)用安全、可靠的技術(shù)與方法來開展治理工作。本文從邊坡地質(zhì)災(zāi)害的危害出發(fā)，對巖土工程地質(zhì)災(zāi)害治理方法和勘察設(shè)計進行了論述。

關(guān)鍵詞：巖土工程；邊坡地質(zhì)災(zāi)害；勘察設(shè)計；治理方法

引言

巖土工程是工程建設(shè)中涉及巖土體的開挖與加固，地質(zhì)災(zāi)害是對自然或人為作用產(chǎn)生的有害地質(zhì)現(xiàn)象進行防范與防治。后者包含了更全面地對地質(zhì)生態(tài)環(huán)境合理開發(fā)與管理的思想。在我國，大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象都是人為因素引發(fā)的，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，近年來我國每年因地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失約占各種自然災(zāi)害的1/4～1/5，因此，減少或制止破壞生態(tài)環(huán)境行為、及時采取地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和防治措施，是我國當(dāng)前減少損失的首要途徑。

1 邊坡地質(zhì)災(zāi)害分析

邊坡地質(zhì)災(zāi)害的形成與邊坡工程及病害的形成時間有直接的關(guān)系，依據(jù)其形成時間與與邊坡工程之間的關(guān)系。對邊坡地質(zhì)災(zāi)害的類型劃分，主要分為兩種：（1）在邊坡工程施工過程中，由于邊坡工程開挖等因素所導(dǎo)致的新的邊坡地質(zhì)災(zāi)害，常見的邊坡開挖過程中所引起的滑坡、崩塌、坍塌等。（2）在開展邊坡開挖工程施工之前就已經(jīng)存在的邊坡災(zāi)害，這通常是指老的邊坡災(zāi)害，其由于邊坡工程的活動導(dǎo)致其復(fù)活。

由于在邊坡的頂部存在平行于坡面的張性拉裂縫，其很容易表現(xiàn)為中上部的失穩(wěn)破壞，一旦出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，將會導(dǎo)致非常嚴重的后果，在開展邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理工作的過程中，應(yīng)該加大中上部削坡載減的力度，盡量的將邊坡放緩，并要依據(jù)其實際特點采取有效的加固處理措施，保證能夠?qū)⑵湟淮涡愿?，防止其留下安全隱患，在實際的邊坡治理工作中，人們開始注意到，不僅僅要能夠有效的提升其穩(wěn)定性，還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，保證其能夠與周邊的環(huán)境良好的融合，從而形成良好的綠色人文景觀，這能夠大大的提升邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理效果，這就需要能夠在實際的勘察活動中，對邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察設(shè)計工作予以合理設(shè)計。

2 常用的邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理方法

目前常用的幾種邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理方法表現(xiàn)為：

2.1 人工構(gòu)筑物

通過人工構(gòu)筑物來實現(xiàn)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理，在實施人工構(gòu)筑物的設(shè)計的過程中，要對邊坡在內(nèi)的各種地質(zhì)因素的影響予以綜合的考慮，同時還需要對施工爆破等人為因素、工程載荷、巖體風(fēng)化、地震等一些外部因素的影響予以全面的分析，常見的人工構(gòu)筑物有：主被動網(wǎng)防護、多道攔石擋土墻、明洞等。

2.2 排水

治水是在邊坡防治過程中所應(yīng)該堅持的最基本的原則，對對邊坡的穩(wěn)定性具有較大影響的地下水與地表水實施引排或者是截流處理，并要降低動水壓力及孔隙水的壓力，從而有效的防止不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)面填充物的強度降低，同時有效的提升巖體的質(zhì)量，在這種邊坡治理方法中常用的方法有：灌漿封閉邊坡巖體中的張裂隙、邊坡泄水孔、排水溝、截水溝等。

2.3 嵌補支頂

通過對風(fēng)化剝蝕凹坑或者說可能發(fā)育的溶洞實施嵌補支頂，對于上部不穩(wěn)定巖體的生根具有積極的作用。

2.4 清除

對于已經(jīng)松動、穩(wěn)定性特別差的巖石塊體，可以將其予以清除。

3 邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計

在開展邊坡勘察工作的過程中，要對已經(jīng)出現(xiàn)的自然與人工邊坡的變形失穩(wěn)破壞與治理情況予以全面的調(diào)查，必要的情況下，可以開展物探、鉆探與瓦探等處理，以便于將隱伏結(jié)構(gòu)面予以明確，這對于降低其地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率具有積極的作用；要將層間夾層的分布、斷層、節(jié)理裂隙、巖層等結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與位置予以綜合的考慮，同時還需要對地下水的分布情況、充填情況、節(jié)理裂隙張開程度、斷層延伸長度、節(jié)理裂隙密度、斷層寬度、節(jié)理裂隙及斷層等結(jié)構(gòu)表面的產(chǎn)狀、位置等予以查明，對邊坡需要開展動態(tài)信息的勘察設(shè)計與施工，在開展施工的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)施工工程地質(zhì)與勘察工程的地質(zhì)條件發(fā)生變化，就需要及時的開展補充勘察與監(jiān)測工作，并要及時的對相關(guān)的工程措施進行完善。

在對邊坡的穩(wěn)定性實施分析的過程中，目前常用的有定量分析與定性分析兩種方法，在實際的工程分析過程中，其穩(wěn)定性是受到多種因素的影響，要想在開展分析的過程中，應(yīng)用一種合理的計算方法對其力學(xué)參數(shù)實施準(zhǔn)確的計算是具有較大難度的，因為不管是應(yīng)用哪一種計算方法，其都具有一定的局限性，在具備相關(guān)優(yōu)點的同時，也會存在一定的不合理之處，要想取得良好的分析效果，就需要各種綜合性的計算方法來開展計算，常用的計算方法有有限元法、楔體滑動分析法、巖石質(zhì)量法、工程類比分析法等多種方法，在邊坡的楔體穩(wěn)定性與整體穩(wěn)定性的分析過程中，應(yīng)用綜合評價法能夠取得良好的分析成果。

對幾種常用的計算方法進行分析：

3.1 有限元法

在這種計算方法中，是應(yīng)用巖石岸坡應(yīng)力位移場有限元模擬軟件來對自然坡的的應(yīng)力場以及不同位置橋基荷載作用下的應(yīng)力場實施模擬分析，對橋基的設(shè)計位置開展進一步的優(yōu)化，并要依據(jù)Mohr的強度準(zhǔn)則來對巖體的破壞情況開展分析，在對巖體的控制性結(jié)構(gòu)面建立地質(zhì)模型開展分析的過程中，可以應(yīng)用離散元分析發(fā)來開展，對岸坡巖體處于加載模式與不加載模式中的時效變形趨勢開展分析的過程中，要對岸坡的破壞范圍與破壞模式予以明確之后，再開展相關(guān)分析，這能夠為岸坡巖體加固提供有力的設(shè)計依據(jù)。

3.2 赤平投影空間解析法

應(yīng)用臨空邊坡面及多組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面的極射赤平投影，對不同類型的結(jié)構(gòu)面組合特征予以明確，這能夠?qū)Y(jié)構(gòu)體失穩(wěn)模式類型、穩(wěn)定趨勢、結(jié)構(gòu)體的類型等予以直觀的判斷。

3.3 楔形體滑動分析法

在應(yīng)用這種方法開展分析的過程中，其楔形體滑動面是由兩個傾向相反、坡面傾向相同，并且交線傾向也相同、傾角小于邊坡交的軟弱結(jié)構(gòu)面所組成的，在開展分析的過程中，可以通過赤平投影、三角幾何法、實體比例投影法來對滑動面的交線傾角、滑動面法線、以及二者之間的夾角等進行計算，對械體在自身重力作用下的受力情況進行分析，能夠得到邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)值，在此基礎(chǔ)上開展相關(guān)的計算，能夠得到邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，在開展相關(guān)計算的過程中，還需要對地震力、靜水壓力等一些作用力的影響予以綜合的考慮。

3.4 極限平衡法

在極限平衡法中也包含了多種計算方法，如：剛體平衡法、雙平面極限平衡等K法等，各種計算方法在實際應(yīng)用中都具有各自的優(yōu)缺點。

3.5 巖石質(zhì)量法

在穩(wěn)定邊坡角的計算過程中，巖石質(zhì)量法具有廣泛的應(yīng)用，其主要是對橋梁基礎(chǔ)位置與合理埋深明確，并要要求其橋梁的基礎(chǔ)底面位于穩(wěn)定邊坡角以內(nèi)。

4 結(jié)語

在開展工程施工的過程中，在一些環(huán)境比較差的特殊地理環(huán)境中，經(jīng)常會遇到邊坡等特殊地質(zhì)，對于這類地質(zhì)條件，若不能及時實施有效的處理，很容易引發(fā)各種嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，這就需要在開展工程施工之前，做好邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計工作，并要應(yīng)用各種有效的計算方法，對勘察結(jié)果予以有效地分析，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用各種有效的治理措施開展地質(zhì)災(zāi)害的治療工作，本文就主要針對此予以了簡單分析，對于實際的邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計工作具有一定的參考價值。

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