巖土工程邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察研究

邵宇

摘 要：在開展邊坡治理的過程中，對(duì)于工程量巨大的一些大型的治理工程，由于在其治理過程中具有較大難度，并且一些邊坡在治理過程中需要花費(fèi)極高的成本，對(duì)于這類邊坡，在開展施工的過程中，應(yīng)該堅(jiān)持盡可能避讓的基本原則，實(shí)在不能進(jìn)行繞避的邊坡，應(yīng)采取：寧強(qiáng)勿弱、保證安全的基本原則，針對(duì)實(shí)際的情況，應(yīng)用安全、可靠的技術(shù)與方法來開展治理工作。本文從邊坡地質(zhì)災(zāi)害的危害出發(fā)，對(duì)巖土工程地質(zhì)災(zāi)害治理方法和勘察設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：巖土工程；邊坡地質(zhì)災(zāi)害；勘察設(shè)計(jì)；治理方法

引言

巖土工程是工程建設(shè)中涉及巖土體的開挖與加固，地質(zhì)災(zāi)害是對(duì)自然或人為作用產(chǎn)生的有害地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行防范與防治。后者包含了更全面地對(duì)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境合理開發(fā)與管理的思想。在我國，大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象都是人為因素引發(fā)的，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，近年來我國每年因地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失約占各種自然災(zāi)害的1/4～1/5，因此，減少或制止破壞生態(tài)環(huán)境行為、及時(shí)采取地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防和防治措施，是我國當(dāng)前減少損失的首要途徑。

1 邊坡地質(zhì)災(zāi)害分析

邊坡地質(zhì)災(zāi)害的形成與邊坡工程及病害的形成時(shí)間有直接的關(guān)系，依據(jù)其形成時(shí)間與與邊坡工程之間的關(guān)系。對(duì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的類型劃分，主要分為兩種：（1）在邊坡工程施工過程中，由于邊坡工程開挖等因素所導(dǎo)致的新的邊坡地質(zhì)災(zāi)害，常見的邊坡開挖過程中所引起的滑坡、崩塌、坍塌等。（2）在開展邊坡開挖工程施工之前就已經(jīng)存在的邊坡災(zāi)害，這通常是指老的邊坡災(zāi)害，其由于邊坡工程的活動(dòng)導(dǎo)致其復(fù)活。

由于在邊坡的頂部存在平行于坡面的張性拉裂縫，其很容易表現(xiàn)為中上部的失穩(wěn)破壞，一旦出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，將會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，在開展邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理工作的過程中，應(yīng)該加大中上部削坡載減的力度，盡量的將邊坡放緩，并要依據(jù)其實(shí)際特點(diǎn)采取有效的加固處理措施，保證能夠?qū)⑵湟淮涡愿危乐蛊淞粝掳踩[患，在實(shí)際的邊坡治理工作中，人們開始注意到，不僅僅要能夠有效的提升其穩(wěn)定性，還需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，保證其能夠與周邊的環(huán)境良好的融合，從而形成良好的綠色人文景觀，這能夠大大的提升邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理效果，這就需要能夠在實(shí)際的勘察活動(dòng)中，對(duì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察設(shè)計(jì)工作予以合理設(shè)計(jì)。

2 常用的邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理方法

目前常用的幾種邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理方法表現(xiàn)為：

2.1 人工構(gòu)筑物

通過人工構(gòu)筑物來實(shí)現(xiàn)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理，在實(shí)施人工構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)邊坡在內(nèi)的各種地質(zhì)因素的影響予以綜合的考慮，同時(shí)還需要對(duì)施工爆破等人為因素、工程載荷、巖體風(fēng)化、地震等一些外部因素的影響予以全面的分析，常見的人工構(gòu)筑物有：主被動(dòng)網(wǎng)防護(hù)、多道攔石擋土墻、明洞等。

2.2 排水

治水是在邊坡防治過程中所應(yīng)該堅(jiān)持的最基本的原則，對(duì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性具有較大影響的地下水與地表水實(shí)施引排或者是截流處理，并要降低動(dòng)水壓力及孔隙水的壓力，從而有效的防止不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)面填充物的強(qiáng)度降低，同時(shí)有效的提升巖體的質(zhì)量，在這種邊坡治理方法中常用的方法有：灌漿封閉邊坡巖體中的張裂隙、邊坡泄水孔、排水溝、截水溝等。

2.3 嵌補(bǔ)支頂

通過對(duì)風(fēng)化剝蝕凹坑或者說可能發(fā)育的溶洞實(shí)施嵌補(bǔ)支頂，對(duì)于上部不穩(wěn)定巖體的生根具有積極的作用。

2.4 清除

對(duì)于已經(jīng)松動(dòng)、穩(wěn)定性特別差的巖石塊體，可以將其予以清除。

3 邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計(jì)

在開展邊坡勘察工作的過程中，要對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的自然與人工邊坡的變形失穩(wěn)破壞與治理情況予以全面的調(diào)查，必要的情況下，可以開展物探、鉆探與瓦探等處理，以便于將隱伏結(jié)構(gòu)面予以明確，這對(duì)于降低其地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率具有積極的作用；要將層間夾層的分布、斷層、節(jié)理裂隙、巖層等結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與位置予以綜合的考慮，同時(shí)還需要對(duì)地下水的分布情況、充填情況、節(jié)理裂隙張開程度、斷層延伸長度、節(jié)理裂隙密度、斷層寬度、節(jié)理裂隙及斷層等結(jié)構(gòu)表面的產(chǎn)狀、位置等予以查明，對(duì)邊坡需要開展動(dòng)態(tài)信息的勘察設(shè)計(jì)與施工，在開展施工的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)施工工程地質(zhì)與勘察工程的地質(zhì)條件發(fā)生變化，就需要及時(shí)的開展補(bǔ)充勘察與監(jiān)測工作，并要及時(shí)的對(duì)相關(guān)的工程措施進(jìn)行完善。

在對(duì)邊坡的穩(wěn)定性實(shí)施分析的過程中，目前常用的有定量分析與定性分析兩種方法，在實(shí)際的工程分析過程中，其穩(wěn)定性是受到多種因素的影響，要想在開展分析的過程中，應(yīng)用一種合理的計(jì)算方法對(duì)其力學(xué)參數(shù)實(shí)施準(zhǔn)確的計(jì)算是具有較大難度的，因?yàn)椴还苁菓?yīng)用哪一種計(jì)算方法，其都具有一定的局限性，在具備相關(guān)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也會(huì)存在一定的不合理之處，要想取得良好的分析效果，就需要各種綜合性的計(jì)算方法來開展計(jì)算，常用的計(jì)算方法有有限元法、楔體滑動(dòng)分析法、巖石質(zhì)量法、工程類比分析法等多種方法，在邊坡的楔體穩(wěn)定性與整體穩(wěn)定性的分析過程中，應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)法能夠取得良好的分析成果。

對(duì)幾種常用的計(jì)算方法進(jìn)行分析：

3.1 有限元法

在這種計(jì)算方法中，是應(yīng)用巖石岸坡應(yīng)力位移場有限元模擬軟件來對(duì)自然坡的的應(yīng)力場以及不同位置橋基荷載作用下的應(yīng)力場實(shí)施模擬分析，對(duì)橋基的設(shè)計(jì)位置開展進(jìn)一步的優(yōu)化，并要依據(jù)Mohr的強(qiáng)度準(zhǔn)則來對(duì)巖體的破壞情況開展分析，在對(duì)巖體的控制性結(jié)構(gòu)面建立地質(zhì)模型開展分析的過程中，可以應(yīng)用離散元分析發(fā)來開展，對(duì)岸坡巖體處于加載模式與不加載模式中的時(shí)效變形趨勢開展分析的過程中，要對(duì)岸坡的破壞范圍與破壞模式予以明確之后，再開展相關(guān)分析，這能夠?yàn)榘镀聨r體加固提供有力的設(shè)計(jì)依據(jù)。

3.2 赤平投影空間解析法

應(yīng)用臨空邊坡面及多組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面的極射赤平投影，對(duì)不同類型的結(jié)構(gòu)面組合特征予以明確，這能夠?qū)Y(jié)構(gòu)體失穩(wěn)模式類型、穩(wěn)定趨勢、結(jié)構(gòu)體的類型等予以直觀的判斷。

3.3 楔形體滑動(dòng)分析法

在應(yīng)用這種方法開展分析的過程中，其楔形體滑動(dòng)面是由兩個(gè)傾向相反、坡面傾向相同，并且交線傾向也相同、傾角小于邊坡交的軟弱結(jié)構(gòu)面所組成的，在開展分析的過程中，可以通過赤平投影、三角幾何法、實(shí)體比例投影法來對(duì)滑動(dòng)面的交線傾角、滑動(dòng)面法線、以及二者之間的夾角等進(jìn)行計(jì)算，對(duì)械體在自身重力作用下的受力情況進(jìn)行分析，能夠得到邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)值，在此基礎(chǔ)上開展相關(guān)的計(jì)算，能夠得到邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，在開展相關(guān)計(jì)算的過程中，還需要對(duì)地震力、靜水壓力等一些作用力的影響予以綜合的考慮。

3.4 極限平衡法

在極限平衡法中也包含了多種計(jì)算方法，如：剛體平衡法、雙平面極限平衡等K法等，各種計(jì)算方法在實(shí)際應(yīng)用中都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

3.5 巖石質(zhì)量法

在穩(wěn)定邊坡角的計(jì)算過程中，巖石質(zhì)量法具有廣泛的應(yīng)用，其主要是對(duì)橋梁基礎(chǔ)位置與合理埋深明確，并要要求其橋梁的基礎(chǔ)底面位于穩(wěn)定邊坡角以內(nèi)。

4 結(jié)語

在開展工程施工的過程中，在一些環(huán)境比較差的特殊地理環(huán)境中，經(jīng)常會(huì)遇到邊坡等特殊地質(zhì)，對(duì)于這類地質(zhì)條件，若不能及時(shí)實(shí)施有效的處理，很容易引發(fā)各種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，這就需要在開展工程施工之前，做好邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計(jì)工作，并要應(yīng)用各種有效的計(jì)算方法，對(duì)勘察結(jié)果予以有效地分析，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用各種有效的治理措施開展地質(zhì)災(zāi)害的治療工作，本文就主要針對(duì)此予以了簡單分析，對(duì)于實(shí)際的邊坡地質(zhì)災(zāi)害的勘察設(shè)計(jì)工作具有一定的參考價(jià)值。

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