高邊坡設(shè)計與加固問題的討論

邱雨生

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也逐漸發(fā)展起來，出現(xiàn)了各種各樣的高邊坡，但是也存在著一些高邊坡變形的問題。這些問題的出現(xiàn)不但使得投資量增加，并且還在一定程度上拖延了工期。從目前看來，我國的高邊坡設(shè)計仍然沒有一個很好的規(guī)范。本篇文章主要闡明了高邊坡的特點、設(shè)計的基本思路與辦法，并且對高邊坡的加固方面也展開了一些分析和討論。

關(guān)鍵詞：高邊坡;設(shè)計與加固問題;研究討論

1 探討高邊坡設(shè)計的復雜性

高邊坡設(shè)計的復雜性主要表現(xiàn)為以下這幾點：

首先第一點，高邊坡設(shè)計是否能夠成功的前提條件是有沒有一個全面的地質(zhì)資料。比如地質(zhì)的條件和人為的操作等原因會影響到邊坡的穩(wěn)定程度，對于設(shè)計邊坡，需要符合土體的地層巖性以及一些強度特征， 如此一來才能夠有效地去避開局部或者是整體變形問題的出現(xiàn)。另外，高邊坡設(shè)計還結(jié)合了預測性和風險性設(shè)計。 因為在現(xiàn)實情況當中，存在著點多與線長方面的因素，在前期的一個地質(zhì)調(diào)查中就會多多少少的對高邊坡不夠重視，原因是在這個時候暫時還沒有出現(xiàn)變形的問題。因此高邊坡的設(shè)計需要借鑒、研究在這方面的相關(guān)資料以及吸取過去的正確經(jīng)驗，在這之后再來對開挖后可能出現(xiàn)的變形類型以及部位進行一個較為精準的估計。但是因為地質(zhì)資料不夠詳細和全面，會導致設(shè)計沒有足夠可靠的依據(jù)，這使得存在著一定的盲目性。另外，地質(zhì)條件的復雜多樣也讓設(shè)計存在著風險，這樣就出現(xiàn)了高邊坡設(shè)計是結(jié)合了預測性和風險性設(shè)計的。高邊坡設(shè)計實際上也是一個動態(tài)的設(shè)計過程。受到實際情況的局限，我們沒有辦法清楚地了解到開挖之前的邊坡地質(zhì)狀況，導致了整個設(shè)計的過程沒有一個固定的模式。所以需要根據(jù)工期的推進以及地質(zhì)條件的變化，對設(shè)計進行相應的調(diào)整，才能夠做到真正意義上的動態(tài)設(shè)計。

2 評價高邊坡的穩(wěn)定性

在評價高邊坡的穩(wěn)定性時，人們往往都是通過利用力學平衡這個計算方法來進行評價的。我們必須要承認的是，這個方法確確實實可以獲得相對來說比較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，并且也可以確定最后加固工程的承受力?？墒钱斄W平衡計算法在面對一些復雜的高邊坡穩(wěn)定性計算中，就比較困難了。這是由于邊界條件和面巖土參數(shù)被破壞，沒有辦法能夠進行精確判斷和選擇，這在很大程度上使得計算所得的結(jié)果不能夠令人信服。因此，個人認為其實可以利用工程地質(zhì)分析對比法來作為補充方法。工程地質(zhì)分析對比法一方面能夠為力學平衡計算法提供變形類型的條件，另一方面還能夠更加明確變形的限度;將工程地質(zhì)分析對比法與力學平衡計算法這兩者相結(jié)合、共同作用，可以較為精準的計算出穩(wěn)定系數(shù)和作用力的數(shù)據(jù)，為高邊坡的設(shè)計提供了可靠、有力的依據(jù)。

2.1 工程地質(zhì)分析對比法

2.1.1 依據(jù)自然極限條件下穩(wěn)定坡的坡形、坡率、坡高來參照，也包括人工邊坡的坡高，通過利用這兩者的比較來分析和討論穩(wěn)定性。

2.1.2 根據(jù)坡體的結(jié)構(gòu)來對人工邊坡可能變形的類型和部位展開討論與分析。

2.1.3 通過利用變化的大小以及頻率來進行比較、判斷。

2.2 力學計算法

這里還有另外一種計算方法，即力學計算法。力學計算法有很多種不同的方式，在選擇和勘察確定的破壞種類和模式需要同時相一致，才有可能避免錯誤結(jié)果的產(chǎn)生。它破壞范圍的重點在于松動區(qū)域的大小，在沒有特殊情況之下，一般都是可以利用有限元，來計算出高邊坡在開挖之后位移場的大小與位置。

3 高邊坡設(shè)計思想和技術(shù)手段、基本準則與方法

3.1 設(shè)計思想和技術(shù)手段

高邊坡設(shè)計一定要嚴格遵循“調(diào)查、勘探、設(shè)計和施工”這四個環(huán)節(jié)緊密相連的規(guī)則，在施工中的新參數(shù)和新出現(xiàn)的特征要在第一時刻告訴設(shè)計部門，下一步用新設(shè)計來引導整個施工的全過程。與此同時再將相似的工程進行一個對比，把其它地方的成功設(shè)計思想帶到本設(shè)計中來。

高邊坡設(shè)計的技術(shù)手段主要是依照主體工程的施工工段來開展仔細的探測和嚴謹?shù)恼{(diào)查工作，靠近高邊坡工程處進行合理的比較。高邊坡的設(shè)計千萬要重視開挖工作，向上傳遞的信息基本上應該包括“現(xiàn)場的巖層、風化的強度以及爆破的效果”等，經(jīng)過慎重的考慮，最終敲定高邊坡設(shè)計施工的方案。

3.2 設(shè)計的基本準則

3.2.1 在高邊坡設(shè)計中使用的年限和保護的對象是至關(guān)重要的，一定要確保足夠的安全。

3.2.2 高度在四十米之下的邊坡一般是遵循放穩(wěn)定坡率的設(shè)計原則;而高度在四十米以上的邊坡，若是也放緩邊坡的話，將會有很大可能性增加大量放棄的方量。這樣不僅會導致破壞大量的植被，而且還會引起征地量的增加與浪費，非常不利于環(huán)境的保護。因此，我們應當利用適當增加坡率的辦法，來加強支擋加固工程。

3.2.3 加固工程的全程之所以都應該使用“固腳和強腰”的方式來開展，是因為存在坡腳應力和地下水集中的特點。“固腳”的精準含義是鞏固坡腳或者級邊坡的支撐力，而“強腰”的意思則是去保證高邊坡的局部穩(wěn)定，進一步講，其實也就是保證整體的穩(wěn)定性。

3.3 高邊坡的設(shè)計方法

從目前的情況來看，高邊坡設(shè)計在我國并沒有達成統(tǒng)一的認知，在這里簡單討論采取幾種不同方法相結(jié)合的設(shè)計辦法。

3.3.1 工程地質(zhì)比擬法：這種方法主要是通過利用自然穩(wěn)定坡的調(diào)查結(jié)果以及相關(guān)數(shù)據(jù)的分析情況，來尋找可以進行比較的坡形、坡率與坡高。

3.3.2 力學的計算法：這種方法是通過選擇合適的坡體結(jié)構(gòu)與破壞模式，進而計算出所設(shè)計的坡形的穩(wěn)定度，進一步調(diào)整、改變坡形的參數(shù)來實現(xiàn)合理的設(shè)計。

3.3.3 經(jīng)驗對比法：參照地質(zhì)條件下穩(wěn)定的人工邊坡有關(guān)的設(shè)計辦法和思想，來對新的邊坡來展開相似設(shè)計。

4 高邊坡工程的加固方法

高邊坡加固工程的方法其實有很多種，應當根據(jù)現(xiàn)實中的實際情況，選擇合適的方法，我們下面就支擋加固這一方法進行簡單的介紹。

4.1 擋土墻

擋土墻的重要作用是承受側(cè)向土壓力的墻式建筑物，為了避免發(fā)生土體坍端問題，所以修建了擋土墻。在我國的工程項目之中，擋土墻經(jīng)常被用來支撐路堤填土或者是路塹邊坡，再就是一些橋臺、河流堤岸還有隧道洞口岸等。擋土墻不僅能夠加強不良地質(zhì)路段邊坡的穩(wěn)定性、來避免發(fā)生滑坍問題以及沿河路段水流沖刷問題的出現(xiàn)，它還能夠節(jié)省道路用地、減少拆遷以及減少占用農(nóng)田。這樣可以進一步保護一些重要的建筑物，改善生態(tài)環(huán)境。

4.2 錨桿加固

錨桿加固也是屬于支擋加固的一個方法，當出現(xiàn)邊坡的坡體破碎情況又或者是邊坡的地層軟弱時，可以通過打入一些錨桿來對邊坡進行加固。用錨桿對邊坡加固，其實它的作用就相當于螺栓的作用，其機理是相同的。錨桿加固是一種中淺層的加固方法。

4.3 預應力錨索加固

支擋加固還有一種方法是預應力錨索加固。如果在邊坡比較高的時候，或者是坡體的潛在破裂面位置不淺的時候，預應力錨索就是一個比較不錯的加固方法。從現(xiàn)在這個情況來看，在高邊坡的加固工程中，預應力錨索加固正慢慢地發(fā)展成為一種走向，它逐漸地被越來越多的人所接受。

5 結(jié)語

總而言之，高邊坡的設(shè)計和加固工程有著非常重要的研究意義，我們可以通過設(shè)計和加固高邊坡來提高結(jié)構(gòu)使用的整體性能。高邊坡把地質(zhì)體的一部分變成了人為的工程，由于地質(zhì)體的特點是復雜多變，這使得高邊坡的設(shè)計工作更加復雜，接下來我們應當繼續(xù)探索和實踐，爭取早日在工程行業(yè)形成一個共識。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進，高邊坡設(shè)計的意義越來越重要。在之后相關(guān)的設(shè)計和施工中，我們應當進一步完善這項技術(shù)的分析方法，吸取過去的經(jīng)驗和教訓，逐步推動我國的建筑事業(yè)。