王琪哲

(湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

我國(guó)自然災(zāi)害多發(fā)，洪澇災(zāi)害幾乎每年都會(huì)發(fā)生，而堤防工程能夠發(fā)揮防洪抗洪的重要作用[1- 4]。而堤防工程中的土筑堤壩項(xiàng)目是重中之重，嚴(yán)重影響著整個(gè)堤防工程的質(zhì)量。土筑堤壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于施工，而且整個(gè)項(xiàng)目的花費(fèi)低，是堤防工的首選結(jié)構(gòu)，雖然它有著很多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在許多缺點(diǎn)[5- 6]。這種堤壩基部的材料是細(xì)沙，整個(gè)堤壩穩(wěn)定性差，如果長(zhǎng)時(shí)間發(fā)洪水會(huì)影響工程的穩(wěn)定性，還可能會(huì)造成人民群眾生命財(cái)產(chǎn)損失[7- 9]。因此必須加強(qiáng)堤防工程土筑堤壩的穩(wěn)定性，讓堤防工程安全運(yùn)行，保障其功能能夠正常發(fā)揮。

1 堤防工程邊坡失穩(wěn)破壞的主要類型

1.1 淺層與深層滑動(dòng)

邊坡的穩(wěn)定性一旦降低，就無(wú)法避免出現(xiàn)滑動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象，滑動(dòng)現(xiàn)象可以分為淺層滑動(dòng)和深層滑動(dòng)。淺層滑動(dòng)是指邊坡的堤身發(fā)生滑動(dòng)，這不會(huì)危害到整個(gè)堤基。而深層滑動(dòng)是指滑動(dòng)體出現(xiàn)在地基的深層位置，影響整個(gè)堤基，使整個(gè)地基不穩(wěn)固，容易出現(xiàn)安全事故。如圖1所示為深層失穩(wěn)滑動(dòng)示意圖。

圖1 堤防工程深層失穩(wěn)滑動(dòng)示意圖

1.2 局部失穩(wěn)與整體失穩(wěn)

堤坡的失穩(wěn)可以分為局部失穩(wěn)和深層失穩(wěn)滑動(dòng)。前者產(chǎn)生的滑動(dòng)現(xiàn)象對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響很小，很容易采取措施解決。而后者對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響很大，必須要采取加固處理，使整個(gè)堤基處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.3 臨水面失穩(wěn)滑坡與崩岸

臨水面失穩(wěn)滑坡和崩岸往往是在陡峭且失水的堤岸出現(xiàn)。無(wú)論河流水位的高低，這種現(xiàn)象都有可能出現(xiàn)，使整個(gè)臨水坡區(qū)域失穩(wěn)滑坡和崩岸。

2 堤防邊坡失穩(wěn)的成因分析

2.1滲流原因

每當(dāng)汛期時(shí)，河水的水位會(huì)保持高水位，高水位會(huì)浸潤(rùn)大面積堤身，因此堤防工程浸潤(rùn)線以下的堤身土就會(huì)受到影響，處于飽和狀態(tài)。整個(gè)狀態(tài)不僅降低黏土的粘性，還使工程的抗剪能力降低，所以整個(gè)工程搖搖欲墜，必定會(huì)下滑。汛期時(shí)水的滲流現(xiàn)象使整個(gè)黏土吸水處于飽和狀態(tài)從而使自身粘性減低，讓整個(gè)提防工程邊坡穩(wěn)定性降低，容易發(fā)生滑坡的現(xiàn)象。而且如果迅速地使河水水位降低，而邊坡黏土還是處于穩(wěn)定的飽和狀態(tài)，可能還會(huì)出現(xiàn)反向滲透的現(xiàn)象，也會(huì)降低邊坡的穩(wěn)定性。

2.2 水流沖刷

河流水流都會(huì)對(duì)堤防工程邊坡進(jìn)行沖刷，長(zhǎng)時(shí)間的沖刷會(huì)使邊坡坡度降低，邊坡將不能處于平衡狀態(tài)。而且如果水流速過(guò)快，河流的沖刷力度就會(huì)增大，一旦超過(guò)了堤防工程的承受力度，工程就會(huì)被沖垮，因此水流的沖刷影響必須要全面了解。

2.3 堤基因素

堤防工程采用土筑堤壩結(jié)構(gòu)，其地基有著重要的作用。如果地基的不夠堅(jiān)固，承受力不高，亦或其截水效能低，都會(huì)使堤防工程邊坡的穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致整個(gè)工程出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。采用軟粘材質(zhì)澆灌地基時(shí)，施工的時(shí)間很短就可以完成整個(gè)項(xiàng)目，導(dǎo)致出現(xiàn)這些問(wèn)題的幾率更大。因此急需對(duì)堤防工程采取地基加固工作。

3 堤防工程邊坡失穩(wěn)的加固措施

3.1 淺層(局部)失穩(wěn)的加固措施

3.1.1滲流造成的淺層失穩(wěn)滑坡

如圖2所示，如果滲流現(xiàn)象導(dǎo)致淺層失穩(wěn)滑坡，就必須先建設(shè)截滲墻阻止?jié)B流，然后將滑動(dòng)體挖出，必須由上往下逐步開(kāi)挖，而且挖深度必須要小于20cm，且挖出的范圍必須超過(guò)滑動(dòng)體2cm，最后將坑用與地基相同的材質(zhì)填上。

圖2 填筑還坡加固措施示意圖

3.1.2臨水面淺層失穩(wěn)滑坡及崩岸處理

堤腳挖塘通過(guò)使堤身和堤腳之間的壓重改變，使兩者更容易出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象從而引起淺層失穩(wěn)。所以首先必須要對(duì)失穩(wěn)滑坡周圍5cm覆蓋砂石料，然后將挖出滑動(dòng)體再進(jìn)行填補(bǔ)。拋石護(hù)腳的處理方法廣泛運(yùn)用在失穩(wěn)滑坡現(xiàn)象中，可以有效加固地基下部，有利于后續(xù)的加固工作，必須先對(duì)平順式的岸坡進(jìn)行施工。拋石護(hù)腳的施工方案如圖3所示。

圖3 拋石護(hù)腳加固示意圖

3.2 深層失穩(wěn)的加固措施

深層失穩(wěn)的現(xiàn)象使整個(gè)堤防工程處于危險(xiǎn)狀態(tài)。淺層失穩(wěn)的加固方措施不能使整個(gè)工程脫離危險(xiǎn)，因此不能采用淺層失穩(wěn)的加固方式。對(duì)于深層失穩(wěn)，必須一部分一部分地將滑動(dòng)體慢慢挖出，然后才能進(jìn)行加固工作。整個(gè)失穩(wěn)滑動(dòng)體必須先挖出最危險(xiǎn)的主滑體，是位于整個(gè)滑動(dòng)面中心的滑動(dòng)體。然后才能進(jìn)行填補(bǔ)工作。如圖4所示為該步驟的施工示意圖。

圖4 挖除部分滑動(dòng)體并回填的加固措施示意圖

深層失穩(wěn)的類型分很多種，因此相應(yīng)的加固處理方案也有很多種，需要根據(jù)實(shí)際失穩(wěn)情況進(jìn)行選擇，主要有以下三種方案。

(1)攪拌法。只需要水泥就可以完成加固處理，首先利用機(jī)器對(duì)地基填充材料和水泥漿一起混合攪拌，然后將形成的水泥土填入地基坑中，使整個(gè)地基更加穩(wěn)定，施工完成后，還需要對(duì)其采取防護(hù)工作，能夠大幅度增加地基的強(qiáng)度。

(2)灌漿補(bǔ)強(qiáng)法。這種加固方法與攪拌法的原理是一致的。通過(guò)壓力灌注將水泥漿注入需要加固的地基區(qū)域，使地基成為復(fù)合地基，增加整個(gè)地基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

(3)振沖法。這種方法更適合砂基地基類型，能夠更有效地提升整個(gè)地基的強(qiáng)度。該方法首先是需要利用機(jī)器將碎石擠入需要加固的地基區(qū)域中，構(gòu)成復(fù)合地基，然后在利用外振沖機(jī)器對(duì)該區(qū)域振動(dòng)，使該區(qū)域密度變大，抗液化能力得到提升，可以使地基的穩(wěn)定性得到大幅度的提高。

3.3 坡面防護(hù)

對(duì)地基采取加固處理后，還需要對(duì)坡面采取防護(hù)工作，能夠降低地基出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的幾率。坡面防護(hù)方法也是有多種，分別運(yùn)用在不同的坡面。對(duì)于處于河流沖刷效果比較嚴(yán)重的堤防邊坡，采用漿砌石或干砌石的方式使坡面得到的防護(hù)效果更加顯著，還可以干對(duì)砌石框格中增設(shè)卵石結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提升防護(hù)的效果。對(duì)于河流沖刷不嚴(yán)重的堤段可以通過(guò)模袋混凝土方法對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)。而臨水坡和背水坡一般都采用草皮護(hù)坡的防護(hù)方式。

3.4 背水堤防工程堤坡失穩(wěn)加固

當(dāng)?shù)谭拦こ踢吰鲁霈F(xiàn)淺層失穩(wěn)問(wèn)題時(shí)，必須要將滑動(dòng)體全部挖出才能進(jìn)行加固處理。因?yàn)榈躺砣菀装l(fā)生滲流的現(xiàn)象，必須采取截流措施，利用堤身劈裂防滲帷幕技術(shù)提高抗?jié)B能力，需要設(shè)置黏土截滲墻才能到達(dá)抗?jié)B的目的。如果背水堤防工程堤坡失穩(wěn)時(shí)，可以采取削坡使堤坡坡度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一般堤坡的坡度為1∶3最適合。

如果滑坡滑弧能夠與坡頂相連接，就不需要對(duì)滑坡進(jìn)行修理，直接將滑動(dòng)體挖出，開(kāi)挖時(shí)每0.2m的尺寸逐步開(kāi)挖，使滑動(dòng)體區(qū)域呈現(xiàn)鋸齒狀，每次到達(dá)滑動(dòng)體1/2以上時(shí)采取回填土的方式加強(qiáng)邊坡的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。之后重新構(gòu)建工程坡度，使其符合設(shè)計(jì)要求。如果是因堤腳挖塘使邊坡發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)，必須采用透水性好的砂石進(jìn)行回填土工作，覆蓋范圍必須超過(guò)5m，這樣才能有效的提升堤防工程堤坡的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

土筑堤壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于施工，項(xiàng)目的花費(fèi)低，是堤防工程的首選結(jié)構(gòu)。這種堤壩基部的材料是細(xì)沙，整個(gè)堤壩的穩(wěn)定性差，而且如果長(zhǎng)時(shí)間發(fā)洪水會(huì)影響著工程的穩(wěn)定性，因此必須加強(qiáng)土筑堤壩的穩(wěn)定性，讓堤防工程安全運(yùn)行，保障其功能正常發(fā)揮。綜上所述，要對(duì)堤防工程邊坡失穩(wěn)的類型進(jìn)行分類，確定正確的類型,針對(duì)其原因找到相應(yīng)的解決辦法。邊坡失穩(wěn)的加固措施有很多種類，必須根據(jù)工程的實(shí)際狀況進(jìn)行選擇，之后還要采取坡面防護(hù)工作，降低堤防工程邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的幾率，增加整個(gè)工程的穩(wěn)定性。