基于高邊坡巖土工程設計方案的分析

■魏欣欣

（廣東有色工程勘察設計院　廣東　廣州　510080）

基于高邊坡巖土工程設計方案的分析

■魏欣欣

（廣東有色工程勘察設計院廣東廣州510080）

目前巖土工程的建設面臨著非常嚴峻的挑戰，巖土工程就現在的技術來說是一項復雜的工程，因為巖土的組成成分復雜且容易受到環境的影響，很難對其處理，技術人員不能通過一些模型來精確的獲得它的性質與狀態。巖土工程建設最大的問題就是巖土邊坡穩定性的問題，所以怎么作出合理科學的應對措施也是很重要的問題，尤其是高邊坡的穩定性，因此技術人員應該努力地研究巖土邊坡問題的解決辦法，本文通過施工經驗實踐對此問題進行分析得出一些巖土工程邊坡設計方案。

巖土工程設計方案高邊坡

0　序言

隨著經濟的發展，越來越多的地下建筑涌現出來，這就要熟悉的掌握一些有關專業知識，通過長時間的施工經驗來積累一些處理問題的方法。隨著巖土工程必須越來越成熟，隨之而來的問題就是巖土的處理問題，巖土邊坡的穩定性問題就是一個嚴峻的問題，我將通過介紹邊坡穩定的評以及邊坡穩定的影響因素來進行分析。

1　邊坡的分類

邊坡按構成成分一般分為三類:（1）土體邊坡，地質主要是由殘積土坡積土構成。（2）巖體邊坡，主要由巖石構成。（3）巖土混合邊坡，它是由土和巖石混合構成。

2　設計高邊坡巖土時要注意的問題

所謂巖土高邊坡是土質邊坡在二十米以上時稱為高邊坡，大于高度三十米巖質邊坡也稱為高邊坡，為了作出高質量的高邊坡巖土工程設計方案就要高清楚高邊坡穩定性的條件，最后才能探討高邊坡設計問題。

2.1高邊坡穩定性的評價辦法

2.1.1影響邊坡穩定性的因素

（1）影響土質邊坡的穩定性主要有以下幾方面，外界作用力，如地震等不可抗力，邊坡坡度，土質邊坡存在自身穩定坡度，一旦人工開挖影響形成臨空面即容易坍塌；靜止水壓力的作用也會產生影響，當基坑或者大壩中地下水產生的滲透力也可以對邊坡平衡進行影響。水的滲流會造成巖體出現空腔結構，使得巖體坍塌導致邊坡穩定性降低，從而影響工程質量。

（2）影響巖質邊坡的穩定性與如下因素有關，地質特點和地下巖層的性質以及地形特征，比如坡體是砂巖層，主要表現為巖石的侵蝕風化會產生表面覆蓋的砂巖滑落，分化程度的不同會導致巖石出現空心的問題，在腔體內上表面覆蓋一層巖石，并且很容易出現塌陷形成有安全事故的巖體，就像重慶的虎頭危巖。還有石灰巖體，由于它的性質是含有是夾層順向坡出現滑動失穩，嚴重時會造成巖體發生塌陷，巖石破碎等事故，比如重慶的雞尾山的崩滑體如圖（1）。

圖1　雞尾山的崩滑體

除了巖體本身的性質以外，也會受到外界因素的影響，如氣候條件以及地震，火山等一些地質災害，除此之外還有不合理的開挖和堆截等人為因素。所以在施工時一定要注意人為的一些破壞，盡量避免這種問題的發生，將危險出現的可能性降到最小。

2.1.2對高邊坡穩定的判定標準

高邊坡有如下四個穩定等級：

（1）穩定邊坡，邊坡的形態和邊坡傾斜角度都滿足巖土強度，也不存在附近的空腔結構，地下水不存在坡體處，整體和局部的穩定性都滿足要求，并且穩定系數比項目安全等級系數還要高。

（2）基本穩定邊坡，在這種穩定等級下，邊坡穩定基本符合穩定邊坡的要求，只是在一些坡體中會出現溝壑或者小石塊掉落的現象。

（3）欠穩定性邊坡，從整體方向來看，坡體處于穩定狀態，但是少數部分地區坡度比較大，要比巖土穩定角更加陡峭，因為受到不利于穩定因素的影響，巖體性質不具備很高的強度，存在臨空結構，會出現局部地區的坍塌現象。

（4）不穩定邊坡，【如圖2】巖體已經不能保持平衡，邊坡的形狀和傾斜角度都沒有達到穩定邊坡的標準強度的要求，當在一些舊的滑坡上進行施工作業時會導致坡體的復活，產生嚴重的空體結構，巖體會產生嚴重的損壞現象，在進行挖土施工時整體已經失去平衡，穩定小于標準穩定系數1.0。

圖2　某鄉道邊坡

2.1.3需要穩定評價的邊坡

在實際施工過程中，需要對一些處于特殊地里位置的邊坡進行穩定性監測，比如已經選好的用作建筑施工的有自然斜坡的地方，在開挖和填土的施工過程中出現的，必須要進行穩定驗算的邊坡，在施工過程中對工程建設存在安全威脅的邊坡。

2.1.4高邊坡穩定評價的策略

一般情況下，施工人員會利用力學知識對邊坡穩定程度進行評價，比如力學平衡計算法，這樣才能得出邊坡土體抗剪穩定情況，并且能計算出被加固工程的承受力。有限元強度折減法目前在國內外備受關注，在邊坡穩定分析中得到肯定，隨著科學的發展，科學家對有限步長迭代法中初始步長及他的調整系數的取值做了一系列的研究，使得有限元法適合于邊坡工程。我們還應繼續發展和完善現在的理論和方法，深入研究有關方法使它適用性更強，更加有助于高邊坡巖土工程的設計。

3　高邊坡巖土工程設計的一些經驗

（1）混凝土噴射維護【如圖3】施工，要用在適合此種方法的邊坡中，不能用在存在裂縫以及烈度的邊坡以及對環境要求較高的邊坡，由于此種方法不具有美化作用，表面不夠美觀，與周圍的環境不相稱。另外地下水的滲透作用，如果地下水在混凝土面層出現向下滲流的現象，就會將混凝土下面的顆粒較小的砂料沖走，形成滲流通道，隨著滲流作用的反復進行會使得空隙越來越大，導致土體疏松，造成水土流失和侵蝕的現象，影響到混凝土面層正常工作性能的發揮，造成一些不必要的損失。

圖3　混凝土噴射維護

（2）在進行巖體邊坡的挖掘施工時，會對一些巖體的構造及穩定產生影響容易造成事故，比如一些散體狀態的結構和碎小的沙狀結構等，現如今施工組織大多使用爆破技術來進行挖掘工作，配合一些巖體性質在爆破時會產生大事故，所以必須要對其加以控制。而且在進行邊坡設計時，要考慮到各種類型巖體的坡度要控制在一個標準的要求范圍之內，標準要求坡度0.3，嚴格對碎石和巖體坍塌的現象進行控制，避免因為爆炸的震動帶來的危害。

（3）在進行邊坡支護設計的過程中，要考慮到所有對施工不利的因素，提前做好應對措施，比如在選擇了用格構式錨桿擋土墻如圖（4）的方式進行施工時，要分別從各個層面入手，當然這種做法存在很大的困難，例如豎直方向格構梁的鋼筋無法有效地聯系在一起，解決這個問題的方法如下：可以把邊坡分級設計，一般不超過10m一級，每級邊坡設置一個平臺，施工人員在進行施工時要按照不同的級別作業，從上至下，分級分段施工。

圖4　格構錨桿支護

5　總結

巖土工程與我們的生活息息相關，并且巖土工程建設面臨著巨大挑戰，尤其是高邊坡巖土工程問題，隨著長時間的施工經驗和科學的實驗，人們已經對許多問題作出了較好的解決辦法。在實際設計當中要注意巖體的特點以及產生不利影響的因素，綜合考慮各方面因素處理好水的問題以及邊坡個土層特點巖石傾角等因素，有針對性治理。

[1]黃潤秋著；《巖石高邊坡穩定性工程地質分析》，北京出版社，2012,12

[2]徐光黎著《邊坡工程極限狀態設計法的理念與問題》，2014,04

[3]劉松玉著《環境巖土工程》中國建材工業出版社，第一版

P624[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-473-2