常見邊坡支護方式及其選擇的因素

何宏智　趙懷剛

摘要： 現階段處理邊坡變形失穩的方式有很多種，工程設計和施工人員也會根據不同的失穩機理和實際情況選擇相應的支護方式。文章旨在介紹常見的邊坡支護方式及影響選擇邊坡支護結構形式的因素，為工程設計及施工提供必要的參考依據。

Abstract： There are many ways of dealing with the deformation and instability of the slope at this stage， the engineering design and construction personnel will also choose the corresponding supporting mode according to the mechanism of instability and the actual situation. The paper aims to introduce the common slope support mode and the factors influencing the selection of slope supporting structure， provide necessary reference for engineering design and construction.

關鍵詞： 邊坡變形失穩；支護結構形式；影響因素

Key words： slope deformation instability；form of supporting structure；influencing factors

中圖分類號：U213.1+58 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）23-0098-02

0 引言

邊坡失穩的問題是當前工程施工中比較常見但也不是容易處理的問題，其原因是影響其失穩的因素有很多種：工程地質條件、地形地貌、水文地質條件和地表水、地質構造等都會對其產生影響。如何能高效、有序的正確選擇支護結構形式及其組合形式就需要考慮支護形式的適應條件及其支護結構形式選擇的影響因素。因此，了解支護結構種類及支護形式選擇的影響因素對其形式的選擇顯的尤其重要。

1 常見的邊坡支護形式

根據《建筑邊坡工程技術規范》GB50330-2013關于對邊坡支護結構形式的分類，常用的結構形式包括擋土墻、錨桿、土釘墻等方式。在具體的邊坡工程中，因遇到不同的邊坡環境、邊坡高度、邊坡工程安全等級或者由于其支護結構形式有其一定條件的適應性及優缺點，即在邊坡支護形式的設計前需要具體問題具體分析來選擇支護結構形式或者選擇有效的組合形式。

1.1 土釘墻支護 土釘墻支護是一種在邊坡體內設置鋼筋、表面設置鋼筋網并進行噴漿保護的一種技術。土釘墻主要分為鉆孔注漿型、直接打入型、打入注漿型等。由于邊坡開挖后內在的強度較低，利用土釘墻對邊坡進行支護加固，這使得邊坡體和土釘墻形成一個整體，彌補其開挖后強度較低的特點。顯著改善邊坡形狀及破壞性狀，提高邊坡體的整體穩定性。

1.2 噴錨支護 噴錨支護形式與土釘墻類似，但是有著本質區別。噴錨支護指用高壓混凝土和打入邊坡體中的金屬錨桿共同作用，它是一種使用錨桿、噴射混凝土及邊坡體共同作用的體系。高壓注入的混凝土能夠侵入裂隙、孔隙及節理等，使得巖層及不良結構面的強度得以加強，提高邊坡體的整體性及自承載能力。適于硬粘土、一般粘性土、粉土層，不適于有機土。

1.3 擋土墻 擋土墻是指支承山體及路基，防止其出現變形失穩的構造物。根據不同類型、構筑物結構特點、墻體材料及受力方式不同，其分類也不同。如：根據受力方式不同可分為仰斜式擋土墻和承重式擋土墻；按建筑材料可分為石、混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等等。同時根據其擋墻類型的不同，其適應條件也是有所區別。重力式擋墻構造簡單，斷面尺寸較大自身較重，邊坡土體的穩定性主要依靠擋土墻自身重力約束，在巖質邊坡及挖方形成的土質邊坡中宜采用重力式擋土墻；懸臂式及扶壁式適用于地基承載力比較差的邊坡工程。

1.4 錨桿框格梁支護 錨桿框格梁支護是當前在公路邊坡中常用的一種支護形式，由預應力錨桿、框格梁、植被袋組成。其作用機理是通過錨桿和框格梁的預應力使得巖土體成為一個整體，充分利用巖土體自身的強度及其穩定性加固邊坡。同時在框格內設置植被袋。這種支護方式的優點是分保護邊坡體的自然結構、避免坡體進一步破壞，保護生態環境。由于考慮到邊坡高度、各層巖性不同的因素，需要修建成一定的坡度，做成梯級放坡的形式，并設置排水溝。若對于高大的巖質邊坡，還應設置柔性防護網，限制局部小范圍的落實和崩塌現象。

2 支護方式選擇的影響因素

根據《建筑邊坡工程技術規范》GB50330-2013第3.14條規定，建筑邊坡支護結構形式應該考慮場地的地質條件、環境、邊坡高度、邊坡側壓力大小和特點、邊坡變形的難易程度以及邊坡工程安全等級的因素來進行選擇，同時也應當考慮到邊坡失穩機理和施工中的安全合理、可操作性及經濟性等條件。

2.1 邊坡失穩機理 由于不同性質的邊坡存在著不同的影響因素和內在性質，所以其變形機理都是不盡相同的，例如：在巖質邊坡失穩中，結構面及其強度是起控制性作用的，當巖層破碎，風化嚴重，結構面強度較低，這時就很容易出現失穩的現象；而對于土質邊坡來講，其本身的強度是和其土的粘聚力（C）及內摩擦角（？漬）值相關的，但由于邊坡內部就處于一種靜定狀態，土中粘聚力的大小會受到土中水的影響，地下水位的上升或者強降水會使得土體呈現飽和狀態，土中的粘聚力降低，強度指標下降。上述兩個例子都談到了主要影響邊坡強度的因素，但邊坡失穩的產生都是多種相關因素共同作用的結果，其中不乏包含不良地質構造的影響、水文地質條件、地形地貌、工程地質條件的影響等等。

2.1.1 地形地貌 從一定的意義上來講，地形地貌是邊坡穩定性分析的控制性要素，它從坡度、坡型、臨空高度、坡向來反映邊坡的原始形態。當邊坡的臨空高度、坡度等因素綜合在一起時，其對邊坡的影響范圍就會顯的尤其的突出。同時，地形地貌也會對地表水及地下水的走向、滲透產生一定的影響。所以在支護結構形式的選擇中，對于地形地貌的關注還是非常有必要的。

2.1.2 工程地質條件 由于工程中的邊坡治理所涉及的范圍是局部性的，且工程地質條件因地而異。對于邊坡工程來講，概括性的總結就是邊坡類型是什么。具體而言，在邊坡工程中，巖質和土質邊坡所提供的物理力學參數不同。對于巖質的而言，主要關注其巖體的工程性質，即巖體內部裂隙、層理、節理發育情況。然而對于土質邊坡而言，主要關于其本身內部顆粒之間的粘聚力和內摩擦因素。只有充分的了解其中的不利因素，才能夠為支護的選型提供必要的依據。

2.1.3 水文地質條件及地下水 在邊坡失穩的機理分析中，水對其影響是最為主要的外部因素。由于地下水的埋藏深度、活動方式都會對巖土體的物理力學性質產生影響。一方面，降水會對邊坡表面巖土進行沖刷導致土顆粒被沖走，還會導致土的容重增加，土體變軟；另一方，地下水會使得邊坡土體軟化及強度降低，造成邊坡處于一種不穩定的狀態。

2.1.4 其它不良地質條件 在工程實踐過程中，都會遇到不盡相同的不良地質活動，邊坡工程也不例外。巖土體的風化、軟化、崩塌等都會使得支護型式的選擇是不同的，在邊坡支護方式的選擇中，要查明不良地質條件的類型、范圍、影響范圍、發生的機理，這樣才能有足夠的手段來進行應對。

2.2 環境保護 目前，對環境的保護日益加強，工程施工中都要制定嚴格的環境保護措施。邊坡工程的施工處理要求和當地的自然生態環境相結合，減少對原始地形地貌的破壞，避免對生態環境的擾動。因此，在邊坡支護方式的選擇中要考慮到植被種植和工程手段相結合的處理方式。

2.3 安全與合理性 對于所有的工程施工，都要求安全第一。邊坡工程由于其施工環境、地點大多都在山區，其不明的施工條件會對安全產生重要的影響。同時對于不同等級和難易程度的邊坡工程，存在著不同的安全系數取值。這些在支護形式的選擇中要加以相應的考慮。在保證安全的前提下，支護選擇還要堅持合理性要求。支護結構的選擇不是簡單的以某種指標值為確定因素進行比較，還要參照合理性原則綜合考慮其它因素，保證選擇的支護形式符合該工程的實際情況。同時在不同地區，其經濟發展水平也影響支護結構的選擇。因為在邊坡中的投入會決定其設計、施工過程中的技術水平。因此在選擇支護方案時兼顧當地經濟發展狀況是必要的。

3 實例

本路段位于構造侵蝕強烈的山區，斜坡是其主要地貌類型，坡面主要為旱地、水田，植被較稀疏。據工程地質測繪與勘探鉆孔顯示，路段內地層上部為松散堆積層，下部為砂巖、泥巖層。路段位于兩條斷裂夾持地帶，斷面傾向北東。受斷裂影響和作用，向斜兩翼多被破壞，路段內次級構造主要表現為巖層有褶曲現象。路段內依據含水介質的不同，可分為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水。

從上面的分析得知，引起斜坡失穩發生的可能因素為：地表水對巖土體的浸潤作用；臨空面有利于順層坡的滑動；滑坡后部水田的下滲作用利于滑坡的發生。因此須對影響斜坡滑動的因素進行分析，綜合治理，才能把斜坡治理好。因此要在坡腳上部施工抗滑樁；上部施工截水溝攔截地表水對滑坡的侵潤軟化作用；治理水田以減少水的下滲對斜坡的危害。

結合現場情況，在側邊溝處設置一排樁板式擋土墻，擋土板高出路基面5.0m左右，板后填土反壓。共24根樁，樁間距為5.0m。其中1#～6#樁，樁長22.0m，樁徑1.5m×2.0m；7#～13#樁，樁長23.0m，樁徑1.75m×2.75m；14#～19#樁，樁長23.0m，樁徑1.75m×2.25m；20#～24#樁，樁長23.0m，樁徑1.5m×2.0m。擋土板厚度0.5m，板后設0.5m厚砂夾卵石反濾層（見工程布置圖1）。于滑坡體外穩定地層處設置一道截水溝。將滑坡體上水田改為旱地并設置排水溝。

4 總結

根據邊坡失穩的特點及誘發因素，本邊坡采用了對癥下藥的工程治理措施。因為斜坡上植被稀疏，土質松散，又有水田滲水，故采用樁板式擋土墻結合排水溝及水田改造的施工方案，一方面減少地表水和大氣降水對邊坡的影響，另一方面增加順層滑坡的抗滑力。從效果來看，經過上述治理后邊坡的穩定性顯著提高。由于影響邊坡失穩的影響因素很多，這時對于邊坡支護結構形式選擇變得非常重要，在淺要分析了其地質條件、環境保護、安全合理性等因素對支護形式選擇的影響后，對于不同地區、不同條件的邊坡工程的影響條件還是不相同的。因此在支護選擇中，要充分了解清楚邊坡失穩的各種條件，再結合影響支護結構形式選擇的因素進行合理的組合。使其在滿足工程質量等條件下還要滿足經濟、安全、合理可操作的相關因素。

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