高邊坡巖土工程設(shè)計(jì)策略分析

余雪禎

摘 要 本文對巖土工程設(shè)計(jì)中存在的關(guān)聯(lián)性、不確定性和復(fù)雜性等特征進(jìn)行分析，并通過案例分析的方式，提出高邊坡巖土工程的設(shè)計(jì)策略，主要包括地質(zhì)勘查、方案制定、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、裂縫維護(hù)以及邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)等方面，旨在提高巖土工程設(shè)計(jì)效果，使邊坡的穩(wěn)定性和安全性得到顯著提升。

關(guān)鍵詞 高邊坡;巖土工程;設(shè)計(jì)方法

引言

在城市化不斷深入背景下，城市土地資源日益緊缺，開發(fā)商逐漸將開發(fā)重心向郊外轉(zhuǎn)移，此種開發(fā)模式勢必會產(chǎn)生高邊坡、高填土等引發(fā)嚴(yán)重的巖土工程問題，增加后期治理難度。對此，開發(fā)商應(yīng)明確不同巖土層的特征，根據(jù)不同情況實(shí)施針對性設(shè)計(jì)，確保高邊坡的安全和穩(wěn)定。

1巖土工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 關(guān)聯(lián)性

在巖土工程施工中，與自然環(huán)境之間存在著緊密關(guān)聯(lián)，這將要求工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮地質(zhì)、氣候、水文等多種因素變化，提前預(yù)測工程所處區(qū)域可能發(fā)生的自然災(zāi)害或者因工程建設(shè)而誘發(fā)的自然災(zāi)害，并事先制定完善的應(yīng)急方案，做好工程勘查和防護(hù)工作。

1.2 不確定性

對于不同區(qū)域來說，巖土層的特征不盡相同，參數(shù)也會隨機(jī)發(fā)生改變，采用多樣化方式獲取各項(xiàng)參數(shù)信息，所得結(jié)果也有所區(qū)別，可見巖土性能具有較強(qiáng)的不確定性。因此，在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確切把握巖土的實(shí)際參數(shù)值，根據(jù)工程的實(shí)際需求采取相應(yīng)的測試方法，最大限度地提高測試結(jié)果準(zhǔn)確度，以此保障整體工程質(zhì)量。

1.3 復(fù)雜性

近年來，土力學(xué)的創(chuàng)建為巖土工程的建設(shè)和發(fā)展提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，在巖土工程設(shè)計(jì)中起到不可忽視的重要作用。但是，由于巖土性能存在不確定性，不同地區(qū)的巖土結(jié)構(gòu)、參數(shù)均有所區(qū)別，整體較為復(fù)雜，為了便于計(jì)算則需要對各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)一處理，導(dǎo)致計(jì)算誤差增加。目前，巖土工程計(jì)算方式仍然有待完善，要求設(shè)計(jì)師給予高度重視，依靠自身豐富經(jīng)驗(yàn)和高超的設(shè)計(jì)水平使巖土工程的復(fù)雜情況得到有效解決[1]。

2高邊坡巖土工程設(shè)計(jì)的策略

以某山地住宅小區(qū)項(xiàng)目為例，該小區(qū)背靠山體，在施工過程中產(chǎn)生高邊坡，高度在20m左右，長度在120m左右。一旦邊坡出現(xiàn)大范圍的垮塌，勢必會對新小區(qū)的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，對此應(yīng)采取積極有效的措施，對高邊坡進(jìn)行有效治理。

2.1 地質(zhì)勘查

在巖土工程設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對工程所在地進(jìn)行現(xiàn)場勘查，包括當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、氣候、地質(zhì)等多個(gè)方面，尤其是當(dāng)?shù)氐牡貏莪h(huán)境更要重點(diǎn)勘查，例如，整體地形特征、山丘和凹地具體位置、區(qū)域是否存在堆積物等等，在地形勘查時(shí)還要注重巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)勘查，了解地下堆積層結(jié)構(gòu)情況，如若發(fā)現(xiàn)其可能對施工帶來不利影響，則需要二次勘探。在本工程中，通過地質(zhì)勘查得知高邊坡為順層坡結(jié)構(gòu)，主要場地地質(zhì)為沉積巖，少數(shù)區(qū)域存在沙礫巖、粉砂巖和細(xì)砂巖等巖層，地質(zhì)發(fā)育狀態(tài)不夠良好。

2.2 方案制定

根據(jù)本工程實(shí)際情況進(jìn)行方案制定：首先，為了減少坡后土應(yīng)力，應(yīng)對高邊坡后方山脊坡度較陡的位置進(jìn)行拆除，并對底部兩級巖質(zhì)坡坡率進(jìn)行下調(diào);然后，提高高邊坡中部、上部的坡率，使邊坡更加安全穩(wěn)定;最后，采用錨桿格構(gòu)支護(hù)方案，并種植灌木等相關(guān)作物，提高邊坡穩(wěn)定度。

2.3 設(shè)計(jì)方法

（1）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。本工程位于丘陵地帶，地質(zhì)情況較為復(fù)雜、變化較大，有限的勘查孔和地質(zhì)測繪圖難以將全部地質(zhì)情況、巖土性能充分體現(xiàn)出來，特別是在巖體結(jié)構(gòu)方面，往往要開挖后才可清楚展示。對此，在工程設(shè)計(jì)過程中，要求相關(guān)人員針對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘查，通過開挖施工等方式，將暴露出的地質(zhì)情況與原本地質(zhì)情況進(jìn)行對比，收集各類地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，并在此基礎(chǔ)上制定設(shè)計(jì)方案，通過動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)減少設(shè)計(jì)差錯(cuò)的產(chǎn)生[2]。

（2）裂縫維護(hù)。本工程中邊坡存在裂隙發(fā)育不良等問題，不可采用噴射混凝土護(hù)面的方式解決，否則極易受到地下水影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)地下空洞，不但不利于高邊坡加固支護(hù)，還會對工程美觀性、與周圍環(huán)境建筑的協(xié)調(diào)性產(chǎn)生不良影響。對此，在巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)針對當(dāng)?shù)剡吰麓嬖诘牟煌瑔栴}，采取針對性解決措施。

（3）邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)。本工程在雨水作用下，巖體上方土體結(jié)構(gòu)很容易受到影響，出現(xiàn)位移、滑坡等情況，對當(dāng)?shù)鼐用駧磔^大的安全隱患。對此，為了提高巖土工程設(shè)計(jì)效果，本工程將預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)引入其中，該支護(hù)構(gòu)件雖然具有較強(qiáng)的承載力，但因本工程所處區(qū)域氣候潮濕，很容易使錨頭材料出現(xiàn)銹蝕、斷裂等情況，在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算。在以往的格構(gòu)錨桿擋土墻施工中，采用分層施工的方式，每層錨桿先進(jìn)行張拉，然后對下層土方、錨桿、腰梁等進(jìn)行施工，由于豎向鋼筋的銜接較為困難，使整體施工難度增加。在本工程施工中，將邊坡按照8～12m的豎向間距分為數(shù)級，每個(gè)級之間設(shè)置平臺，在施工過程中，按照級進(jìn)行劃分，各個(gè)邊坡在成型后對所有級進(jìn)行錨桿施工，完畢后再施工格構(gòu)梁，最后整級張拉錨桿。

由于該地區(qū)氣候潮濕，空氣中水分含量較高，長此以往，勢必會支護(hù)材料出現(xiàn)銹蝕等情況，甚至?xí)?dǎo)致桿體斷裂，據(jù)調(diào)查研究得知，部分地區(qū)高邊坡錨桿因保護(hù)不當(dāng)，在使用10y左右時(shí)便會因銹蝕而發(fā)生斷裂，嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定。為了預(yù)防和避免上述問題發(fā)生，一定要控制好作用力，采用具有較大承載力的預(yù)應(yīng)力錨桿，使邊坡安全和穩(wěn)定性得到最大保障。

（4）坡率選擇。由于本工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)為順層，通常選擇坡度較大的邊坡，巖體表面長期暴露在外部環(huán)境中，很容易受到多種因素影響出現(xiàn)滑坡等情況，尤其是巖土性質(zhì)較為特殊的情況下，當(dāng)遇到暴雨天氣時(shí)，邊坡裂縫處填充物便會順勢滑動(dòng)，在此作用力的影響下巖土層逐漸下滑。為了避免上述情況發(fā)生，在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選擇坡率較大的邊坡[3]。

3結(jié)束語

綜上所述，近年來，高邊坡巖土工程逐漸增加，在設(shè)計(jì)過程中如若忽視質(zhì)量問題則會為后續(xù)工程埋下安全隱患。對此，應(yīng)積極采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、深入施工現(xiàn)場進(jìn)行勘查，了解邊坡實(shí)際構(gòu)造，并制定出科學(xué)合理的優(yōu)化方案，使巖土工程消除安全隱患，確保工程順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王進(jìn)思.京珠高速公路湖北大悟段巖石高邊坡設(shè)計(jì)與施工研究[D].西安：長安大學(xué)，2018.

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[3] 戴文奎，熊智彪，宮鶴，等.既有高邊坡下深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工監(jiān)測分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2018，（24）：68-71.