廖繼彪 孫樂瑞 趙碧岑
(湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院,湖南 湘潭 411201)
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,工程建設(shè)速度加快,其規(guī)模越來越大,為了推動地方經(jīng)濟發(fā)展,一些大型的交通工程、大型露天開采工程以及水利水電工程等已經(jīng)朝著地質(zhì)條件與環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域不斷進軍。在實際施工過程中,最突出的問題主要有人工高邊坡與自然斜坡的穩(wěn)定情況,一旦斜坡出現(xiàn)問題,將會直接影響到工程的施工安全、施工進度以及經(jīng)濟效益,因此控制邊坡不穩(wěn)定性因素就顯得非常重要[2]。對于邊坡穩(wěn)定性的研究目前學(xué)術(shù)界已開展了諸多研究,本文將集中對影響邊坡穩(wěn)定性的因素進行分析,并對其防治措施進行綜述。
當(dāng)降雨集中,雨水沖刷會降低邊坡的強度,尤其是雨水浸泡會降低邊坡內(nèi)部粘聚力,進而出現(xiàn)侵蝕、坡面破壞。
在高土質(zhì)邊坡或泥質(zhì)邊坡中,滑坡是常見的地質(zhì)災(zāi)害。高邊坡的斜坡面巖體受到自重作用,會順著結(jié)構(gòu)比較軟弱的區(qū)域慢慢朝著下方逐漸移動,進而發(fā)生剪切破壞。在這個破壞的過程中,首先是發(fā)生蠕動形變,慢慢發(fā)展成滑動破壞,隨著時間的推移會逐步穩(wěn)定[3]。
較陡邊坡區(qū)域發(fā)生滑塌的可能性較大,損害程度不容忽視,將進一步導(dǎo)致裂隙發(fā)育,沿陡裂面上落石活動。與此同時,還會因為凍融、滲水等因素的持續(xù)影響下,導(dǎo)致裂縫開始不斷擴大,一旦遭遇降雨,在水充滿的情況下出現(xiàn)側(cè)向靜水壓力,將有可能造成崩塌。此外,需要注意的是在硬巖下的軟臥層,也會有出現(xiàn)這種現(xiàn)象的概率,因此要加強事先控制,盡量避免這類情況出現(xiàn)。
邊坡發(fā)生泥石流所造成的破壞較大,通常發(fā)生在突發(fā)性的強降雨、降雪天氣或者會因為一些自然災(zāi)害的突發(fā)造成山體滑坡。泥石流發(fā)生時會夾帶很多泥沙和石塊,將會對災(zāi)害區(qū)域造成巨大的損害,會威脅到人民群眾的生命財產(chǎn)安全[3]。
在分析邊坡穩(wěn)定性因素上,地質(zhì)因素非常重要,具體包括巖土原因所造成的,也會因為巖土地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成影響,還有一定的物理學(xué)性質(zhì)也會導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),各種因素共同作用將會加重邊坡的不穩(wěn)定性[3]。除此之外,還需要考慮到巖土體的內(nèi)摩擦角以及黏聚力等地質(zhì)因素,這些都會影響到邊坡的穩(wěn)定性。
在影響邊坡穩(wěn)定性因素中,邊坡形態(tài)不可忽視[3],具體是因為邊坡的長度、寬度以及高度,以及所處于的實際臨空條件,各種因素共同作用將會影響其穩(wěn)定性。通常來說邊坡坡度越緩就越穩(wěn)定。
地下水是導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)不穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一,在動靜水壓力的基礎(chǔ)上會造成邊坡基礎(chǔ)層軟化;同時,在持續(xù)沖刷的作用下,會進一步損害邊坡的穩(wěn)定性。此外,需要特別注意的是,如果穩(wěn)定性受到邊坡土體物理學(xué)性質(zhì)影響程度比較大,地下水作用會改變土體的彈模、粘聚力以及內(nèi)摩擦角力學(xué)性質(zhì)等,容重增加,進而導(dǎo)致了邊坡穩(wěn)定性的降低。
氣候條件對于邊坡的穩(wěn)定性影響也十分顯著,如溫度變化、降雨等,尤其是降雨天氣,一旦降雨量集中,那么雨水將會逐步滲透到滑體以及其下部的強風(fēng)化泥巖的內(nèi)部,并導(dǎo)致軟弱滑動面,從而引發(fā)邊坡失去穩(wěn)定,并造成各種損害[4]。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,邊坡的工程項目越來越多。如果對坡腳進行過度開挖,會導(dǎo)致坡腳的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞,并導(dǎo)致整個邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。地下建筑物施工過程中的開挖也會在一定程度上影響到邊坡的穩(wěn)定性。
植物防護技術(shù)是以植物特性為基礎(chǔ),結(jié)合路基的實際情況,而進行合理、有效的覆蓋。但是需要注意的是,所選擇的植灌、植草以及輔草皮,必須符合當(dāng)?shù)刈匀粭l件,這樣才能利用植物特有的根系將邊坡基層進一步加固,可一定程度上緩解降水以及徑流沖刷帶來的損壞程度[5]。
坡面防護技術(shù)主要采用的方式有灌漿、噴砂漿以及抹面等。對于抹面來講,適用于防護通常在軟質(zhì)巖層路塹的邊坡,因為這類邊坡容易受到風(fēng)化的影響,所以需要在邊坡表面增設(shè)耐風(fēng)化的表層,其作用是隔離大氣,從而達到緩解損害的目標(biāo)。抹面材料主要以水泥砂漿等為主,厚度控制在3cm~7cm之間效果最佳,同時,還建議將瀝青涂于表面,一定程度上能夠避免出現(xiàn)細微裂紋,從而強化抹面的作用[5]。
抗滑擋土墻防護、抗滑樁、錨桿(索)防護等是幫助邊坡加固的常用技術(shù),具體需要根據(jù)實際情況選擇,例如,邊坡面如果是硬巖,而且結(jié)構(gòu)碎裂,又或者地層有層狀結(jié)構(gòu)不連續(xù)的特征,那么建議采用錨桿(索)防護技術(shù)進行加固[5]。此外,還有一些土質(zhì)邊坡通過土釘墻進行加固,該原理與錨桿(索)防護比較相似,具體是將土釘打入進去,一定程度上可以將土體抗滑能力提升起來,從而增加邊坡的穩(wěn)定性。樁錨組合結(jié)構(gòu)在治理邊坡失穩(wěn)時經(jīng)常使用,如樁與錨索聯(lián)合加固、兩排樁加固等。在眾多防護方式之中,綜合防護實用性最強,對于較高的邊坡來講,需要將邊坡進行分級,然后需要有針對性進行防護,因此綜合防護可以滿足實際需求,從而提升穩(wěn)定效果[6]。
基于“早發(fā)現(xiàn),早治理”的工作理念,需要全面落實日常巡查養(yǎng)護工作,對于不同安全等級的邊坡來講,應(yīng)當(dāng)結(jié)合危害程度有針對性實施監(jiān)測工作,并做好實際情況檢查,從而及時制定養(yǎng)護措施,不僅有利于完善邊坡防護體系,而且能夠強化截排水的功能,從而提升邊坡的穩(wěn)定性[7]。
邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)后,易發(fā)生滑坡、泥石流等諸多安全事故,而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)破壞的因素很復(fù)雜。因此,在實施防護措施之前,建議工作人員對損壞原因進行分析,從而制定防護措施,這樣才能解決實際問題;同時要加強對邊坡位移的監(jiān)測工作,確保邊坡的安全和穩(wěn)定。