公路滑坡机理及其防治技术探析

2018-03-22李伟高婷

山西建筑 2018年11期

李伟高婷

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710075)

随着社会经济和国家基础设施建设不断发展和变化，公路的修建在目前大规模建设兴起的同时也面临着未来可建项目的日益缩减，公路沿线的地形地貌也越来越趋于复杂多样，复杂的地质构造和地形特点加之选线走廊带的局限性，导致了在一些不良路段，自然山体本身坡体欠稳定，以及勘察工作欠缺的前提下，进行大量的公路边坡土方开挖以及施工，自然因素、人为因素和其他因素结合在一起由此引发了公路施工和运营过程中出现滑坡问题。因此本文对公路滑坡的机理进行分析，着重于研究公路常见滑坡防治技术，通过分析更多的有效措施，力求最大程度上解决公路的滑坡问题，减少其破坏性。

1 公路滑坡的特点

滑坡就是公路开挖边坡及其走廊带一定范围的斜坡岩土体内存在一定的软弱地带，由于受外力、自然因素以及坡体自身因素的影响，在坡体荷载聚集到一定极限后，整体方向发生下移的现象。滑坡的共性特点主要有：滑体，滑动面和滑动带，公路滑坡的特点非常突出，研究统计数据表明，在已发生的公路滑坡中，大多数都是沿袭着垂直立体化的走向发生的，很少会斜交于公路上。根据公路滑坡的规模有大小不同，其相应的破坏程度也不同，因而对公路施工和运营带来的影响也不同。公路建设发生滑坡的概率非常大，尤其是在新建公路过程中，公路的沿线产生滑坡的因素也比较多，主要有地质构造因素、自然气候要素，地层岩性以及地下水的主要控制要素等等，与此同时施工工序的不合理以及施工组织无序化也是导致滑坡的重要方面。在一项调查中显示，大约有30%的滑坡是由于工程建设诱导的古滑坡复活，50%的滑坡是由于工程建设导致的新滑坡，20%的滑坡是归纳为勘察设计问题，由此可见公路滑坡发生的影响因素非常多，不能一概而论，应具体问题具体分析，做好针对性的处理措施，以下对公路滑坡的机理进行研究。

2 公路滑坡机理

2.1 自然因素的影响

地层岩性对于滑坡的产生直接起着定性的制约影响，地层岩性中矿物质的多样化，会导致所在岩土体的性质有巨大的差异，这样在不同的地层以及岩层当中由于强度、性质差异就会产生一定的破坏性。伴随着地质条件的变化边坡的稳定性也在发生变化，特别是一些地区的岩性非常松散，具有多种淤泥覆盖，这样边坡的抗剪强度就非常低，比较容易产生滑坡问题。水在公路滑坡中是最为常见的因素，也是最关键的破坏力之一，在一些降水量非常大的地区，若是降水量持续性增加，水分进入到地下缝隙之中，松散的岩体吸水后自重加大，缝隙进一步扩张由此增加了滑坡发生的可能性。水的冲刷会使泥土软化，坡体表面大量泥沙被带走，对植被也产生破坏力，地表径流的作用下坡体内部渗水，坡体内部岩土体摩擦力减小，因而削弱了边坡的稳定性和安全性。

振动的影响，主要来自于爆破或者地震等因素，尤其是在边坡现场开挖施工当中，石方边坡开挖需要爆破处理，爆破所产生的震动影响深度较大，爆破会在坡体内部一定深度产生一个应力松弛区，因此在这样的大方量爆破开挖情况下也十分容易出现边坡失稳的现象。部分岩土体结构受地质构造影响，本身节理裂隙发育，岩性软弱，由于爆破破碎程度不足，开挖不够彻底等，导致坡体内部预应力发生较大的应力重分布，若出现有利的卸荷临空面，边坡极易出现失稳滑动的现象，甚至产生较大规模的滑坡。若是在地震高发区，受瞬间地震振波的影响，边坡坡体内的应力在短时间内发生巨大改变，当应力超过边坡自稳的临界状态就会产生边坡失稳乃至滑塌的现象。若是余震比较多，纵坡和横坡也会产生，横坡给边坡带来的威胁比较大。引起周期性的晃动问题，边坡在晃动时内部结构受到破坏。这些因素都是不可抗力因素，对于公路滑坡产生十分大的负面影响，还需要做好进一步的分析和研究。

2.2 人为因素的影响

人为因素在公路滑坡中占了较大的比重，在众多滑坡案例的研究中，首先公路的选线欠合理是必须要重视的一个方面，山区公路设计公路路线方案的选择要充分的考虑到施工的经济性、难易程度以及安全性等问题，不同地区的地形地质情况千差万别，因此在选线设计时需要重点的把握和分析，详细解读各走廊带的地质情况，尽量绕避一些地质复杂难以把控的地段。

边坡外部形状对于边坡稳定性的影响比较大，对于一般外凸类型边坡，那岩土体通常也是凸出的，因此在水平拉力的作用之下就会降低后面坡体强度，从而引起稳定性降低的问题。对于凹形边坡，边坡稳定性相对就会好一些。边坡放坡及防护加固设置不合理是导致出现滑坡的关键问题，特别是地质欠稳定地区，还需要适当的放缓坡率，不断提升边坡的稳定性和整体性[1]。

2.3 其他因素的影响

排水方案设计不合理，排水不及时等等都是可能引发边坡问题的重要因素，在这些因素当中若是排水设置不到位，边沟的尺寸不合理等等会导致排水的堵积，路面受到雨水侵蚀，最后出现边坡不稳定的问题。施工过程中遇到了不同的地质条件就需要使用多种施工措施，例如，施工工艺的提升，机械开挖还有人工爆破以及人工开挖等等，但是这些设备对于边坡稳定会产生负面影响，只有保障工艺施工组织设计的合理才能够保障公路边坡的稳定性[2]。

3 公路滑坡治理技术

3.1 排截水与减载反压工程

公路滑坡现象的产生很大程度上是因为降水集中所导致的，水的渗入在增加坡体自重的同时，削弱了土体的抗剪强度，特别是在雨季，在封闭滑坡路段的同时在坡体适当位置上增加一些排水孔、排水盲沟等，在杜绝地表水渗入的同时，及时让坡体内部的水体更好的排伸出去，力争将水诱发的危害降低到最低。

滑坡的治理工程当中，刷方减载是一种采用率较高的措施，刷方减载就是通过减少和降低后部滑体的自重和高度降低滑坡下滑力，通过对坡角位置和角度的改变强化坡体的稳定性和安全性。滑坡刷方采取自上到下的顺序，这样才能够在刷方的过程中保障边坡周围的稳定性，同时还需要设置相应的排截水措施。根据具体滑坡的情况，还可以结合结构锚固以及植被添加和浆砌片多种措施对工程进行多方面的综合性的防护。在刷方减载之后，若是边坡的稳定性依然比较低，还可以使用的改善措施是挡土墙以及预应力锚索等等做好多个方面的治理[3]。

3.2 挡土墙以及抗滑桩

挡土墙的主要作用是利用墙体自重对土的侧向压力进行平衡，重力方式的挡土墙可以使用浆砌片块石，石料匮乏地区可用混凝土材料进行施工。重力挡土墙可以通常分成三种形式：仰斜式，俯斜式、衡重式三种。根据受力分析，优先采用俯斜式，因为这种方式墙背主动土压力非常大，但需做好墙后回填工作。在地形非常平坦情况下也可以采用仰斜式，地形比较复杂出现偏陡的情况，选择衡重式和俯斜式。加筋挡土墙就是在土体中，通过植入钢筋或土工网，用以增强土体之间的摩擦力，提高土体的整体性，让土体能够产生一定的抗变形能力，由此土体更为稳定。加筋土属于柔性结构，对变形应变的适应能力较强，并且在填土过程中边坡对稳定性的影响也比较小，在这之外还具有外形美观性和造价低廉性的优势[4]。

3.3 坡面绿化以及坡面加固防护

边坡在开挖过程后未加固防护前处于裸露状态，若是遇到雨水以及风化，极大的降低了边坡的稳定性，就会对边坡安全产生隐患。在国家大力推行环保绿化的理念下，在边坡稳定性较好的前提下，边坡防护绿化是保护边坡的一种常见有效方式，可以在边坡当中种植植物，依靠植物的根系和土壤之间的粘附力等等增强坡面的稳固性。当前坡面绿化方式主要使用铺设草皮的方式，种植树木或者花草的方式，按照每一个地区的不同气候现象还有土壤特点进行植被栽种。一般使用蒲草皮的方式，方式简单，便捷工作效果突出，适用范围也非常广泛。可以使用带状或者是块状的草皮，厚度大约掌控在10 cm左右，更可以选择平铺或者是叠铺的方法[5]。

另外，灌木防护更是多数地区选择的土质边坡保护措施，按照地区的气候条件和土壤情况做好灌木的选择和种植工作。

坡面加固防护工程通常采用骨架防护、框格网、客土喷播防护、锚杆锚索框架防护等结合坡面绿化综合治理。使用框格网防护就是使用混凝土还有片石头以及卵石等等制作成网格骨架，在网格当中铺设草皮等等[6]，工程措施和自然措施结合在一起。根据多年的工程使用经验，锚杆框架比较适用于坡体整体较稳定，但局部浅层较薄坡面容易出现滑塌和垮塌的坡体使用，通常推荐的锚杆长度为6 m～12 m，个别情况锚杆长度可增长至14 m。对于坡体整体欠稳定，常规锚杆难以满足坡体稳定的时候，可以采用锚索框架，对于岩性较好较完整的坡体可以取消框架，直接采用锚索结合地梁或锚墩加固，锚索长度及预应力需根据具体坡体情况计算选取，通常锚索长度不小于10 m，最大锚索长度根据锚索的施工工艺、稳定验算等综合考虑，但预应力损失是锚索在使用过程中难以忽视的一个重要因素，因而在设计过程中一定要给予充分的考虑，预留足够的安全系数。

在土方和占地在滑坡处理中所占比重较低的前提下，另外还可以采取减重技术，减重在边坡防护中是一种特殊的方式，边坡之所以会失去稳定性就是由于边坡过高，过陡导致的，减重的方法有削坡方法，削坡之后让边坡更加稳定，放缓。此种方式简洁方便同时安全可靠，但是减重削坡还需要切实的考虑边坡的特点和削坡的力度[7]。