基于邊坡支護工程設計常見的巖土工程勘察問題分析

楊波

【摘要】在高速公路建設以及其開采土層的工程當中，不可避免的會遇到邊坡支護及巖層勘探相關的問題?；诖嗽谶吰轮ёo工程開展之前，需要對邊坡的巖土成分及結(jié)構進行勘察工作，為邊坡支護施工提供準確的數(shù)據(jù)支持，使得設計師可以根據(jù)勘測結(jié)果制定出科學合理的邊坡支護計劃，進而促進建筑行業(yè)對邊坡支護工程以及巖土勘探工作的發(fā)展。

【關鍵詞】邊坡支護；巖土工程勘察；問題分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.073

施工區(qū)域建立邊坡支護工作的建筑項目中，巖土勘察的主要目的是為施工提供周邊巖土的成分結(jié)構，以及了解施工場地的地下空間情況?？梢哉f巖土勘察工作能夠在一定程度上影響著邊坡支護工作的質(zhì)量，只有為工程設計提供科學準確的勘察數(shù)據(jù)，才可以保證設計的長久使用。巖土勘探是一項十分系統(tǒng)性的工作，因此，嚴格控制施工過程中的相關流程是非常有必要的。按照相關規(guī)定開展巖土檢測工作，無論是對邊坡支護工作還是整個建設工程都具有十分深遠的意義。

1、巖土工程中應用邊坡支護技術的意義

我國建設工程是促進社會經(jīng)濟發(fā)展的主要來源之一，隨著近幾年工程建設的規(guī)模不斷擴大，各種大型工程項目也在不斷的增加。巖土工程作為建筑領域的重要項目之一，其技術更新、水平進步與否，不但宏觀上能夠影響建筑行業(yè)的整體發(fā)展趨勢，并且能夠直接決定建筑工程的施工質(zhì)量。在一些涉及到邊坡支護的施工作業(yè)當中，邊坡支護可以決定巖土工程的結(jié)構穩(wěn)定性，同時在工程當中合理的使用邊坡支護技術還可以有效的減少施工過程中存在的安全隱患，為施工人員提供安全保障。邊坡支護技術作為整個建設工程中最為基礎的施工技術之一，只有做好這項工作才能保證后續(xù)施工能夠順利的展開，因此，巖土工程當中的邊坡支護技術與巖土勘探技術在整個工程當中具有一定的意義[1]。

2、巖土勘察中常見的問題

2.1勘察工作和測試取樣分布不合理

在對工程的沿途進行巖土勘察的過程中，要求勘察人員對勘探任務以及勘探節(jié)點的選取進行合理有效的布置。因為我國相關法律法規(guī)規(guī)定，要求建設工程在進行實際勘察的過程中依據(jù)總勘察的距離設計出勘察坐標，并將勘察的節(jié)點明確的標注在坐標上，同時還要在節(jié)點旁添加實際勘察過程中的實際位置以及勘探深度等信息。但是在實際的巖土勘察過程中，因為測試取樣的各個環(huán)節(jié)均沒有嚴格的控制指標，以及勘探人員沒有按照相關文件規(guī)定的方式來進行勘察，因此導致勘察的數(shù)據(jù)與實際的結(jié)果不具有可靠性[2]。

2.2巖土勘察測試手段方法缺乏創(chuàng)新

目前，建設工程在進行巖土勘察工作時，所使用的勘察技術與設備等都比較老舊。特別是在實際的巖土勘察過程中，勘探人員沒有將施工手段與使用的儀器相融合，導致在勘探過程中勘探手法與設備不相匹配，導致勘探工作難以進行，且勘探出的數(shù)據(jù)不能夠為邊坡支護設計提供數(shù)據(jù)支持。同時，不合理的勘探手段不但會影響巖土勘探結(jié)果的真實性，而且還會在一定程度上增加勘探的工作量，影響整體工程的工期。

2.3巖土勘探分類和描述準確性欠缺

我國有關部門對巖土勘察工作的規(guī)定中明確指出，在進行實際的巖土勘察工作中，應對勘察的巖石和土質(zhì)的實際光澤、堅硬程度等都要進行明確的描述。通過這種手段就可以使勘探工作能夠在實際工作過程中，對相關數(shù)據(jù)進行規(guī)范。但是以現(xiàn)階段我國部分巖土勘察企業(yè)而言，存在勘探工作處理不充分的問題，很多參考資料都還是傳統(tǒng)老舊的資料，這就會造成勘探工作對實際巖土描述的真實可靠性不強，導致在一定程度上影響巖土工程的勘察質(zhì)量，進而影響勘探工作的下一步設計[3]。

3、邊坡巖層結(jié)構面剪切試驗

為更好探究巖土勘探工作以及勘探數(shù)據(jù)對邊坡支護工作的影響，以下實驗均以某工程實例數(shù)據(jù)為例進行分析。

3.1邊坡巖土剪切試點選取

在該施工現(xiàn)場，施工企業(yè)使用大型剪切試驗的方法對沿途的巖土進行勘探，工作對技術的要求體現(xiàn)在試驗點需表現(xiàn)出區(qū)域。同時，也要對試驗開展的可行性進行分析，根據(jù)初步勘探結(jié)果設計出試驗方案，該工程區(qū)域的巖性組合成分主要由砂巖、夾泥巖以及泥巖組成。因此，實驗應當選取3個試驗要素，對現(xiàn)場的砂巖、夾泥巖、泥巖的地層進行天然狀態(tài)下和飽和狀態(tài)下的剪切試驗。

3.2應力確定

因為此實驗的主要目的是檢測巖土的實際結(jié)構和承力效果，所以該試驗的加載最大應力應為巖土順層邊坡區(qū)上部受到的巖體自重力的1.3倍，并且試驗還應考慮巖體強度以及檢測設備的實際測量精度，確保試驗設計的最大荷載力與試驗結(jié)果不會遭到破壞。結(jié)合實際情況將檢測巖土的粘聚力設定為c、內(nèi)摩擦角的值設定為φ，并預估試驗巖土的實際抗剪強度，從而制定科學合理的剪切荷載加載方案[4]。

3.3現(xiàn)場大型剪切試驗結(jié)果分析

根據(jù)該試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，該施工區(qū)域的巖層組合試樣強度的峰值為20%～68%。天然狀態(tài)下，夾泥巖的巖性強度變化最大，其際峰值強度約為27%；在飽和狀態(tài)下，泥巖的巖性強度變化最小，其峰值強度約為68%?，F(xiàn)場巖土大型剪切試驗結(jié)果見表1。

由表1數(shù)據(jù)可以得出，該地區(qū)的巖土無論是天然狀態(tài)下還是飽和狀態(tài)下，不同巖層的實際抗剪強度基本可以滿足砂巖>砂夾泥巖>泥巖的規(guī)律。因此該工程需要著重按照實驗數(shù)據(jù)進行邊坡支護設計[5]。

4、依據(jù)勘探數(shù)據(jù)進行邊坡支護優(yōu)化設計

4.1計算穩(wěn)定性力學參數(shù)

同樣以上述以某工程實例數(shù)據(jù)為例進行分析，該工程的邊坡治理工程為典型的斷面邊坡，通過計算邊坡的實際力學參數(shù)來預估邊坡設計的穩(wěn)定性。在該工程的邊坡治理現(xiàn)場隨機選取滑帶巖土和滑體巖土各10例進行實驗。進過科學的實驗結(jié)果分析得出，滑體巖土的實際抗剪強度參數(shù)為：自然重力下能夠承受20.27kPa，飽和重力下能夠承受18.98kPa，天然狀態(tài)下內(nèi)摩擦角為14.91°，飽和狀態(tài)下內(nèi)摩擦角為13.74°；而滑帶巖土的實際抗剪強度參數(shù)為：自然重力下能夠承受16.45kPa，飽和狀態(tài)下能夠承受15.67kPa，天然狀態(tài)下內(nèi)摩擦角為8.78°，飽和狀態(tài)下內(nèi)摩擦角為9.37°。并且通過結(jié)合實驗結(jié)果分析，設定出該目標邊坡的實際力學參數(shù)穩(wěn)定性，具體如表2所示。

4.2邊坡穩(wěn)定性分析

為檢測該工程的邊坡支護能力在實際施工中的使用效果，對該邊坡支護的前后穩(wěn)定數(shù)據(jù)進行科學的對比分析。將該邊坡的水平方向、豎直方向以及總位移的折減系數(shù)進行統(tǒng)計，并制作支護前后的特征數(shù)據(jù)位移曲線圖，如圖1和圖2所示。

通過圖1可以發(fā)現(xiàn)，該邊坡支護前的折減安全系數(shù)為1.26，處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)，但局部還是存在著一定程度的不穩(wěn)定區(qū)。由圖2可以發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域邊坡的折減安全系數(shù)能夠提高到1.90，因此通過該實驗表明，進行科學的巖土勘探工作能夠有效的為邊坡支護提供良好的巖土數(shù)據(jù)，并使邊坡支護工作發(fā)揮出最大的效果[7]。

結(jié)語：

綜上所述，巖土勘察工作是邊坡支護設計的重要前提。針對現(xiàn)階段仍存在的勘探設計脫節(jié)、勘察手段單一、勘察深度不足等問題，需要施工企業(yè)加大對勘察與設計人員的管理，利用科學的手段改善巖土勘探技術，進而彌補勘探行業(yè)的技術空缺，使勘探工作在可以滿足勘察深度的條件下，能夠靈活選用合適的勘察手段對巖土進行勘探，從而提升勘察工作的準確度，促進邊坡支護工程以及巖土勘探行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

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