陳?。ㄙF州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司，貴州 貴陽550001）

關(guān)于高邊坡勘察設(shè)計問題的探析

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高邊坡布局形式復(fù)雜多樣，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足?？辈煸O(shè)計中要做好穩(wěn)定性分析工作，進一步提高邊坡勘察設(shè)計質(zhì)量，避免對后期工程建設(shè)造成安全隱患。結(jié)合高邊坡結(jié)構(gòu)的危害性，本文總結(jié)了邊坡穩(wěn)定性設(shè)計原則，提出切實可行的計算與設(shè)計方案。

高邊坡；勘察設(shè)計；穩(wěn)定性；方法

由于巖土結(jié)構(gòu)潛在的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致高邊坡結(jié)構(gòu)抗害能力減弱，對地表建筑造成許多不良影響，破壞了地基層及表層設(shè)施的完整性。因此，從安全角度考慮，對高邊坡進行勘察設(shè)計與穩(wěn)定性分析，有助于實現(xiàn)邊坡結(jié)構(gòu)性能的最優(yōu)化發(fā)展。

1 高邊坡的危害性

對于土質(zhì)邊坡高度大于20m、小于100m或巖質(zhì)邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡。由于高邊坡所處地質(zhì)環(huán)境的特殊性，其常面臨著諸多地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，包括：風(fēng)化剝落、流石流泥、掉塊落石、崩塌、傾倒、坍塌等，這些都會對周邊公路、住房、橋梁等設(shè)施造成嚴重性毀壞。

2 邊坡穩(wěn)定性設(shè)計分析

2.1 防護原則

邊坡穩(wěn)定性是指邊坡巖、土體在一定坡高和坡角條件下的穩(wěn)定程度?！斑吰隆笔墙煌ㄜ囕v運行調(diào)度的主要設(shè)施，基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)對邊坡結(jié)構(gòu)起到了保護作用，避免邊坡結(jié)構(gòu)受損而影響到區(qū)域的水調(diào)度效率。隨著交通工程建設(shè)快速發(fā)展，邊坡加固設(shè)計作業(yè)受到了普遍關(guān)注，按照地區(qū)規(guī)劃發(fā)展要求設(shè)計線路運行方案，實現(xiàn)了邊坡基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一體化改造。

2.2 安全原則

對于邊坡工程來說，其勘察設(shè)計對象是多種多樣的，必須要結(jié)合工程改造區(qū)域要素，提出切實可行的監(jiān)督整改機制，維持工程建設(shè)活動的有序進行。一般來說，在邊坡工程勘察設(shè)計中，重視穩(wěn)定性分析工作，進一步增強了邊坡實施的抗害性能，同時滿足了跨度區(qū)域交通運行安全指標(biāo)要求。

2.3 穩(wěn)定原則

邊坡是地面交通運行的主要載體，積極完善邊坡配套設(shè)施決定著地區(qū)交通水平。新時期國家投資地方邊坡建設(shè)，旨在幫助地區(qū)解決早期發(fā)展中遺留的交通問題。但是，由于邊坡工程建設(shè)的多樣性，邊坡項目設(shè)計質(zhì)量依舊處于落后水平，遠不及發(fā)達國家的邊坡建設(shè)標(biāo)準。從可持續(xù)發(fā)展角度考慮，我國必須及時總結(jié)邊坡建設(shè)存在的質(zhì)量問題，提出切實可行的監(jiān)督管理方案，構(gòu)建更具現(xiàn)代化的邊坡工程模式。

3 高邊坡勘察計算過程與結(jié)果

3.1 案例概述

邊界條件以貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院所設(shè)計圖紙為依據(jù)，原設(shè)計中采用的計算參數(shù)為容重γ=19kg/cm3，粘聚力c= 40kPa，φ=30。采用簡化BISHOP法得出在設(shè)計坡率及高度下，得出安全系數(shù)均達到1.20。

3.2 參數(shù)設(shè)置

本計算中條間力函數(shù)采用半正弦函數(shù)，滑動面軟件自動搜索，不產(chǎn)生拉裂紋，分配計算安全系數(shù)為常數(shù)，分為150條，安全系數(shù)最大收斂于0.000001。分條的最小深度為0.1m，最大寬度為0.1m。k63+142為最危險斷面，總計算區(qū)域面積5277m2，計算模型如圖1。

圖1 計算模型

3.3 邊坡穩(wěn)定性分析

目前，我國建筑市場呈現(xiàn)多元化發(fā)展局面，建筑項目設(shè)計存在著諸多質(zhì)量隱患，如何強化質(zhì)量關(guān)系體系是極為關(guān)鍵的。針對現(xiàn)有工程質(zhì)量監(jiān)管存在的問題，設(shè)計單位要堅持“質(zhì)量優(yōu)先”原則，在維持現(xiàn)場作業(yè)流程穩(wěn)步進行下，提出切實可行的勘察設(shè)計與管理體系。隨著工程建設(shè)規(guī)模擴大化發(fā)展，邊坡工程建設(shè)面臨著一系列的質(zhì)量問題，各種因素導(dǎo)致質(zhì)量檢驗不達標(biāo)，約束了項目投資建設(shè)的有序進行。為了更好地發(fā)揮邊坡結(jié)構(gòu)性能，必須要堅持科學(xué)的勘察設(shè)計決策，從多個方面實施勘察設(shè)計方案，為工程建設(shè)單位提供科學(xué)的指導(dǎo)方向。本次邊坡穩(wěn)定性分析如圖2，具體算法模式。

圖2 各種不同計算方法的穩(wěn)定性安全系數(shù)

3.4 計算結(jié)果分析

3.4.1 穩(wěn)定性評價

邊坡建設(shè)是對原有地基層的優(yōu)化改造，改良工藝設(shè)計要注重安全需求，以維持邊坡交通安全為中心開展設(shè)計活動。一般來說，設(shè)計單位可結(jié)合軟土層高邊坡標(biāo)準，對軟土區(qū)邊坡層進行加固處理，確?？⒐ず笃跈z驗達到受力標(biāo)準。例如，現(xiàn)將不同成因軟土的物理力學(xué)性質(zhì)列表，據(jù)此為標(biāo)準改良加固工藝是相對可行的。根據(jù)對1000個潛在滑移面分析（圖3～7）可以看出，基于M-P法得出的安全系數(shù)稍小于BISHOP法得出的安全系數(shù)，其不穩(wěn)定滑裂面基本為同一滑裂面，由于M-P法的基于嚴格條分法，可以認為M-P法得出的安全系數(shù)更合理。按照現(xiàn)行公路路基設(shè)計規(guī)范JTGD30-2004條款3.7.4邊坡穩(wěn)定性評價，如表1所示。

圖3 潛在的1000個滑移面分析

圖4 Bishop法的最不穩(wěn)定滑移面及穩(wěn)定安全系數(shù)

圖5 M-P法的最不穩(wěn)定滑移面及穩(wěn)定安全系數(shù)

圖6 M-P法的最不穩(wěn)定滑塊受力分析圖

圖7 不穩(wěn)定與穩(wěn)定交界區(qū)域

3.4.2 災(zāi)害防治

邊坡是交通調(diào)度作業(yè)的保障，不同類型邊坡物發(fā)揮了各自的交通運行功能。邊坡作為交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)性能對整個區(qū)域交通有直接的關(guān)聯(lián)性。由于邊坡工程建設(shè)的特殊性，其在作業(yè)期間需重視養(yǎng)護與管理工作，降低結(jié)構(gòu)性病害的發(fā)生率。因此，設(shè)計單位要結(jié)合邊坡邊坡設(shè)計作業(yè)現(xiàn)狀，及時擬定可行的工程勘察設(shè)計機制，推動邊坡工程建設(shè)規(guī)劃與發(fā)展。根據(jù)文獻《邊坡病害及工程治理效果評價》，邊坡病害治理的整體穩(wěn)定性對應(yīng)于邊坡的整體變形破壞，局部穩(wěn)定性對應(yīng)于邊坡的局部變形破壞，根據(jù)邊坡病害體治理的整體穩(wěn)定性與局部穩(wěn)定性，將邊坡病害體治理的穩(wěn)定性劃分為五級，見表2。

表1 路塹邊坡安全系數(shù)

表2 邊坡病害治理的穩(wěn)定性分級標(biāo)準劃分

3.5 高邊坡設(shè)計管理

當(dāng)前，我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)展水平不一，各個地方對病害防治建設(shè)存在著不同的認知，這直接導(dǎo)致高邊坡監(jiān)測推廣差異化更加明顯，限制了科技推廣工作的有序進行。例如，高邊坡公路區(qū)域尚未開發(fā)病害防治高邊坡項目，多數(shù)以傳統(tǒng)災(zāi)害監(jiān)測模式為主，這必然削弱了高邊坡監(jiān)測的推廣意識。由于高邊坡環(huán)境的特殊性，邊坡常面臨著滲漏、裂縫、沉降等病害風(fēng)險，從基礎(chǔ)工程對其實施結(jié)構(gòu)性防護，有助于提高邊坡系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，設(shè)計單位要結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)條件，嚴格執(zhí)行現(xiàn)場設(shè)計設(shè)計工藝，確?，F(xiàn)場設(shè)計設(shè)計質(zhì)量達到標(biāo)準。工程建設(shè)勘察設(shè)計是為了更好地指導(dǎo)項目作業(yè)，對現(xiàn)場設(shè)計流程進行綜合編排，提高區(qū)域項目建設(shè)的總進度。

4 結(jié)論

隨著地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展，人們對交通運行環(huán)境要求越來越高，邊坡作為交通網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)施之一，其自然成為工程改造重點對象。高邊坡設(shè)計中要重視“穩(wěn)定性”指標(biāo)分析，綜合保障邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，增強其抗害抗災(zāi)能力。除了對邊坡工程實施質(zhì)量檢測，還要注意設(shè)計期間的責(zé)任分配與管理調(diào)度，對邊坡設(shè)施采取多方面監(jiān)督方案，及時發(fā)現(xiàn)潛在的邊坡隱患；為構(gòu)建現(xiàn)代邊坡設(shè)施提供保障性措施。

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