基于高边坡岩土工程设计方案的分析

2016-12-03魏欣欣

地球 2016年9期

关键词：坡体岩土岩体

■魏欣欣

（广东有色工程勘察设计院　广东　广州　510080）

基于高边坡岩土工程设计方案的分析

■魏欣欣

（广东有色工程勘察设计院广东广州510080）

目前岩土工程的建设面临着非常严峻的挑战，岩土工程就现在的技术来说是一项复杂的工程，因为岩土的组成成分复杂且容易受到环境的影响，很难对其处理，技术人员不能通过一些模型来精确的获得它的性质与状态。岩土工程建设最大的问题就是岩土边坡稳定性的问题，所以怎么作出合理科学的应对措施也是很重要的问题，尤其是高边坡的稳定性，因此技术人员应该努力地研究岩土边坡问题的解决办法，本文通过施工经验实践对此问题进行分析得出一些岩土工程边坡设计方案。

岩土工程设计方案高边坡

0　序言

随着经济的发展，越来越多的地下建筑涌现出来，这就要熟悉的掌握一些有关专业知识，通过长时间的施工经验来积累一些处理问题的方法。随着岩土工程必须越来越成熟，随之而来的问题就是岩土的处理问题，岩土边坡的稳定性问题就是一个严峻的问题，我将通过介绍边坡稳定的评以及边坡稳定的影响因素来进行分析。

1　边坡的分类

边坡按构成成分一般分为三类:（1）土体边坡，地质主要是由残积土坡积土构成。（2）岩体边坡，主要由岩石构成。（3）岩土混合边坡，它是由土和岩石混合构成。

2　设计高边坡岩土时要注意的问题

所谓岩土高边坡是土质边坡在二十米以上时称为高边坡，大于高度三十米岩质边坡也称为高边坡，为了作出高质量的高边坡岩土工程设计方案就要高清楚高边坡稳定性的条件，最后才能探讨高边坡设计问题。

2.1高边坡稳定性的评价办法

2.1.1影响边坡稳定性的因素

（1）影响土质边坡的稳定性主要有以下几方面，外界作用力，如地震等不可抗力，边坡坡度，土质边坡存在自身稳定坡度，一旦人工开挖影响形成临空面即容易坍塌；静止水压力的作用也会产生影响，当基坑或者大坝中地下水产生的渗透力也可以对边坡平衡进行影响。水的渗流会造成岩体出现空腔结构，使得岩体坍塌导致边坡稳定性降低，从而影响工程质量。

（2）影响岩质边坡的稳定性与如下因素有关，地质特点和地下岩层的性质以及地形特征，比如坡体是砂岩层，主要表现为岩石的侵蚀风化会产生表面覆盖的砂岩滑落，分化程度的不同会导致岩石出现空心的问题，在腔体内上表面覆盖一层岩石，并且很容易出现塌陷形成有安全事故的岩体，就像重庆的虎头危岩。还有石灰岩体，由于它的性质是含有是夹层顺向坡出现滑动失稳，严重时会造成岩体发生塌陷，岩石破碎等事故，比如重庆的鸡尾山的崩滑体如图（1）。

图1　鸡尾山的崩滑体

除了岩体本身的性质以外，也会受到外界因素的影响，如气候条件以及地震，火山等一些地质灾害，除此之外还有不合理的开挖和堆截等人为因素。所以在施工时一定要注意人为的一些破坏，尽量避免这种问题的发生，将危险出现的可能性降到最小。

2.1.2对高边坡稳定的判定标准

高边坡有如下四个稳定等级：

（1）稳定边坡，边坡的形态和边坡倾斜角度都满足岩土强度，也不存在附近的空腔结构，地下水不存在坡体处，整体和局部的稳定性都满足要求，并且稳定系数比项目安全等级系数还要高。

（2）基本稳定边坡，在这种稳定等级下，边坡稳定基本符合稳定边坡的要求，只是在一些坡体中会出现沟壑或者小石块掉落的现象。

（3）欠稳定性边坡，从整体方向来看，坡体处于稳定状态，但是少数部分地区坡度比较大，要比岩土稳定角更加陡峭，因为受到不利于稳定因素的影响，岩体性质不具备很高的强度，存在临空结构，会出现局部地区的坍塌现象。

（4）不稳定边坡，【如图2】岩体已经不能保持平衡，边坡的形状和倾斜角度都没有达到稳定边坡的标准强度的要求，当在一些旧的滑坡上进行施工作业时会导致坡体的复活，产生严重的空体结构，岩体会产生严重的损坏现象，在进行挖土施工时整体已经失去平衡，稳定小于标准稳定系数1.0。

图2　某乡道边坡

2.1.3需要稳定评价的边坡

在实际施工过程中，需要对一些处于特殊地里位置的边坡进行稳定性监测，比如已经选好的用作建筑施工的有自然斜坡的地方，在开挖和填土的施工过程中出现的，必须要进行稳定验算的边坡，在施工过程中对工程建设存在安全威胁的边坡。

2.1.4高边坡稳定评价的策略

一般情况下，施工人员会利用力学知识对边坡稳定程度进行评价，比如力学平衡计算法，这样才能得出边坡土体抗剪稳定情况，并且能计算出被加固工程的承受力。有限元强度折减法目前在国内外备受关注，在边坡稳定分析中得到肯定，随着科学的发展，科学家对有限步长迭代法中初始步长及他的调整系数的取值做了一系列的研究，使得有限元法适合于边坡工程。我们还应继续发展和完善现在的理论和方法，深入研究有关方法使它适用性更强，更加有助于高边坡岩土工程的设计。

3　高边坡岩土工程设计的一些经验

（1）混凝土喷射维护【如图3】施工，要用在适合此种方法的边坡中，不能用在存在裂缝以及烈度的边坡以及对环境要求较高的边坡，由于此种方法不具有美化作用，表面不够美观，与周围的环境不相称。另外地下水的渗透作用，如果地下水在混凝土面层出现向下渗流的现象，就会将混凝土下面的颗粒较小的砂料冲走，形成渗流通道，随着渗流作用的反复进行会使得空隙越来越大，导致土体疏松，造成水土流失和侵蚀的现象，影响到混凝土面层正常工作性能的发挥，造成一些不必要的损失。

图3　混凝土喷射维护

（2）在进行岩体边坡的挖掘施工时，会对一些岩体的构造及稳定产生影响容易造成事故，比如一些散体状态的结构和碎小的沙状结构等，现如今施工组织大多使用爆破技术来进行挖掘工作，配合一些岩体性质在爆破时会产生大事故，所以必须要对其加以控制。而且在进行边坡设计时，要考虑到各种类型岩体的坡度要控制在一个标准的要求范围之内，标准要求坡度0.3，严格对碎石和岩体坍塌的现象进行控制，避免因为爆炸的震动带来的危害。

（3）在进行边坡支护设计的过程中，要考虑到所有对施工不利的因素，提前做好应对措施，比如在选择了用格构式锚杆挡土墙如图（4）的方式进行施工时，要分别从各个层面入手，当然这种做法存在很大的困难，例如竖直方向格构梁的钢筋无法有效地联系在一起，解决这个问题的方法如下：可以把边坡分级设计，一般不超过10m一级，每级边坡设置一个平台，施工人员在进行施工时要按照不同的级别作业，从上至下，分级分段施工。