試論邊坡的分類(lèi)及防護(hù)方法

吳章群，姜云秀（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都610000）

試論邊坡的分類(lèi)及防護(hù)方法

吳章群，姜云秀（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都610000）

邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題一直是人們多關(guān)注的話題，尤其是在工程建設(shè)中，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性要求會(huì)更高。本文首先對(duì)邊坡的分類(lèi)和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，同時(shí)結(jié)合具體的實(shí)際情況采用不同的加固方法。實(shí)踐證明，有針對(duì)性的邊坡防護(hù)方法可以達(dá)到很好的防護(hù)效果。本文的目的是為大家提供參考，不足的地方希望大家給與諒解。

邊坡類(lèi)型；穩(wěn)定性；防護(hù)措施

1 邊坡的分類(lèi)

邊坡的定義我們可以理解為：土層或者巖層在自然重力下形成的具有不同傾斜度的截面，也可以在人為作用下形成。不同的專(zhuān)業(yè)、不同的學(xué)科對(duì)邊坡的形式理解也會(huì)不一樣。比如，建筑工程對(duì)地基的施工環(huán)節(jié)中，需要依據(jù)地質(zhì)情況、高差以及經(jīng)濟(jì)等因素采取適當(dāng)?shù)膰鷵踔ёo(hù)措施使基坑處于穩(wěn)固狀態(tài)，便于基坑施工以及提高基坑的穩(wěn)定性；對(duì)一塊起伏不平的場(chǎng)地進(jìn)行平整修理，在平整的過(guò)程中，逐漸形成平面，使四周與原來(lái)的地形形成一定的高差；在公路建設(shè)過(guò)程中，公路自身的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求以后，需要在公路兩側(cè)與原來(lái)的地面形成一定坡度的坡面。

這些邊坡形式在我們?nèi)粘Ｉ钪卸寄茈S處見(jiàn)到。

邊坡不僅出現(xiàn)在地質(zhì)環(huán)境中，而且在很多工程建筑中也需要用到，所以它的形式和特征是不同的，依據(jù)研究的對(duì)象和研究的目的以及工程的不同需要，下面我們把邊坡進(jìn)行不同的分類(lèi)：

（1）成分不同進(jìn)行分類(lèi)。依據(jù)邊坡成分不同可以分為土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡。我們對(duì)土質(zhì)邊坡研究的會(huì)比較多一些，把它有具體分為黃土類(lèi)型的邊坡、堆填土類(lèi)型的邊坡、粘質(zhì)土類(lèi)型的邊坡等。

（2）結(jié)構(gòu)分類(lèi)。按照結(jié)構(gòu)分類(lèi)需要考慮很多因素，種類(lèi)也會(huì)非常多，比如，層狀結(jié)構(gòu)類(lèi)型的邊坡，通過(guò)進(jìn)一步的研究它還可以分為單、雙層結(jié)構(gòu)邊坡，內(nèi)、外斜層結(jié)構(gòu)邊坡等形式。結(jié)構(gòu)形式不同的邊坡其它的還有散體結(jié)構(gòu)邊坡以及塊狀結(jié)構(gòu)邊坡等。

（3）成因分類(lèi)。依據(jù)形成原因可以分為自然邊坡和人為邊坡。自然邊坡一般是江河湖?；蛘呤巧狡掳哆呅纬傻倪吰?，比如，剝蝕性的邊坡或者是侵蝕性的邊坡等。

（4）高度分類(lèi)。按照邊坡的高度可以分為超高邊坡、高邊坡、中高邊坡以及低邊坡。超高邊坡：對(duì)于巖質(zhì)的邊坡高度要求是30m以上，對(duì)于土質(zhì)邊坡的高度要求是15m以上；高邊坡：巖質(zhì)坡高在16～30m，土質(zhì)坡高在11～15m；中高邊坡：巖質(zhì)坡高在9～15m，土質(zhì)坡高在6～10m；低邊坡：巖質(zhì)坡高小于等于8m，土質(zhì)坡高小于等于5m。

（5）邊坡變形以及特征分類(lèi)。依據(jù)邊坡的變形程度可以分為推移形式和牽引形式，這兩種形式在宏觀上體現(xiàn)了邊坡的變形程度以及受力情況，簡(jiǎn)單實(shí)用。

（6）土體的運(yùn)動(dòng)特征分類(lèi)。我國(guó)的鐵道部門(mén)依據(jù)這種特征將邊坡分為：巖層堆積、墜石邊坡、滑動(dòng)邊坡以及泥石流坡面等。

（7）是否穩(wěn)定進(jìn)行分類(lèi)。依據(jù)邊坡是否穩(wěn)定性可以分為穩(wěn)定坡、不穩(wěn)定坡以及已失穩(wěn)坡。這種分類(lèi)方法需要根據(jù)有關(guān)的運(yùn)算來(lái)確定其穩(wěn)定系數(shù)，但在實(shí)際的計(jì)算中，不同的專(zhuān)業(yè)以及不同的環(huán)境條件對(duì)系數(shù)的取值會(huì)有差別，所以，也沒(méi)有嚴(yán)格的界限。

（8）依據(jù)邊坡和巖層的走向分類(lèi)?？梢苑譃轫樝蜻吰?、斜切邊坡、切向邊坡以及逆向邊坡。其中順向邊坡是指坡面傾向和巖層傾向保持一致或者兩者走向的夾角小于15°；斜切邊坡是指坡面走向和巖層走向的夾角在15～30°之間；切向邊坡是指坡面走向和巖層走向的夾角在30～90°之間；逆向邊坡是指坡面傾向和巖層傾向相反。

（9）按照時(shí)間分類(lèi)。依據(jù)使用時(shí)間可以分為臨時(shí)性邊坡（一般不超過(guò)兩年）和永久性邊坡（使用時(shí)間為兩年或者兩年以上）。

（10）依據(jù)截面形狀分類(lèi)。依據(jù)截面形狀可以分為臺(tái)階式邊坡、豎直型邊坡和斜式邊坡。

以上這些只是我們經(jīng)常見(jiàn)到的邊坡分類(lèi)方法，在實(shí)際的研究中，邊坡形成的因素會(huì)很多，涉及的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)也很多，一個(gè)邊坡甚至還包含好幾種形態(tài)。因此，對(duì)邊坡的分類(lèi)研究要具體問(wèn)題具體分析，對(duì)邊坡要充分的了解，對(duì)以后邊坡工程的設(shè)計(jì)以及施工處理具有重要的指導(dǎo)意義。

2 邊坡的防護(hù)方法

邊坡的穩(wěn)定性非常重要，因此，需要對(duì)邊坡采取一定的防護(hù)措施。邊坡防護(hù)主要包括支擋結(jié)構(gòu)防護(hù)和坡面防護(hù)兩類(lèi)，每種類(lèi)型又有不同的防護(hù)方法，下面我們就對(duì)各種方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

2.1 支擋結(jié)構(gòu)防護(hù)

邊坡的支擋結(jié)構(gòu)中常用的就是擋土墻，用來(lái)對(duì)天然或者人工形成的邊坡進(jìn)行防護(hù)的垂直結(jié)構(gòu)，擋土墻可以很好的抵抗土層壓力，防止土層出現(xiàn)變形或者坍塌現(xiàn)象。依據(jù)擋土墻的施工方式不同和它的強(qiáng)度大小，一般有柔性和剛性擋土墻兩種，但是，我們經(jīng)常采用的擋土墻形式主要有以下這幾種：

（1）重力式擋土墻。這種邊坡支護(hù)方式是目前我國(guó)普遍使用一種方式，它是依靠自身重力來(lái)抵抗土體的壓力，使自身保持穩(wěn)定。它的優(yōu)點(diǎn)是原理不是很復(fù)雜、施工快速便捷、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、就地取材，可以達(dá)到理想的邊坡支護(hù)效果，在公路、鐵路工程、水利橋梁工程、礦山工程等的邊坡施工中被廣泛應(yīng)用。

（2）懸臂式（扶壁式）擋土墻。這種形式的支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于輕型結(jié)構(gòu)物，需要用到鋼筋混凝土，它是依靠墻體自身的重量和填土的重量使自身保持穩(wěn)定。它的特點(diǎn)是施工結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，、施工快速便捷、材料的強(qiáng)度非常高、性能非常好，可以適應(yīng)基坑強(qiáng)度比較低的基礎(chǔ)。缺點(diǎn)是水泥和鋼材的使用量會(huì)比較多，會(huì)增加一定的施工成本。

（3）加筋土擋土墻。這種形式的支護(hù)結(jié)構(gòu)是利用填土、砌塊以及拉帶組成的加筋土來(lái)抵抗土體的側(cè)向壓力，屬于柔性構(gòu)筑物，可以適應(yīng)地基的微小變形，也是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是節(jié)約用地、成本低、良好的經(jīng)濟(jì)效益、施工簡(jiǎn)單快速等。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)可以做的很高，不需要很大的地基承載能力，一般適應(yīng)于高填土的邊坡支護(hù)。它最好不要應(yīng)用在地形陡峭的山坡、地震在八級(jí)以上的地區(qū)、嚴(yán)重腐蝕的環(huán)境中、浸水環(huán)境中等。

（4）錨桿擋土墻。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)將錨固定在土層中，依靠錨桿提供的拉力來(lái)防止土層出現(xiàn)位移和變形，利用擋板以及立柱抵抗土體壓力，使其坡面保持穩(wěn)定。它可以為山體邊坡作支擋結(jié)構(gòu)，也可以用在地下工程的臨時(shí)支撐。它的特點(diǎn)是施工占地少，可以減小地基開(kāi)挖面積。一些開(kāi)挖工程的邊坡不需要內(nèi)支撐，以加大工作面方便施工。

（5）網(wǎng)箱擋土墻。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新型的擋土墻也就是網(wǎng)箱擋土墻。它是將很多個(gè)籠子一層一層的堆積起來(lái)形成擋土墻，這些籠子是由鋼絲制成的，其剛度非常強(qiáng)，而且籠子里面會(huì)裝有大量的石塊，以增加自身重力，這樣可以很好的抵抗土層的變形，石塊之間會(huì)有一些縫隙，當(dāng)受到外界強(qiáng)烈壓力時(shí)，石塊會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)以減輕這種突發(fā)壓力。所以，這種結(jié)構(gòu)形式可以有很好的變形能力。

2.2 坡面防護(hù)

（1）坡面抹漿法。這種方法在坡面抹上一層灰漿或者其他材料。對(duì)于容易風(fēng)化的軟巖石邊坡非常適用，邊坡要處于干燥狀態(tài)下才可以采用這種方法，不能被地下水侵蝕，對(duì)坡面的形狀、平順度以及坡度沒(méi)有限制。

（2）灌漿法。這種方法一般用于堅(jiān)硬容易風(fēng)化的巖石邊坡或者沒(méi)有遭到嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡，使坡面不會(huì)被破碎，也可以用在干燥的、地下水沒(méi)有發(fā)育的邊坡。

（3）漿砌片石護(hù)墻。這種方法適用于容易破碎的巖石地段，對(duì)于一些云母巖層或者綠泥片巖層也可以采用這種方法，對(duì)巖石坡面可以起到很多好保護(hù)作用，但是使用這種方法要確保邊坡本身是穩(wěn)定的。

（4）噴錨支護(hù)。這種方法是由錨桿、圍巖以及混凝土噴層共同構(gòu)成，將水泥混凝土注入巖層中，與金屬錨桿聯(lián)合起來(lái)共同加固巖石邊坡。這種方法可以把一定厚度的圍巖的承載能力進(jìn)一步加強(qiáng)，增加了圍巖的牢固性，可以有效防止巖層的松動(dòng)和分離，具有密貼、及時(shí)以及封閉性等優(yōu)點(diǎn)。

（5）植物防護(hù)。在邊坡上種植草皮、植被、樹(shù)木等方法也可以起到加固的作用。植被防護(hù)適用于很多環(huán)境中，植物剛種植的時(shí)候?qū)吰缕鸬降姆雷o(hù)作用是比較小的，一旦植物生長(zhǎng)的旺盛，起到的防護(hù)效果就會(huì)很明顯，同時(shí)也增加的生態(tài)效應(yīng)，但是，缺點(diǎn)是植物的生長(zhǎng)不能深入到深層土壤中，對(duì)深層的土質(zhì)起不到穩(wěn)定和保護(hù)作用。因此，可以將植被防護(hù)與其他方法共同使用，充分發(fā)揮各個(gè)方法的優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到理想的邊坡防護(hù)效果。

3 邊坡防護(hù)案例

某一公路右側(cè)的邊坡在之前的施工中沒(méi)有進(jìn)行防護(hù)處理，而且坡面刷的不平整，加上長(zhǎng)期雨水沖刷，坡面破碎的非常嚴(yán)重，坡體上部穩(wěn)定性比較差，很容易造成滑塌，威脅行人、車(chē)輛安全。技術(shù)人員經(jīng)過(guò)討論，依據(jù)邊坡的現(xiàn)狀決定采用噴錨掛網(wǎng)的方式進(jìn)行防護(hù)，對(duì)邊坡頂部做截水溝。

此次邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案為：噴射的混凝土選擇C20細(xì)石混泥土，噴射厚度為15cm；錨桿選擇采用φ22鋼筋，錨桿深度為3.6m，錨桿間距采用2.5m×2.5m的梅花型布置；用1：3～1：4的水泥砂漿進(jìn)行固結(jié)；鋼筋網(wǎng)選擇φ6圓鋼，其孔眼大小選擇20cm×20cm的方孔；錨桿孔的深度要超過(guò)錨固深度20cm；頂部選擇10cm厚的混凝土預(yù)制塊水溝。

此項(xiàng)公路邊坡防護(hù)工程完工以后，對(duì)邊坡起到了很好的加固效果，公路使用幾年也沒(méi)有出現(xiàn)邊坡松動(dòng)、坡面破碎的情況，保證了公路質(zhì)量和行人安全。

4 總結(jié)

通過(guò)以上各個(gè)方面的介紹我們知道，不同的邊坡防護(hù)方法在實(shí)際的應(yīng)用中，要依據(jù)實(shí)際情況和施工技術(shù)，深入了解邊坡的類(lèi)型和特點(diǎn)，選擇合適的方法對(duì)邊坡進(jìn)行加固。在確保邊坡的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式，對(duì)提高工程施工質(zhì)量和效益具有重要意義。

[1]張堅(jiān)強(qiáng).試論邊坡預(yù)防工程的理論與實(shí)踐最新發(fā)展[J].水利水電出版社，2012（03）.

[2]賈江濤.邊坡加固技術(shù)中的預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[J].西北水電，2013（14）.

[3]張彩鳳.邊坡穩(wěn)定分析以及工程治理案例分析[J].水利水電出版社，2013（08）.

TU43

A

2095-2066（2016）22-0263-02

2016-7-10

吳章群（1969-），女，主要從事工程地質(zhì)工作。姜云秀（1965-），女，主要從事水文地質(zhì)工作。