林雄偉
摘 要:為了有效解決邊坡失穩的問題,做好邊坡治理工作,首要面對的問題即加強巖土工程勘察工作,通過試驗分析,結合土力學、巖石力學、基礎工程學、工程地質學等學科理論及方法,對邊坡工程加以系統化分析和研究。文章從邊坡失穩及治理分析出發,探討了邊坡治理中巖土工程勘察的作用,以供參考。
關鍵詞:邊坡治理;巖土工程勘察;作用
邊坡失穩是全球三大地質災害崩塌滑坡泥石流的主要成因,一旦邊坡失穩崩塌,會對國家及人們生命與財產安全造成嚴重影響。隨著巖土工程勘查技術的逐步發展和廣泛應用,采用巖土工程勘察技術,對邊坡進行全面、綜合地勘查,將失穩可能帶來的災害降至最低水平,是邊坡治理工程領域的重要研究課題之一。
1 邊坡失穩與治理
邊坡指的是坡面傾斜的坡體,若坡體的坡面傾斜,將極易受到自身及內外力作用,導致坡體出現由高向低滑動的趨勢,如果內部某面滑動力超出了土體能夠抵抗滑動的能力時,就會導致邊坡失穩現象發生,邊坡失穩屬于巖土結構變形中常見的復雜不良地質現象。
邊坡失穩的地質條件十分復雜,且作用因素極多,各種不確定性都存在,當前,巖土工程研究人員還未全面掌握邊坡失穩的作用與發生機制,也難以度坡體變形演化情況進行定量分析。當前,邊坡失穩的治理工作仍屬于一項艱巨的任務,為此,對邊坡工程中巖土工程展開科學的勘察及有效的穩定性分析,制定完善的治理措施,最大限度地降低邊坡失穩可能引發的危害性,成為巖土工程領域的研究熱點之一。
2 邊坡治理中巖土工程勘察的作用分析
在初步勘察階段需對邊坡已有地質資料進行收集,然后對邊坡工程地質進行測繪、勘探、試驗,對邊坡變形機理加以分析,以實現對邊坡穩定性的初步評價;在詳細勘察階段,需要在初步勘察的基礎上,對所發現不穩定或穩定性較差的邊坡,以及鄰近地段加以系統測繪、勘探、測試、分析與計算,為邊坡治理方案的設計提供必要的計算參數,以便對邊坡穩定性加以科學分析;在施工勘察階段,需要對前兩階段的勘察內容加以補充。
2.1 地質測繪
進行邊坡地質測繪時,其范圍切忌超出邊坡工程處治范圍某一距離,通常為20m左右。所繪制的地形圖,采用的比例尺通常不超過1:500。對于邊坡橫斷面地形圖而言,測繪過程中通常為每20m一道。若地形結構較為復雜,且變化較大時,在地形變化特征點區域,應對截斷面地形圖進行加測,繪制的橫斷面地形圖,所采用的比例尺通常不應超過1:200。
2.2 地質勘探
如果只進行工程地質測繪,是很難明確邊坡工程的總體地質情況的,因此,在邊坡工程巖土勘察過程中,還必須進行地質勘探,以便全面、系統地明確邊坡工程的地質條件,如地質的特征、構造、成因、滑動面形狀特征、水文地質條件等。此外,還應為邊坡巖土力學性質的測定,地下水運動規律的探索奠定基礎。勘探手段主要包括鉆探、探槽、探井、物探等等。
2.3 地質物探
采用專用儀器對物質體物理場加以探測,以便對底層加以科學劃分,對地質構造、水文地質條件、地質現象等加以判定。常用勘察手段為電阻率法,對工程地質體通過人工手段形成電場,采用電測儀,對地質體的電阻率變化情況及電阻率大小加以測定,對地下某一范圍內地質體狀況加以明確。可用來對地層巖性、地質構造、風化層厚度、覆蓋層深度、含水層分布及厚度、建筑材料及古河道分布情況等等加以劃分。邊坡巖土工程中,若電阻率的變化幅度大,則表明火成巖大、變質巖次之、沉積巖小。若為砂土則電阻率較高,若為細粒土,則電阻率低。
2.4 原位測試
在邊坡巖土原來的位置基本維持著天然含水量、結構以及應力的狀態下,對巖土工程力學性質加以有效測定,此即原為測試,該方法可對邊坡巖土體中難取樣的土體性質加以測定,且具有較廣的影響范圍和代表性。但測試過程中很難對邊界條件加以控制,費時費力,而且成本較高,所測試工程性質與參數間的關系需要構建在龐大的統計關系上。
3 實例分析
以某高速公路邊坡工程為例,對巖土工程勘察在邊坡穩定性分析及邊坡治理中的應用進行分析。該路段高30m以上的高塹坡共有371處,60m以上高塹坡共有176處,100m以上共有49處,塹坡最高達197m,因此,在邊坡穩定性分析及治理方面難度很大。
先對邊坡的地形、地貌、地層巖性展開了勘察。發現路段上、下邊坡存在局部變形情況,共形成了4個滑坡。路段較河床高出120m,切割深度超過了500m,山體渾厚。自然斜坡走向南北方向,坡度25°-42°。邊坡地層自新到老為:人工棄填土,滑坡堆積層,殘坡積層,三疊系上統路馬組。地質構造方面,斜坡坡腳下分布有南北向斷層,場地存在兩條小斷層。受該斷裂帶的影響,地層存在強烈的褶皺,節理裂隙發育,巖體存在破碎。斷裂對于邊坡穩定性影響很小。就水文條件而言,邊坡上分布有沖溝,雨季存在水流,坡腳為江,地表水對于邊坡穩定性并無較大影響。地下水的埋藏相對較深,對邊坡的穩定性也無影響。
此路段邊坡所處斜坡上部均為土體,下部屬于砂泥巖互層,該斜坡在自然或人為情況誘導下極易存在滑坡現象。就地形、地貌勘察情況來看,該路段邊坡具備易滑動條件,其中,高邊坡臨空面屬于斜坡,具有廣闊的自由空間,且坡度在24°-36°之間,屬于發生滑坡最佳坡度。且巖性具備易滑動松散土體和破碎砂、泥巖等重力積累條件。水文條件方面年均降雨量約1400mm,極易侵蝕坡面,軟化巖土體,增大巖土體的壓力、重度,繼而誘發滑坡,因此,判斷該路段滑坡易發生在雨季后期。
4 結束語
在邊坡治理前,首先需要對現場地質環境進行全面而詳細的勘察,以科學反映工程建設地質條件,明確不良地質可能引發的災害,系統勘察、全面分析,掌握巖土物理與力學性質,結合實際情況,提供完善的資料與科學的勘察報告,以更好地防范邊坡失穩現象發生,保障工程的安全性與穩定性。
參考文獻
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