邊坡穩(wěn)定性及處理方法

1、邊坡穩(wěn)定性及處理方法笑巡下寮匕我國是一個多地質(zhì)災(zāi)害的國家，在眾多的地質(zhì)災(zāi)害中，邊 坡失穩(wěn)災(zāi)害以其分布廣害大，而對國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成巨大的 損失。因此，研究邊坡變形破壞的過程，分析其失穩(wěn)的主要影響因素， 對正確評價邊坡的穩(wěn)定性、采取相應(yīng)有效的邊坡加固治理措施具有重要 的現(xiàn)實意義。1邊坡工程穩(wěn)定性分析1.1邊坡穩(wěn)定性的影響因素邊坡在形成的過程中，其內(nèi)部原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化，引起了應(yīng)力 集中和應(yīng)力重分布等。為適應(yīng)這種應(yīng)力狀態(tài)的變化，邊坡出現(xiàn)了不同形 式和不同規(guī)模的變形與破壞，這是推動邊坡演變的內(nèi)在原因；各種自然 條件和人類的工程活動等也使邊坡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了相應(yīng)的變化，這些 條件是推動邊

2、坡演變的外部因素。1.1.1地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、斷層和節(jié)理裂 隙的發(fā)育程度以及新構(gòu)造運動的特點等。通常在區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜、褶皺強 烈、斷層眾多、巖體裂隙發(fā)育、新構(gòu)造運動比較活躍的地區(qū)，往往巖體 破碎、溝谷深切，較大規(guī)模的崩塌、滑坡極易發(fā)生。1.1.2氣候因素極端的氣候條件和全球氣候變化構(gòu)成滑坡發(fā)生的主要觸發(fā)和誘發(fā)條件， 中國南方天氣系統(tǒng)主要受印度洋暖濕氣流的控制，夏季多局部強降雨過 程；而我國的西北地區(qū)，主要受季風(fēng)氣候影響。1.1.3地下水處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用，使坡體的有效重力減 輕；水流沖刷巖坡，可使坡腳出現(xiàn)臨空面，上部巖體失去支撐，導(dǎo)致

3、邊 坡失穩(wěn)。1.1.4邊坡形態(tài)邊坡形態(tài)通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一 般來說，坡高越大，坡度越陡，對穩(wěn)定性越不利。1.15人類活動據(jù)統(tǒng)計，50%以上的滑坡事件與人類活動有著直接或間接的關(guān)系。隨著 社會經(jīng)濟的發(fā)展，自20世紀中期以來，人類活動的力量日益劇增，并 表現(xiàn)出逐漸取代自然營力。在土木、水利、交通、礦山等大型土工活動中，由于開挖斜坡、填土、 棄土和堆積礦渣等，使邊坡中的土體內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化，或由于開挖使 土體的抗剪強度降低，或因填土增加荷重而增大滑動力等，有些地方出 現(xiàn)了缺乏論證的修、開礦和不合理的切坡、用水及亂砍濫伐植被的現(xiàn)象、 對自然環(huán)境的改變或破壞等，都成為滑

4、坡事件頻頻發(fā)生的主要因素。1.2邊坡工程穩(wěn)定性分析方法1.2.1邊坡極限平衡法極限平衡法是邊坡穩(wěn)定分析計算的主要方法，也是工程實踐中應(yīng)用最多 的一種方法。它是在已知滑動面上對邊坡進行靜力平衡計算，根據(jù)邊坡 上的滑體或滑體分塊的力學(xué)平衡原理（即靜力平衡原理）分析邊坡各種破 壞模式下的受力狀態(tài)，以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關(guān) 系來評價邊坡的穩(wěn)定性。對于均勻土體可以通過經(jīng)驗或者優(yōu)化的方法獲 得滑移面，因而十分適合土質(zhì)邊坡。1.2.2邊坡可靠性分析法邊坡工程是以巖土體為工程材料，以巖土體天然結(jié)構(gòu)為工程結(jié)構(gòu)，或以 堆置物為工程材料，以人工控制結(jié)構(gòu)為工程結(jié)構(gòu)的特殊構(gòu)筑物。這些構(gòu) 筑物都程度不同

5、地存在組成和結(jié)構(gòu)上的不均勻性，天然邊坡尤為突出， 因為構(gòu)成邊坡的地質(zhì)體經(jīng)受長期的多循環(huán)的地質(zhì)作用，而且作用強度不 一，且又錯綜復(fù)雜，致使它們的工程地質(zhì)性質(zhì)差異很大?，F(xiàn)階段邊坡可 靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法，可靠指標法，統(tǒng)計矩法以及隨 機有限元法。2邊坡工程處治措施病害邊坡治理方法，按所起作用可分為兩種：一種是邊坡整體穩(wěn)定，僅 對表部或局部出現(xiàn)的變形破壞采取的防護措施；另一種是邊坡整體不穩(wěn) 定，為消除或減少不穩(wěn)定因素，增強邊坡穩(wěn)定而采取的整治工程措施。 2.1改變邊坡的幾何形態(tài)對于滑動變形邊坡，破壞的基本原因是力學(xué)平衡條件被破壞，滑動力大 于抗滑力。因此，增加抗滑力，減少滑動力，使二力平

6、衡是防止破壞的 關(guān)鍵。這種方法主要是通過削坡、減重、反壓、設(shè)置抗滑擋墻和抗滑樁 等措施，消減推動滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì)和增加阻止滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì)，即 通常所的砍頭壓腳，或減緩邊坡的總坡度，即通稱的“削方減載”。此 種方法技術(shù)上簡單易行且加固效果好，特別適用于滑面深埋的滑坡。（1）抗滑樁技術(shù)邊坡處置工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下 部的側(cè)向土體或巖體，依靠樁下部的側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡的下推力，從 而使得邊坡保持平衡或穩(wěn)定?？够瑯杜c一般樁基類似，但主要承受的是 水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材，樁斷面 剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣，其缺點是混凝土抗拉能力有限。

7、 抗滑樁施工最常用的方法是就地灌注樁，機械鉆孔速度快，樁徑可大可 小，適用于各種地質(zhì)條件；但對地形較陡的邊坡工程，機械進入和架設(shè) 困難較大。鉆孔時的水對邊坡的穩(wěn)定也有影響。人工成孔的特點是方便、 簡單、經(jīng)濟，但速度慢，勞動強度高，遇不良地層（如流沙）時處理相當 困難。另外，樁徑較小時人工作業(yè)面困難。（2）注漿加固技術(shù)注漿加固技術(shù)是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙， 以改變注漿對象的物理力學(xué)性質(zhì)，從而滿足各類土木建筑工程的需要； 注漿加固技術(shù)的成敗與工程問題、地質(zhì)問題、注漿材料和壓漿技術(shù)等直 接相關(guān)，如果忽略其中的任何一個環(huán)節(jié)，都可能造成注漿工程的失敗。 工程問題、地質(zhì)特征是灌漿取

8、得成功的前提，注漿材料和壓漿技術(shù)是注 漿加固技術(shù)的關(guān)鍵。2.2消除和減輕水的破壞病害邊坡的發(fā)生發(fā)展常與水的作用密切相關(guān)，有時水是導(dǎo)致破壞的主要 因素。因此在治理病害邊坡時，應(yīng)采取措施消除或減輕水對邊坡的害， 起到減少滲透水壓力，減輕水對巖土體的軟化和溶蝕分解，消除或減小 水的沖刷等作用。常用排水工程措施包括將地表水引出滑動區(qū)外的地表排水和降低地下 水的地下排水。地表排水工程的設(shè)計要求：填平坑洼、夯實裂縫。坡面產(chǎn)生坑洼和裂縫，往往是滑坡的先兆，也 是導(dǎo)致嚴重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會匯集在坑洼處或沿 著裂縫滲入土層，使土的抗剪強度降低，造成坡體滑動。因此，對坑洼 和裂縫應(yīng)仔細查找，認真

9、夯填。合理確定截水溝的平面置。截水溝的平面布置，應(yīng)盡量順直，并垂直 于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時，應(yīng)將凹地填平或與外側(cè)擋土 墻相連，內(nèi)側(cè)與水溝聯(lián)結(jié)，避免水溝內(nèi)的水流越出或滲入截水溝溝底， 導(dǎo)致水溝破壞。應(yīng)該結(jié)合邊坡的區(qū)域地、地形特點，充分利用自然溝谷， 在邊坡體內(nèi)外修筑截水溝、平臺截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流 槽等，形成樹杈狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，以迅速引走坡面雨水。2.3支擋構(gòu)筑物采用支擋結(jié)構(gòu)物如擋墻、被動樁、沉井或斜坡內(nèi)部加強措施如固、土釘、 加筋土等來防止或控制斜坡巖土體的運動。恰當?shù)脑O(shè)計這類措施可用于 穩(wěn)定大多數(shù)體積不大的滑坡或有足夠空間而不能用改變斜坡幾何形態(tài) 治理的滑坡。重

10、力式擋墻是使用最廣的支擋結(jié)構(gòu)物。（1）固技術(shù)巖土固技術(shù)是把一種受拉桿件埋入地層中，以提高巖土自身的強度和自 穩(wěn)能力的一門工程技術(shù)。由于這種技術(shù)大大減輕結(jié)構(gòu)物的自重，節(jié)約了 工程材料并確保工程的安全和穩(wěn)定，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益， 因而目前在工程中得到極其廣泛的應(yīng)用。桿在邊坡加固中通常與其他只 當結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，例如以下幾種情況：桿與鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用，構(gòu)成鋼筋混凝土排樁式桿擋墻。排樁可 以是鉆孔樁、挖孔樁或預(yù)置樁；桿可以是預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力桿，預(yù)應(yīng)力 桿材料多采用鋼絞線（預(yù)應(yīng)力索）、四級精軋螺紋鋼（預(yù)應(yīng)力桿）。桿的數(shù) 量根據(jù)邊坡的高度及推力荷載可采用樁頂單點作法和樁身多點作法。桿與鋼筋混凝

11、土格架聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土格架式桿擋墻。桿點設(shè) 在格架節(jié)點上，桿可以是預(yù)應(yīng)力桿（索）或非預(yù)應(yīng)力桿（索）。這種支擋結(jié) 構(gòu)主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡，以阻止巖石邊坡因卸荷而失 穩(wěn)。桿與鋼筋混凝土板肋聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土板肋式桿擋墻，這種結(jié) 構(gòu)主要用于直立開挖的IILW類巖石邊坡或土質(zhì)邊坡支護，一般采用自 上而下的逆作法施工。桿與鋼筋混凝土板肋、定板聯(lián)合使用形成定板擋墻。這種結(jié)構(gòu)主要用 于填方形成的直立土質(zhì)邊坡。（2）加筋土和加筋擋土墻技術(shù)加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復(fù)合土。在土中加入加筋材 料可以提高土的強度，增強土體的穩(wěn)定性。因此，凡在土中加入加筋材 料而使整個土工系統(tǒng)的力學(xué)性能得到改善和提高的土工加固方法均稱 為土工加筋技術(shù)，形成的結(jié)構(gòu)亦稱為加筋土結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)相比，加筋邊坡和加筋擋土墻的特點有：結(jié)構(gòu)新穎、造 型美觀、技術(shù)簡單、施工方便、要求較低、節(jié)省材料、施工速度快、工 期短、造價低廉、效益明顯、適應(yīng)性強、應(yīng)用