高邊坡設計與加固問題的討論

邱雨生

摘 要：隨著經濟的快速發展和社會的不斷進步，我國的基礎設施建設也逐漸發展起來，出現了各種各樣的高邊坡，但是也存在著一些高邊坡變形的問題。這些問題的出現不但使得投資量增加，并且還在一定程度上拖延了工期。從目前看來，我國的高邊坡設計仍然沒有一個很好的規范。本篇文章主要闡明了高邊坡的特點、設計的基本思路與辦法，并且對高邊坡的加固方面也展開了一些分析和討論。

關鍵詞：高邊坡;設計與加固問題;研究討論

1 探討高邊坡設計的復雜性

高邊坡設計的復雜性主要表現為以下這幾點：

首先第一點，高邊坡設計是否能夠成功的前提條件是有沒有一個全面的地質資料。比如地質的條件和人為的操作等原因會影響到邊坡的穩定程度，對于設計邊坡，需要符合土體的地層巖性以及一些強度特征， 如此一來才能夠有效地去避開局部或者是整體變形問題的出現。另外，高邊坡設計還結合了預測性和風險性設計。 因為在現實情況當中，存在著點多與線長方面的因素，在前期的一個地質調查中就會多多少少的對高邊坡不夠重視，原因是在這個時候暫時還沒有出現變形的問題。因此高邊坡的設計需要借鑒、研究在這方面的相關資料以及吸取過去的正確經驗，在這之后再來對開挖后可能出現的變形類型以及部位進行一個較為精準的估計。但是因為地質資料不夠詳細和全面，會導致設計沒有足夠可靠的依據，這使得存在著一定的盲目性。另外，地質條件的復雜多樣也讓設計存在著風險，這樣就出現了高邊坡設計是結合了預測性和風險性設計的。高邊坡設計實際上也是一個動態的設計過程。受到實際情況的局限，我們沒有辦法清楚地了解到開挖之前的邊坡地質狀況，導致了整個設計的過程沒有一個固定的模式。所以需要根據工期的推進以及地質條件的變化，對設計進行相應的調整，才能夠做到真正意義上的動態設計。

2 評價高邊坡的穩定性

在評價高邊坡的穩定性時，人們往往都是通過利用力學平衡這個計算方法來進行評價的。我們必須要承認的是，這個方法確確實實可以獲得相對來說比較穩定的數據，并且也可以確定最后加固工程的承受力。可是當力學平衡計算法在面對一些復雜的高邊坡穩定性計算中，就比較困難了。這是由于邊界條件和面巖土參數被破壞，沒有辦法能夠進行精確判斷和選擇，這在很大程度上使得計算所得的結果不能夠令人信服。因此，個人認為其實可以利用工程地質分析對比法來作為補充方法。工程地質分析對比法一方面能夠為力學平衡計算法提供變形類型的條件，另一方面還能夠更加明確變形的限度;將工程地質分析對比法與力學平衡計算法這兩者相結合、共同作用，可以較為精準的計算出穩定系數和作用力的數據，為高邊坡的設計提供了可靠、有力的依據。

2.1 工程地質分析對比法

2.1.1 依據自然極限條件下穩定坡的坡形、坡率、坡高來參照，也包括人工邊坡的坡高，通過利用這兩者的比較來分析和討論穩定性。

2.1.2 根據坡體的結構來對人工邊坡可能變形的類型和部位展開討論與分析。

2.1.3 通過利用變化的大小以及頻率來進行比較、判斷。

2.2 力學計算法

這里還有另外一種計算方法，即力學計算法。力學計算法有很多種不同的方式，在選擇和勘察確定的破壞種類和模式需要同時相一致，才有可能避免錯誤結果的產生。它破壞范圍的重點在于松動區域的大小，在沒有特殊情況之下，一般都是可以利用有限元，來計算出高邊坡在開挖之后位移場的大小與位置。

3 高邊坡設計思想和技術手段、基本準則與方法

3.1 設計思想和技術手段

高邊坡設計一定要嚴格遵循“調查、勘探、設計和施工”這四個環節緊密相連的規則，在施工中的新參數和新出現的特征要在第一時刻告訴設計部門，下一步用新設計來引導整個施工的全過程。與此同時再將相似的工程進行一個對比，把其它地方的成功設計思想帶到本設計中來。

高邊坡設計的技術手段主要是依照主體工程的施工工段來開展仔細的探測和嚴謹的調查工作，靠近高邊坡工程處進行合理的比較。高邊坡的設計千萬要重視開挖工作，向上傳遞的信息基本上應該包括“現場的巖層、風化的強度以及爆破的效果”等，經過慎重的考慮，最終敲定高邊坡設計施工的方案。

3.2 設計的基本準則

3.2.1 在高邊坡設計中使用的年限和保護的對象是至關重要的，一定要確保足夠的安全。

3.2.2 高度在四十米之下的邊坡一般是遵循放穩定坡率的設計原則;而高度在四十米以上的邊坡，若是也放緩邊坡的話，將會有很大可能性增加大量放棄的方量。這樣不僅會導致破壞大量的植被，而且還會引起征地量的增加與浪費，非常不利于環境的保護。因此，我們應當利用適當增加坡率的辦法，來加強支擋加固工程。

3.2.3 加固工程的全程之所以都應該使用“固腳和強腰”的方式來開展，是因為存在坡腳應力和地下水集中的特點。“固腳”的精準含義是鞏固坡腳或者級邊坡的支撐力，而“強腰”的意思則是去保證高邊坡的局部穩定，進一步講，其實也就是保證整體的穩定性。

3.3 高邊坡的設計方法

從目前的情況來看，高邊坡設計在我國并沒有達成統一的認知，在這里簡單討論采取幾種不同方法相結合的設計辦法。

3.3.1 工程地質比擬法：這種方法主要是通過利用自然穩定坡的調查結果以及相關數據的分析情況，來尋找可以進行比較的坡形、坡率與坡高。

3.3.2 力學的計算法：這種方法是通過選擇合適的坡體結構與破壞模式，進而計算出所設計的坡形的穩定度，進一步調整、改變坡形的參數來實現合理的設計。

3.3.3 經驗對比法：參照地質條件下穩定的人工邊坡有關的設計辦法和思想，來對新的邊坡來展開相似設計。

4 高邊坡工程的加固方法

高邊坡加固工程的方法其實有很多種，應當根據現實中的實際情況，選擇合適的方法，我們下面就支擋加固這一方法進行簡單的介紹。

4.1 擋土墻

擋土墻的重要作用是承受側向土壓力的墻式建筑物，為了避免發生土體坍端問題，所以修建了擋土墻。在我國的工程項目之中，擋土墻經常被用來支撐路堤填土或者是路塹邊坡，再就是一些橋臺、河流堤岸還有隧道洞口岸等。擋土墻不僅能夠加強不良地質路段邊坡的穩定性、來避免發生滑坍問題以及沿河路段水流沖刷問題的出現，它還能夠節省道路用地、減少拆遷以及減少占用農田。這樣可以進一步保護一些重要的建筑物，改善生態環境。

4.2 錨桿加固

錨桿加固也是屬于支擋加固的一個方法，當出現邊坡的坡體破碎情況又或者是邊坡的地層軟弱時，可以通過打入一些錨桿來對邊坡進行加固。用錨桿對邊坡加固，其實它的作用就相當于螺栓的作用，其機理是相同的。錨桿加固是一種中淺層的加固方法。

4.3 預應力錨索加固

支擋加固還有一種方法是預應力錨索加固。如果在邊坡比較高的時候，或者是坡體的潛在破裂面位置不淺的時候，預應力錨索就是一個比較不錯的加固方法。從現在這個情況來看，在高邊坡的加固工程中，預應力錨索加固正慢慢地發展成為一種走向，它逐漸地被越來越多的人所接受。

5 結語

總而言之，高邊坡的設計和加固工程有著非常重要的研究意義，我們可以通過設計和加固高邊坡來提高結構使用的整體性能。高邊坡把地質體的一部分變成了人為的工程，由于地質體的特點是復雜多變，這使得高邊坡的設計工作更加復雜，接下來我們應當繼續探索和實踐，爭取早日在工程行業形成一個共識。隨著我國經濟的快速發展和基礎設施建設的推進，高邊坡設計的意義越來越重要。在之后相關的設計和施工中，我們應當進一步完善這項技術的分析方法，吸取過去的經驗和教訓，逐步推動我國的建筑事業。