頡保亮
(江蘇省有色金屬華東地質勘查局,江蘇 南京 210007)
在我國經濟持續發展的背景下,增加了許多的工程活動,很多區域都進行了大量基礎設施建設,如路堤、碼頭、公路、鐵路等,增加了填筑、開挖邊坡的數量,而在邊坡工程中穩定性是一個重點問題。并且,當前各個區域防治的一項重要工作內容,便是邊坡類地質災害的治理,特別是隨著我國不斷加快城鎮化進度,危險邊坡數量增加,進而引發了一些斜坡類地質災害,如滑坡、崩塌等[1]。故此,人們更進一步研究邊坡穩定性的相關內容,并提出科學、可行的治理手段,具有較強的現實意義,有助于避免因滑坡等災害帶給人們的損失。
當前有較多方法能夠對邊坡工程穩定性進行分析,而邊坡可靠性、邊坡極限平衡法及工程地質這三種無疑是最多用到的方法。工程地質分析法,是早期常用的探究邊坡穩定性的方法,主要是根據某一邊坡,擬定出穩定狀態下的邊坡坡腳值,隨后將邊坡穩定性的影響因素與這個值進行對比分析,進而把邊坡穩定值確定出來;邊坡可靠性分析法則是,工程材料選用堆置物,將人工控制結構作為工程結構,或用巖土體作為工程的材料,工程結構是巖土體天然結構,此種構筑物較為特殊。由于處在區域不同,此種構筑物的組成與結構不均勻,特別突出表現在天然邊坡,因為構成邊坡地質體系受到多循環地質的長時間作用,也使得其工程地質性質有很大不同[2]。當前主要使用統計矩法、隨機有限元法、可靠指標法等分析邊坡可靠度;重點利用靜力平衡原理,即為邊坡極限平衡法,也就是結合邊坡自身滑體或是滑體分塊力學平衡原理,借助此種原理,分析在多種破壞模式下邊坡的受力狀態,根據邊坡滑體的下滑力和抗滑力間的關系,對邊坡工程的穩定性做評價,當前計算分析邊坡穩定較多用到極限平衡法,最多應用到邊坡工程實踐中。
1.2.1 邊坡巖體、土體的因素
邊坡自身的巖體和土體物質構成會直接影響到邊坡的穩定性,比如全風化巖、坡積土層、強化風巖、石英等主要物質構成的邊坡,若邊坡巖土體的物質構成較易溶蝕、風化,那么其就難以具備較強的抗風能力,并且,若積水問題發生在這類邊坡土體,就可能給其穩定性形成破壞,給力學參數形成影響,從而導致地質災害的發生。
1.2.2 人為因素
邊坡經過人工開挖后,可能會破壞邊坡原先的巖體結構與土體,使一些邊坡變為陡坎狀,如此,則會加大邊坡表面出現積水、滲透問題的幾率,當這些問題發生時,會加大邊坡的重量,進而可能誘發崩塌的情況。同時,伴隨不斷加大開發力度,邊坡處的坡度更趨于垂直,也會使坍塌的可能性加大。
1.2.3 自然因素
降雨和大風等天氣條件,也是引發地質災害的重要因素,在風的作用力長時間侵蝕下,邊坡的土體和巖體會出現風化現象,導致巖體、土體出現不穩定的情況,這時候若受到外力作用就可能出現崩塌事故。同時,在較大雨水量的天氣下,雨水會滲透到邊坡土體內部,使巖體和土體重要增加,當摩擦力減小、重力增加的時候,就容易發生滑坡的情況。
2.1.1 認真搜集邊坡基礎材料
治理邊坡穩定性的過程中,涉及到邊坡所在地的地質構造、地理條件、巖土、水文情況等材料都有著較高的價值,為了使制定出的支護實際方案更具科學性,提高邊坡的穩定性,就要注意搜集邊坡的這些基礎材料,在獲取到全部信息后,展開參數計算[3]。
2.1.2 做好參數的計算
完成邊坡基礎材料的搜集工作后,應運用綜合的數據分析,來分段邊坡,針對邊坡的不同土質情況,針對性地設計邊坡支護方案。而為了選出的支護方案更為合理、具體,在整理與運算邊坡的參數時,為了提高準確性,要注意確定邊坡待回填高度、類型及長度等內容,然后嚴格評定這類邊坡施工的安全等級。例如,某加油站邊坡A-B-C段的支護設計,其坡頂是加油站入口與充電區,場地標高有887.0m,要想邊坡穩定性得以保障,回填后的邊坡高度須保障在3m~4.5m[4]。同時,開展邊坡支護施工,還應確認該段土質邊坡的飽和重度、基底摩擦系數、天然重度等,如此設計出的支護方案才能具有較強科學性。
2.1.3 科學制定支護方案
邊坡支護方案的制定過程中,既要貫徹動態設計原則,又要對各項技術標準、規定嚴格遵守。并且,為了提高施工方案的科學性,在得到施工現場的相關數據信息后,需要進行比對與計算。同時,設計施工方案要注意安全可靠,為了更好確保各類施工機械、技術及人員調動的足夠安全,需要施工人員加強現場管理。制定出的方案不僅要保證施工質量,還要考慮對技術可行性的把控,以及最大化的經濟效益。此外,在明確邊坡相關特征的前提下,施工人員要注意對邊坡的相關數據展開仔細分析,進而使提出的支護施工方案科學性、針對性更強,方案中要對擋土墻、放坡、抗滑坡的具體厚度、寬度、傾斜度、長度、高度等進行合理設計,從而確保邊坡支護的穩定性。
2.2.1 做好施工前的準備工作
在開展施工前,各項準備工作一定要做到位,比如,對邊坡支護施工區域進行合理劃分,將之分為不同的幾個階段,在確定了每個環節的施工等級之后,就能把有著相同施工登記的規劃在一起進行支護施工。同時,施工前要清理好邊坡周邊,全面性清理即將施展支護施工的邊坡周圍。
2.2.2 擋墻施工
實際上利用混凝土進行施工,就是擋墻施工。其主要是在擋墻的界面變化處設置沉降縫,墻身處進行復合開檔墻邊線與泄水孔等設置,需要注意的是混凝土施工是擋墻施工的關鍵。同樣以某加油站為例,其進行擋墻施工時采用了C20型號的毛石混凝土,以下為具體要求:制作毛石混凝土,為確保毛石原料的穩固、堅實,要對毛石原料進行適當選擇,并注意毛石的總用量不能超過擋墻總體體積的30%,同時,注意對毛石尺寸的篩選控制,從選擇層面確保毛石混凝土質量與建設要求相符合;為避免毛石裸露在混凝土的表層,擋墻堆砌要按照施工工藝標準進行,與模板與槽壁相距要>15cm,毛石鋪放不能<10cm;為了保證毛石混凝土的密度和強度,要對毛石混凝土澆筑進行維護,并合理振搗,盡量排出毛石混凝土處的氣體[5]。
2.2.3 錨桿施工
在邊坡內部設置固定錨桿,無疑是一項確保邊坡穩定性的有效方法,當前在一些礦山的大壩、隧道中較多使用到錨桿設施。需要注意的是,要結合邊坡的具體測量情況,依托數據展開精確計算后,設置錨桿的間距和長度。錨桿深入邊坡內部后,將固定的工程建筑與錨桿的一端相連接,另一端在邊坡中深埋,以使錨桿主體和周圍土體的摩擦力增加,進而提高邊坡的穩定性。
2.2.4 抗滑樁施工
抗滑樁是當前治理滑坡的一項有效措施,在全國及世界范圍內都取得了較為理想的滑坡治理效果。這是因為抗滑樁擁的抗滑能力很強,并且不會浪費許多混凝土,倘若滑坡推力大、滑動面深,采用抗滑樁來展開邊坡的加固設計,相比于其它措施則顯得更為有效。值得一提的是,在采用抗滑樁治理的時候,可能會有新的臨空面產生,進而誘發滑坡事故,所以,在具體的施工過程中,需要仔細地觀測邊坡,如此既能對邊坡變形的大小進行良好反映,又能對因變形過大形成的安全隱患進行及時處理。
總之,伴隨我國社會經濟的不斷發展,也會持續擴大工程建設的規模,而在實施這些工程的時候,會面臨著許許多多的邊坡問題。邊坡的高度越來越大,種類也越來越多,在此種情況下,怎樣使邊坡的穩定性得到保障,就成為了全行業重點關注的問題。希望本文的相關探討,對于邊坡穩定性的提升,及地質災害治理工作的更好開展,起到一定促進作用。