■魏欣欣

（廣東有色工程勘察設(shè)計院　廣東　廣州　510080）

基于高邊坡巖土工程設(shè)計方案的分析

■魏欣欣

（廣東有色工程勘察設(shè)計院廣東廣州510080）

目前巖土工程的建設(shè)面臨著非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，巖土工程就現(xiàn)在的技術(shù)來說是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，因?yàn)閹r土的組成成分復(fù)雜且容易受到環(huán)境的影響，很難對其處理，技術(shù)人員不能通過一些模型來精確的獲得它的性質(zhì)與狀態(tài)。巖土工程建設(shè)最大的問題就是巖土邊坡穩(wěn)定性的問題，所以怎么作出合理科學(xué)的應(yīng)對措施也是很重要的問題，尤其是高邊坡的穩(wěn)定性，因此技術(shù)人員應(yīng)該努力地研究巖土邊坡問題的解決辦法，本文通過施工經(jīng)驗(yàn)實(shí)踐對此問題進(jìn)行分析得出一些巖土工程邊坡設(shè)計方案。

巖土工程設(shè)計方案高邊坡

0　序言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的地下建筑涌現(xiàn)出來，這就要熟悉的掌握一些有關(guān)專業(yè)知識，通過長時間的施工經(jīng)驗(yàn)來積累一些處理問題的方法。隨著巖土工程必須越來越成熟，隨之而來的問題就是巖土的處理問題，巖土邊坡的穩(wěn)定性問題就是一個嚴(yán)峻的問題，我將通過介紹邊坡穩(wěn)定的評以及邊坡穩(wěn)定的影響因素來進(jìn)行分析。

1　邊坡的分類

邊坡按構(gòu)成成分一般分為三類:（1）土體邊坡，地質(zhì)主要是由殘積土坡積土構(gòu)成。（2）巖體邊坡，主要由巖石構(gòu)成。（3）巖土混合邊坡，它是由土和巖石混合構(gòu)成。

2　設(shè)計高邊坡巖土?xí)r要注意的問題

所謂巖土高邊坡是土質(zhì)邊坡在二十米以上時稱為高邊坡，大于高度三十米巖質(zhì)邊坡也稱為高邊坡，為了作出高質(zhì)量的高邊坡巖土工程設(shè)計方案就要高清楚高邊坡穩(wěn)定性的條件，最后才能探討高邊坡設(shè)計問題。

2.1高邊坡穩(wěn)定性的評價辦法

2.1.1影響邊坡穩(wěn)定性的因素

（1）影響土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性主要有以下幾方面，外界作用力，如地震等不可抗力，邊坡坡度，土質(zhì)邊坡存在自身穩(wěn)定坡度，一旦人工開挖影響形成臨空面即容易坍塌；靜止水壓力的作用也會產(chǎn)生影響，當(dāng)基坑或者大壩中地下水產(chǎn)生的滲透力也可以對邊坡平衡進(jìn)行影響。水的滲流會造成巖體出現(xiàn)空腔結(jié)構(gòu)，使得巖體坍塌導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低，從而影響工程質(zhì)量。

（2）影響巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性與如下因素有關(guān)，地質(zhì)特點(diǎn)和地下巖層的性質(zhì)以及地形特征，比如坡體是砂巖層，主要表現(xiàn)為巖石的侵蝕風(fēng)化會產(chǎn)生表面覆蓋的砂巖滑落，分化程度的不同會導(dǎo)致巖石出現(xiàn)空心的問題，在腔體內(nèi)上表面覆蓋一層巖石，并且很容易出現(xiàn)塌陷形成有安全事故的巖體，就像重慶的虎頭危巖。還有石灰?guī)r體，由于它的性質(zhì)是含有是夾層順向坡出現(xiàn)滑動失穩(wěn)，嚴(yán)重時會造成巖體發(fā)生塌陷，巖石破碎等事故，比如重慶的雞尾山的崩滑體如圖（1）。

圖1　雞尾山的崩滑體

除了巖體本身的性質(zhì)以外，也會受到外界因素的影響，如氣候條件以及地震，火山等一些地質(zhì)災(zāi)害，除此之外還有不合理的開挖和堆截等人為因素。所以在施工時一定要注意人為的一些破壞，盡量避免這種問題的發(fā)生，將危險出現(xiàn)的可能性降到最小。

2.1.2對高邊坡穩(wěn)定的判定標(biāo)準(zhǔn)

高邊坡有如下四個穩(wěn)定等級：

（1）穩(wěn)定邊坡，邊坡的形態(tài)和邊坡傾斜角度都滿足巖土強(qiáng)度，也不存在附近的空腔結(jié)構(gòu)，地下水不存在坡體處，整體和局部的穩(wěn)定性都滿足要求，并且穩(wěn)定系數(shù)比項(xiàng)目安全等級系數(shù)還要高。

（2）基本穩(wěn)定邊坡，在這種穩(wěn)定等級下，邊坡穩(wěn)定基本符合穩(wěn)定邊坡的要求，只是在一些坡體中會出現(xiàn)溝壑或者小石塊掉落的現(xiàn)象。

（3）欠穩(wěn)定性邊坡，從整體方向來看，坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是少數(shù)部分地區(qū)坡度比較大，要比巖土穩(wěn)定角更加陡峭，因?yàn)槭艿讲焕诜€(wěn)定因素的影響，巖體性質(zhì)不具備很高的強(qiáng)度，存在臨空結(jié)構(gòu)，會出現(xiàn)局部地區(qū)的坍塌現(xiàn)象。

（4）不穩(wěn)定邊坡，【如圖2】巖體已經(jīng)不能保持平衡，邊坡的形狀和傾斜角度都沒有達(dá)到穩(wěn)定邊坡的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的要求，當(dāng)在一些舊的滑坡上進(jìn)行施工作業(yè)時會導(dǎo)致坡體的復(fù)活，產(chǎn)生嚴(yán)重的空體結(jié)構(gòu)，巖體會產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象，在進(jìn)行挖土施工時整體已經(jīng)失去平衡，穩(wěn)定小于標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定系數(shù)1.0。

圖2　某鄉(xiāng)道邊坡

2.1.3需要穩(wěn)定評價的邊坡

在實(shí)際施工過程中，需要對一些處于特殊地里位置的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性監(jiān)測，比如已經(jīng)選好的用作建筑施工的有自然斜坡的地方，在開挖和填土的施工過程中出現(xiàn)的，必須要進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算的邊坡，在施工過程中對工程建設(shè)存在安全威脅的邊坡。

2.1.4高邊坡穩(wěn)定評價的策略

一般情況下，施工人員會利用力學(xué)知識對邊坡穩(wěn)定程度進(jìn)行評價，比如力學(xué)平衡計算法，這樣才能得出邊坡土體抗剪穩(wěn)定情況，并且能計算出被加固工程的承受力。有限元強(qiáng)度折減法目前在國內(nèi)外備受關(guān)注，在邊坡穩(wěn)定分析中得到肯定，隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家對有限步長迭代法中初始步長及他的調(diào)整系數(shù)的取值做了一系列的研究，使得有限元法適合于邊坡工程。我們還應(yīng)繼續(xù)發(fā)展和完善現(xiàn)在的理論和方法，深入研究有關(guān)方法使它適用性更強(qiáng)，更加有助于高邊坡巖土工程的設(shè)計。

3　高邊坡巖土工程設(shè)計的一些經(jīng)驗(yàn)

（1）混凝土噴射維護(hù)【如圖3】施工，要用在適合此種方法的邊坡中，不能用在存在裂縫以及烈度的邊坡以及對環(huán)境要求較高的邊坡，由于此種方法不具有美化作用，表面不夠美觀，與周圍的環(huán)境不相稱。另外地下水的滲透作用，如果地下水在混凝土面層出現(xiàn)向下滲流的現(xiàn)象，就會將混凝土下面的顆粒較小的砂料沖走，形成滲流通道，隨著滲流作用的反復(fù)進(jìn)行會使得空隙越來越大，導(dǎo)致土體疏松，造成水土流失和侵蝕的現(xiàn)象，影響到混凝土面層正常工作性能的發(fā)揮，造成一些不必要的損失。

圖3　混凝土噴射維護(hù)

（2）在進(jìn)行巖體邊坡的挖掘施工時，會對一些巖體的構(gòu)造及穩(wěn)定產(chǎn)生影響容易造成事故，比如一些散體狀態(tài)的結(jié)構(gòu)和碎小的沙狀結(jié)構(gòu)等，現(xiàn)如今施工組織大多使用爆破技術(shù)來進(jìn)行挖掘工作，配合一些巖體性質(zhì)在爆破時會產(chǎn)生大事故，所以必須要對其加以控制。而且在進(jìn)行邊坡設(shè)計時，要考慮到各種類型巖體的坡度要控制在一個標(biāo)準(zhǔn)的要求范圍之內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)要求坡度0.3，嚴(yán)格對碎石和巖體坍塌的現(xiàn)象進(jìn)行控制，避免因?yàn)楸ǖ恼饎訋淼奈：Α?/p>

（3）在進(jìn)行邊坡支護(hù)設(shè)計的過程中，要考慮到所有對施工不利的因素，提前做好應(yīng)對措施，比如在選擇了用格構(gòu)式錨桿擋土墻如圖（4）的方式進(jìn)行施工時，要分別從各個層面入手，當(dāng)然這種做法存在很大的困難，例如豎直方向格構(gòu)梁的鋼筋無法有效地聯(lián)系在一起，解決這個問題的方法如下：可以把邊坡分級設(shè)計，一般不超過10m一級，每級邊坡設(shè)置一個平臺，施工人員在進(jìn)行施工時要按照不同的級別作業(yè)，從上至下，分級分段施工。

圖4　格構(gòu)錨桿支護(hù)

5　總結(jié)

巖土工程與我們的生活息息相關(guān)，并且?guī)r土工程建設(shè)面臨著巨大挑戰(zhàn)，尤其是高邊坡巖土工程問題，隨著長時間的施工經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，人們已經(jīng)對許多問題作出了較好的解決辦法。在實(shí)際設(shè)計當(dāng)中要注意巖體的特點(diǎn)以及產(chǎn)生不利影響的因素，綜合考慮各方面因素處理好水的問題以及邊坡個土層特點(diǎn)巖石傾角等因素，有針對性治理。

[1]黃潤秋著；《巖石高邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)分析》，北京出版社，2012,12

[2]徐光黎著《邊坡工程極限狀態(tài)設(shè)計法的理念與問題》，2014,04

[3]劉松玉著《環(huán)境巖土工程》中國建材工業(yè)出版社，第一版

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-473-2