道路邊坡的穩定性分析和防護加固技術探究

摘要:介紹了目前邊坡工程中常用的一些穩定性分析方法以及防護和加固技術，對它們各自的主要原理、特點等進行了闡述。以及道路邊坡穩定性對道路的影響，如何使道路防護加固技術更好運用。

關鍵詞:道路邊坡 、穩定分析 、防護與加固

(一)道路邊坡的穩定性分析:

自然邊坡或人工邊坡保持安全穩定的條件和能力。這兩類邊坡的巖土體在各種內外因素作用下逐漸發生變化，坡體應力狀態也隨之改變，當滑動力或傾覆力達到以至超過抗滑力或抗傾覆力而失去平衡時，即出現變形破壞，造成災害或威脅建筑物安全。山坡變形破壞是相當普遍的一種自然災害;大規模工程開挖邊坡或大型水庫岸坡的安全穩定問題也很突出。

邊坡的破壞類型:有松弛蠕動、崩塌和滑坡三種及其他過渡型或復合型等。①松弛蠕動:山坡在形成過程中，先是巖土體產生回彈變形和大致平行于山坡的卸荷裂隙，形成一定深度的松弛卸荷帶，并使此帶巖土體強度降低、滲透性增大，各種風化營力更易侵入。繼在重力作用下，使巖土體向臨空面產生彎曲或彎折，以至傾倒、松動等緩慢蠕動變形現象。蠕動變形往往是破壞的先兆，可導致急劇崩塌或滑坡。②崩塌:陡崖上部被高傾角裂隙切割的巖土體，突然滾落堆積于坡腳的現象。規模大的又稱山崩。崩塌還可發生于:陡坡下部存在軟弱巖層并產生塑性蠕變，導致上部沉陷、滑移以至崩塌;坡體下部有洞穴或采掘空間，使巖體塌陷并將臨空一側的巖體擠出而潰散崩塌。崩塌沖擊力強，往往造成交通斷絕、河道堵塞以及人員傷亡、財產損失等災害。如1933年中國四川疊溪發生山崩，堵塞岷江干流，形成迄今猶存的堰塞湖。③滑坡:邊坡巖的土體沿著貫通的剪切面向臨空一側發生整體滑動的現象。滑坡是分布廣、危害大的一種邊坡破壞形式，在或陡坡或緩坡的斜坡，不同結構的各類巖土體均可發生。產生過滑坡的地段，往往出現獨特的地貌形態，可作為鑒別滑坡的標志。滑坡分類較多，按力學特性可分為牽引式和推動式滑坡;按巖體結構特征可分為均質滑坡、順層次的滑坡和切層滑坡;按滑動面埋深或滑體厚度，可分為淺層滑坡、中層滑坡和深層滑坡。滑坡體積大小不一，大型的一般可達1億m左右。

影響因素:屬于巖土體本身的主要有:①坡高與坡形。高陡山坡一般比低緩的易于變形破壞;凸形坡的穩定性比凹形坡要差。②巖土體的強度與結構。當土體的內摩擦角小于斜坡坡角時即不穩定;當巖體存在順坡向的軟弱結構面，其傾角小于斜坡的坡角在坡面出露時，易產生順層滑動。③地下水作用對山坡穩定影響很大而且復雜。當地下水位抬升時，坡體內孔隙水或裂隙水的水壓力增強，有效應力隨之降低;還可使巖土體性狀惡化，抗剪強度削弱，導致山坡變形破壞。影響山坡穩定的外部因素主要有:①河流、水庫、湖泊與海洋等水流對坡腳的沖淘和浪襲作用;②連續降雨或河、湖、水庫水位驟然升降;③地震、雪崩及凍融作用;④人為因素，如施工爆破、削斷坡腳、增加坡體上部荷載、施工方法不當以及天然植被遭受破壞等，均可促使邊坡失穩。一個地區的邊坡失穩或塌滑體的形成，往往是上述內、外影響因素中的某幾種因素的綜合作用，并由其一二種因素誘發產生。

評價方法:大致有定性分析和定量計算兩類。定性分析是對所在地區的地質條件和影響因素以及山坡變形破壞的跡象和特征進行調查、 勘探、 試驗與觀測，結合已有山坡變形破壞的實例或經驗，通過工程地質類比分析與研究，對所在地區的邊坡穩定性作出決定性評價和預測。定量計算是采用巖土力學的理論公式，選定適當的邊界條件和計算參數進行穩定計算，從而得出定量的評估。由于邊界條件和計算參數受到復雜地質條件所控制，一般只有依靠定性分析和相似經驗來確定，所以這兩種方法又要密切配合，才能得出比較符合實際的成果。近幾年來，物理模型和數學模擬試驗在山坡穩定性評價方面已得到推廣應用;山坡變形的長期觀測工作對評價和預測邊坡穩定性也日益受到重視。捷克斯洛伐克、蘇聯、美國等國已建立全國的或地區的山坡穩定信息數據庫或資料庫，并對重點山坡開展動態監測工作和采取有效的防治措施，以避免或減輕可能發生的重大災害。

(二)道路的防護加固技術分析

加固技術:指對可靠性不足或業主要求提高可靠度的承重結構、構件及其相關部分采取增強、局部更換或調整其內力等措施，使其具有現行設計規范及業主所要求的安全性、耐久性和適用性。

工業上的結構加固方法主要有和其適用性:

A、粘鋼加固:適用于承受靜力為主的梁板柱構件受彎、受剪、受拉，以及到柱受壓加固。若用于梁板受壓以及承受動力較大構件的加固，應增設附加的錨固措施;例如每100mm設置2個植筋螺栓或穿梁、穿板對拉螺栓錨固。

B、粘碳纖維加固:適用于梁板柱受力變彎、受剪、受拉加固，適用于承受動力較大構件的加固。

C、外包鋼加固:適用范圍同(A)，用于需大幅度提高承載力的構件。

D、化學植筋:適用于受彎、受剪、受壓、受拉新老構件連接錨固。

E、裂縫化學灌漿加固:適用于恢復裂縫混凝土、砌體構件的整體性和使用功能，阻斷其他介質的浸蝕。

F、孔洞修補加固:適用于混凝土、砌體構件孔洞、凹坑、截面不足的補強。

G、預應力加固:適用于梁板受彎、受拉加固。

H、增大截面加固:適用于對自重、截面增加及外觀變化不敏感的結構。

(三)道路穩定性和加固技術的聯合運用

巖土邊坡失穩是工程建設中經常遇到的重要問題之一。國內外大量巖土邊坡的失穩或滑動屢見不鮮，給工程建設和人民生命財產帶來嚴重的危害，已成為全球性的地質災害。隨著時代的進步，道路的穩定性將極大的影響著運輸事業等一系列的發展，如何使道路的運營更加安全這時我們將采用加固技術，分析東路的穩定性，將加固技術與其聯合使用，來促進公路事業的發展。

2.邊坡防護與加固類型:

邊坡防護類型:邊坡防護類型分生物防護和圬工防護。

(1)生物防護:有植被混凝土、種草、鋪草皮、植樹等。

(2)圬工防護:分片(塊)石護坡和護面墻、菱形網格護坡、六角空心磚護坡、窗孔肋式護坡、噴射式護坡。

加固類型分護腳墻、抗滑墻、抗滑樁、預應力錨索、壓漿錨柱(固結)、排水固結。

影響邊坡穩定的因素:影響邊坡穩定的因素很多，總的歸納起來可綜合為兩大類，即:自然因素和人為因素。1、影響邊坡穩定的自然因素包括地質、地形、氣候和水文條件等四個方面。2、人為因素:影響邊坡穩定的人為因素可歸集為設計因素、施工因素和養護管理因素。

各類邊坡防護和加固要點及主要施工工藝 :

1、1片(塊)石護坡和護面墻 片(塊)石護坡分為漿砌和干砌兩種，護面墻比護坡厚，有一定的抗推力作用。其優點是能就地取材、工藝簡單，但自重大，不宜在高邊坡上使用。

2、菱形網格護坡菱形網格護坡，可預制安裝也可用石砌，工藝簡單，網格內可植草，但只適用于填方，對邊坡穩定不利，要慎重選用。

3、排水固結主要用于邊坡表層地下水較多處的邊坡加固，其方法有樹枝狀盲溝、塑料排水管邊坡和土質挖方邊坡。

4、六角空心磚護坡六角空心磚護坡是近幾年來才發展起來的用同預制安裝的一種邊坡防護形式，施工工藝簡單，空洞內可填土綠化，似蜂巢狀，有一定觀賞價值，但自重大、費用高，且還會阻礙邊坡水的排阻止風化，且重量輕會對景觀有一定影響，厚度難以控制所需施工設備簡單，但費用高，盡量少采用。

5、抗滑樁是一種用于處理滑坡或防止邊坡下滑的鋼筋混凝土結構，是一種較理想的抗滑設施，但投資較大。

參考文獻:

1、《遼寧交通科技》2005年11期

2、孫向東《巖土工程》2006(6)

3、余小馬、楊劍鋒《邊坡治理及穩定性分析》