淺談路基邊坡穩(wěn)定性分析及防治措施

吉晉榮

浙江華燁交通工程設(shè)計(jì)有限公司，浙江杭州 310000

淺談路基邊坡穩(wěn)定性分析及防治措施

吉晉榮

浙江華燁交通工程設(shè)計(jì)有限公司，浙江杭州 310000

本文結(jié)合當(dāng)前我國(guó)對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性及防治措施的研究現(xiàn)狀，對(duì)邊坡的破壞形式及其影響因素以及定性分析、定量分析兩種常用的邊坡穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行了分析；重點(diǎn)對(duì)減載，加載反壓、排水，支擋，土質(zhì)改良，以及綜合治理等邊坡穩(wěn)定防治措施進(jìn)行了探討，對(duì)開展邊坡的穩(wěn)定及防治研究具有重要的意義。

巖土工程；邊坡穩(wěn)定；邊坡防治

0 引言

在公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的建設(shè)過程中都會(huì)出現(xiàn)邊坡工程，而邊坡的穩(wěn)定性分析也是巖土工程中最重要的研究?jī)?nèi)容之一[1]。通常情況下，高速公路的路基都相當(dāng)較寬、挖填開挖的土方較大，特別是某些內(nèi)陸山區(qū)的高速公路建設(shè)，高填深挖的路基邊坡普遍存在，加之我國(guó)公路邊坡防護(hù)研究起步較晚，很多問題有待進(jìn)一步研究和探索。如何選擇合理、經(jīng)濟(jì)的邊坡防治方案，開展邊坡的穩(wěn)定及加固研究，具有重要的理論價(jià)值和工程指導(dǎo)意義。

1 邊坡的破壞形式及其影響因素分析

1.1 邊坡的破壞形式

1） 滑坡：部分邊坡巖石、土體在自身重力作用下沿著某一特定的軟弱面（帶）整體性地緩慢向下移動(dòng)的現(xiàn)象，通常可分為蠕動(dòng)變形、滑動(dòng)破壞和逐漸穩(wěn)定3個(gè)變化階段。

2） 崩塌：局部的巖（土）塊整體脫離邊坡母體，突然從較陡的邊坡上崩落下來，并順著邊坡表面翻轉(zhuǎn)、跳躍，最后全部跌入、沉積在邊坡底部的現(xiàn)象，稱為崩塌。

3） 剝落：路基邊坡的表層巖體、土體在長(zhǎng)期遭受風(fēng)化、雨水沖刷以及自身重力作用下，部分巖塊、土屑逐漸沿著邊坡下跌、滾落，并最終沉積在坡底的現(xiàn)象，即為剝落。

1.2 影響邊坡的穩(wěn)定因素

一般情況下，邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素有場(chǎng)地地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)水文條件、地貌變化，突然發(fā)生的地震作用、強(qiáng)降雨天氣等自然因素[2]；以及邊坡工程的不合理設(shè)計(jì)、施工或正常使用過程中突然加載，大量水體滲入等人為因素。

2 邊坡穩(wěn)定性分析的方法

2.1 定性分析

邊坡穩(wěn)定性的定性分析，主要是通過工程場(chǎng)地的地質(zhì)勘察，對(duì)可能對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的主要因素，邊坡可能發(fā)生的變形破壞方式以及邊坡失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)制原理等進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生較大變形的地質(zhì)土體的變形原因及其變形發(fā)展過程進(jìn)行分析，從而給出待評(píng)估分析的邊坡一個(gè)關(guān)于其穩(wěn)定性狀況及可能產(chǎn)生的變形破壞趨勢(shì)的定性說明和分析。

2.2 定量分析

關(guān)于邊坡穩(wěn)定性的定量分析，可分為不確定性分析與確定性分析兩種分析方法。其中確定性分析法主要包括有數(shù)值分析方法和極限平衡分析法；通常使用的不確定性分析法則主要有模糊綜合評(píng)價(jià)法、可靠度分析法、灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)法等。

3 邊坡穩(wěn)定防治措施

3.1 減載

邊坡減載措施主要包括削頭減載和削坡減載兩種減載方式。削頭減載方式是將邊坡上部一定區(qū)域范圍內(nèi)的邊坡土體或巖體削掉，以降低邊坡坡體的有效高度；削坡減載方式是將邊坡坡度通過削坡去土的形式逐漸放緩。這兩種邊坡減載的措施都能有效減小容易引起邊坡可能發(fā)生滑坡破壞的下滑力。一般情況下，因?yàn)榻?jīng)常受到路基附近建筑物的影響制約，邊坡坡度受到嚴(yán)格控制，通過放緩坡度的削坡防治措施難于實(shí)現(xiàn)，而削頭減載措施受到制約較少，應(yīng)用相當(dāng)較為普遍。

3.2 加載反壓

對(duì)于由邊坡前緣失穩(wěn)引起的牽引式滑坡破壞，可通過在滑坡坡體前緣修建相應(yīng)的片石跺進(jìn)行加載反壓，有效增加抗滑坡體部分自身土重，使容易失穩(wěn)的滑坡體獲得新的穩(wěn)定平衡。

3.3 排水

邊坡排水主要包括坡表排水和坡內(nèi)排水，其目的是將邊坡表面水流截流排泄，并把滑坡體內(nèi)的地下水引出坡體，有效減少滑坡體內(nèi)因長(zhǎng)期的水理作用而失穩(wěn)的現(xiàn)象。相關(guān)研究表明：絕大部分滑坡破壞是由于過于集中的水活動(dòng)（如表破地表水、坡內(nèi)地下水和雨水沖刷作用）引起的，所以，進(jìn)行路基邊坡的排水防治十分必要。

3.4 支擋

1）抗滑擋土墻：對(duì)于一般中小型的邊坡滑坡區(qū)段，可通過設(shè)置相應(yīng)的抗滑擋土墻或片石跺的方式進(jìn)行邊坡的支擋防護(hù)加固，其中重力式擋土墻應(yīng)用最普遍；對(duì)于大型的滑坡防治，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)加筋土擋土墻、錨定板擋土墻及預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索擋土墻等防治措施進(jìn)行選擇采用。

2）抗滑樁：對(duì)于部分中、深層滑坡，在用抗滑擋墻難以治理的情況下，可選擇采用抗滑樁進(jìn)行邊坡治理?？够瑯妒峭ㄟ^加強(qiáng)坡體承受側(cè)向荷載作用以防治滑坡發(fā)生的支撐物，它穿越邊坡滑體進(jìn)入滑床一定深度后進(jìn)行錨固，獲得抵抗滑坡推力的足夠抗力作用[3]。采用抗滑樁進(jìn)行邊坡加固的主要工作原理，是憑借樁身與周圍巖石或土體產(chǎn)生協(xié)同作用，將邊坡滑體產(chǎn)生的推力通過抗滑樁傳遞到滑動(dòng)面以下的穩(wěn)定滑床地層，利用滑床地層提供的強(qiáng)大錨固作用和產(chǎn)生的抵抗反力來平衡掉邊坡滑體的下推力。邊坡加固工程中采用的抗滑樁，其樁身承受的外力主要是來自樁后土體的邊坡下滑推力，其次是來自樁身前面的土體抗力。

3）框格防護(hù)：框格防護(hù)是用漿砌塊石、混凝土等建筑材料，在邊坡表層土體上形成牢固的骨架，能有效地防止邊坡坡面在雨水長(zhǎng)期的沖刷作用下形成沖溝，同時(shí)也顯著提高了邊坡坡表的粗度系數(shù)，有效減緩了雨水的流速。邊坡進(jìn)行框格防護(hù)后，雨水的沖刷一般僅局限在框格的內(nèi)部范圍內(nèi)，若采用種草防護(hù)與框格防護(hù)相結(jié)合的綜合治理方法，能大幅提高其防護(hù)效果，同時(shí)也美化了水利、公路、鐵路等設(shè)施的邊坡環(huán)境[4]。

框格防護(hù)一般多用于水利、公路等設(shè)施基礎(chǔ)的下邊坡區(qū)域，作為邊坡支護(hù)輔助性的防護(hù)措施，除對(duì)邊坡具有一定的防護(hù)支護(hù)作用外，還有對(duì)公路外觀的美化效果，特別是在互通立交的公路邊坡支護(hù)中應(yīng)用最普遍。近年來，公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境的影響問題越來越被重視，因此框格防護(hù)形式應(yīng)用越來越普遍。

4）封面防治：封面護(hù)坡主要包括抹面、捶面、噴射混凝土、噴漿等防治形式。

（1）抹面防護(hù)、捶面防護(hù)的邊坡加固方式由于其使用時(shí)間較短，在公路、鐵路的邊坡防治中應(yīng)用較少。但當(dāng)公路、鐵路等設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)置較低時(shí)，采用抹面、捶面等防護(hù)形式再合理地?fù)郊舆m當(dāng)?shù)牟葑?，既能起到工程?xiàng)目建設(shè)施工期間的邊坡防護(hù)作用，在后續(xù)的正常運(yùn)營(yíng)使用期間也能起到良好的防護(hù)和綠化效果，在今后的城郊公路、鐵路項(xiàng)目建設(shè)中可作相應(yīng)的推廣應(yīng)用。

（2） 噴射混凝土與噴漿防護(hù)的邊坡防護(hù)方式適用于邊坡易風(fēng)化、裂隙較嚴(yán)重和節(jié)理發(fā)育程度較高、坡面平整性差的巖石邊坡，進(jìn)行防護(hù)的主要作用是盡量封閉邊坡巖體存在的裂隙，阻斷雨水及坡面流水的流入、滲入路徑，從而有效阻止巖石裂隙中側(cè)向水壓的不斷滲透，防止邊坡巖石在工程建設(shè)后繼續(xù)風(fēng)化，以及邊坡不發(fā)生巖石崩坍、落石等現(xiàn)象。在公路、鐵路中應(yīng)用較廣泛的封面防護(hù)措施是噴射混凝土。噴射混凝土這種防護(hù)措施要求在混凝土內(nèi)設(shè)置菱形鋼筋網(wǎng)或高強(qiáng)聚合物土工格柵，并通過相應(yīng)的錨桿錨固措施將其固定于邊坡深層穩(wěn)定巖體內(nèi)，主要是防止混凝土硬化過程產(chǎn)生的收縮變形使其發(fā)生裂縫或剝落現(xiàn)象。

4 結(jié)論

邊坡防護(hù)治理中若僅采用單一的防治措施效果往往不夠理想，需采用多種防治措施進(jìn)行綜合治理。如清方減重與抗滑擋墻相結(jié)合，清方減重與框格防護(hù)相結(jié)合，抗滑樁與封面防治相結(jié)合等。需要特別指出的是，邊坡防治處理中排水工程措施是不可或缺的。

[1] 李惠.淺談邊坡工程的防護(hù)與加固[J].科技信息——建筑與工程，2008(22).

[2] 祝玉學(xué).邊坡可靠性分析[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993.

[3] 薛志鋒.公路邊坡常見支護(hù)方法簡(jiǎn)介[J].山西建筑，2008(26).

[4] 高俊明，劉文生.邊坡穩(wěn)定性分析與加固綜述[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品工程技術(shù)，2008(10).

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1674-6708（2010）24-0126-02