简谈边坡失稳处治措施

简谈边坡失稳处治措施毛鸿镇江市路桥工程总公司212001摘要：本文从边坡防护技术的现状开始，谈到了边坡面临的现实条件和边坡病害的原理。在此基础上介绍了几种边坡失稳处治的类型以及其优缺点和适用情况。最后总结边坡失稳处治要根据工程特点、施工条件、经济水平来衡量选用。关键词：边坡稳定性，挡土墙，抗滑桩随着人口的增长和土地资源的开发，人类工程活动规模的不断扩大和场区工程地质条件的限制，因边坡失稳引起的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害给人们的生命和财产带来了巨大损失，边坡的稳定性问题日益突出。目前，边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务，对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。它涉及公路边坡、高层建筑基坑边坡、铁道边坡、水电工程边坡、矿山开采工程边坡等。在工程施工过程中，边坡稳定与加固一直是影响工程质量与进度的关键因素，我国在边坡稳定性分析与评价、滑坡的预测预报以及边坡的工程治理技术等方面都取得很大的进展，边坡工程理论研究作为解决工程问题的基础，我们应该给以极大的重视。1.边坡稳定性概述边坡稳定性是指在各类工程结构实体中，边坡受到对工程可靠度，安全度以及经济效益能产生的影响因素下，其稳定性发生的相应变化，工程结构实体由于表面倾斜，在自身重量及其它外力共同作用下，整个实体结构都有从上向下滑动的趋势，如果实体结构体内部某一表面的滑动力超过结构实体抵抗滑动的能力，就会发生滑坡。边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。我国高速公路以其特有的优势成为重要的交通手段，因其线形、纵坡等方面的约束需要，高填深挖路基较多，由此产生的各类边坡，如加固和防护措施不得力，极易引发各种边坡病害。如何对开挖后的边坡进行合理的稳定性评价和加固成为高速公路建设中的一个难题。影响边坡稳定的因素很多，总的归纳起来可分为两大类，即:自然因素和人为因素。公路是特殊的带状构造物，每条公路都要穿越很多地区，由于受地质构造和地形条件等因素的影响，每一个小区域都有不同的地质和气候条件，云南更显得突出。所以，影响边坡稳定的自然因素包括下列几方面，即:地质、地形、气候和水文条件等四个方面。同时一条公路的建设和使用管理，都是由人去实现的，根据建设程序和内容，并结合已建公路的情况看，影响边坡稳定的人为因素可归集为下列三个方面，即:设计因素、施工因素和养护管理因素。2.边坡现状及病害边坡可分为自然边坡和人工边坡，边坡工程一般指人工边坡，是一种把自然边坡经人工填筑或开挖形成的工程地质体。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等，一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。边坡工程涉及领域很宽，不同行业的边坡工程各具特色。对单个边坡而言，公路边坡一般线长点多，地质条件种类多，情况复杂，安全度要求高。坡高相对较矮，坡度略缓，一般直接开挖于地表，其坡高通常为几米至几十米，百米以上高边坡并不多见。边坡病害的类型主要有滑坡、崩塌、泥石流、错落、流坍、冲刷、剥落等，其中滑坡和崩塌比较常见。2.1.滑坡滑坡一般指斜坡(小于30°)或边坡(人工斜坡)上的岩土体在重力作用下沿一定的软弱面向下前方整体滑动的现象。在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。人工填筑物滑坡常常由于坡脚地基软弱，或在雨水长期冲刷下导致填土滑移，这在软基地区以及山区填方都有发生；而最为常见的还属山区的挖方滑坡。一般讲，滑坡按形成原因可分为自然滑坡和工程滑坡；对于地质勘察揭示的滑坡，公路选线一般考虑绕避的原则，受其它条件限制不得不通过时，往往会采取加固措施；而涉及公路的滑坡，可分为施工建设期发生的和公路建成运营后发生的滑坡，施工期滑坡往往是由于人为切割山体，导致山体边坡下部形成临空，在爆破、降雨、冻融等外力因素的不利影响下，边坡岩土属性趋向软化或坡体发生蠕变，从而产生滑坡。同时极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。2.2崩塌崩塌一般指陡坡(大于30°)或边坡(人工斜坡)上岩土沿残积层中的裂隙和下伏风化较浅的岩层或软弱面瞬间脆性破坏的现象。崩塌病害的发生更具突发性，在公路施工期和运营期均可能产生。东部沿海地区，在台风季节曾发生边坡崩塌事件，导致公路临时封闭处理近二个月，相应路段的地方道路车辆负荷猛增，常常发生交通拥挤堵塞现象，对地方经济、物流运输、人们出行造成很大影响。3.处治措施高速公路边坡处治类型，根据滑坡产生的原理，边坡加固工程的技术途径主要有减少滑坡下滑力或消除下滑因素、增加滑坡阻滑力或增加阻滑因素两种。边坡加固工程须贯彻顺应性与协调性原则，充分利用稳定状态的自然条件，改造那些处于非稳定状念的自然条件，使之处于新的稳念。结合滑坡地形、水文地质条件、滑坡形成机理及发展阶段，因地制宜采用一种或多种措施达到防止滑坡灾害的产生或治理己发生的滑坡灾害的目的。病害边坡治理方法，按所起作用可分为两种：一种是边坡整体稳定，仅对表部或局部出现的变形破坏采取的防护措施；另一种是边坡整体不稳定，为消除或减少不稳定因素，增强边坡稳定而采取的整治工程措施。对于滑动变形边坡，破坏的基本原因是力学平衡条件被破坏，滑动力大于抗滑力。因此，增加抗滑力，减少滑动力，使二力平衡是防止破坏的关键。这种方法主要是通过削坡、减重、反压、设置抗滑挡墙和抗滑桩等措施，消减推动滑坡产生区的物质和增加阻止滑坡产生区的物质，即通常所谓的砍头压脚，或减缓边坡的总坡度，即通称的“削方减载”。此种方法技术上简单易行且加固效果好，特别适用于滑面深埋的滑坡。3.1.抗滑桩抗滑桩是易滑坡路段防护应用最广泛的方法。边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似，但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件；但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外，桩径较小时人工作业面困难。3.2.抗滑挡土墙抗滑挡土墙是目前整治中小型滑坡应用最为广泛而且较为有效的措施之一。对于小型滑坡，可直接在滑坡下部或前缘修建抗滑挡土墙；对于中、大型滑坡，抗滑挡土墙常与排水工程、刷土减重工程等措施联合运用。其优点是山体破坏少，稳定滑坡收效快。尤其对于由于斜坡体因前缘崩塌而引起的大规模滑坡，会起到良好的整治效果。抗滑挡土墙所抵抗的是滑坡体的剩余下滑力，较一般挡土墙主要抵抗的主动土压力大。因此，为满足其稳定性要求，将墙面坡度采用1:0.3～1：0.5，甚至缓至1：1，有时甚至将基底做成倒坡[3]。在公路路堑边坡防护工程中,大量的挡土结构得到了广泛应用。挡土墙按断面的几何形状及特点，常见的形式有：重力式、锚杆式、土钉墙、悬臂式、扶臂式、柱板式和竖向预应力锚杆式等。各种挡土墙都有其特点及适用范围,在处理实际挡土工程时,应对可能提供的一系列挡土体系的可行性作出评价,选取合适的挡土结构型式,做到安全、经济、可行。3.3.抗滑挡土墙岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重，节约了工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的社会效益和经济效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用，例如以下几种情况：①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡，以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ，Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护，一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙等等。3.4.加筋土加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比，加筋边坡和加筋挡土墙的特点有：结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点，目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。随着注浆技术和相关技术的迅速发展，注浆在边坡加固与防护中应用相当广泛。注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要。注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽略其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。结论:边坡失稳的防治，首先要根据边坡的水文工程地质特点，分析影响边坡变形破坏的因素，抓住重点，因地制宜，综合考虑，制定出切合实际的防治设计方案，同时严格掌握科学合理的施工方法，才能达到彻底根治病害边坡的目的，为工程的顺利进行和构造物的安全运行提供可靠的保障。参考文献：[1]彭小云，张婷，秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.P2-15[2]杨航宇.公路边坡防护与整治[M].北京.人民交通出版社.2001.P9-13[3]赵明阶.何光春等.边坡工程处治技术[M].北京.人民交通出版社.2003.P3-6[4]郭长庆.梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京.中国建筑出版社.2007.5.P2-15[5]刘卫东.浅析高速公路高边坡加固方法[J].交通标准化.2008,P1[6]陈增新.高速公路高边坡加固的设计方法[J].中国科技信息.2008.P13