浅析山体边坡稳定性与支护措施

陈湛波

湖南百利工程科技股份有限公司，湖南岳阳 414000

边坡按照成因可分为天然边坡和人工边坡，天然边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡；按照构成边坡坡体的岩土性质可分为粘性土类边坡、碎石类边坡、黄土类边坡和岩石类边坡；按照边坡的稳定性程度可分为稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。

近年来，我国经济高速发展的同时环境保护的要求越来越高，工业建设尽可能避开人员密集区及生活居住地，使得工业建设出现大量的山体开挖及弃渣弃土，且所处的水文地质环境日趋复杂。因此，为了工程项目的顺利实施，有效保障工程施工安全和质量，必须对山体边坡的特征与稳定性进行分析，采取有效的山体边坡支护措施。为此，本文以实际工程项目为例，对某山体边坡支护与稳定性进行分析，通过采用圆弧滑动稳定性计算，在明确边坡结构作用稳定性的情况下，对支护措施进行调整控制。

1 边坡稳定性影响因素

为了减少和消除各种边坡事故的发生，无论是在工程调研阶段还是工程设计阶段，均应加强对边坡稳定性的研究，选取合适的支护方案，确保施工安全。边坡失稳是在边坡自身重力场和其他应力场的共同作用下发生的，土质边坡常发生滑坡失稳，岩质边坡常发生崩塌、滑动、倾倒、溃屈等破坏。不同的边坡失稳机理也各不相同，影响边坡失稳的主要因素：地下水、地震、人工作业的影响等。

1.1 不连续结构面

山体边坡尤其是岩质边坡发生变形破坏的首要条件是边坡上存在不连续面的结构面，不连续结构面的密集程度直接决定了岩体是随这些破坏面的状态、形状和空间分布而变化的。不连续结构面间方位或状态、岩体的连续性或规模、充填物和张开度、间距、粗糙面、岩石种类、岩石的硬度、成因、先期的剪切位移等都会最终影响不连续结构面的摩擦力和抗剪强度，从而最终影响边坡失稳的概率。

1.2 地下水的影响

地下水的影响是边坡失稳中一个不可忽略的重要因素。地下水对边坡的影响主要包括两个方面。首先，当地下水沿着边坡内部的不连续面流动时，地下水的润滑作用会导致边坡不连续面的摩擦力降低，从而加剧了边坡失稳的概率；地下水作用在边坡土体或者边坡岩体时，会填充在边坡土体或者岩体的空隙中，从而增加边坡坡体整体的重力，导致边坡更容易失稳。

1.3 自然条件的影响

自然条件对边坡的影响是多方面的。首先，降雨天气对边坡的影响与地下水对边坡的影响类似，地面降水最终会深入边坡坡体中并沿着坡体内的断裂面渗透，增加了坡体重力，降低了坡体断裂面的稳定性，容易造成边坡失稳破坏。其次，风霜雨雪等天气对于边坡坡体具有风化侵蚀的作用，自然环境对边坡的侵蚀破坏了坡体原有的连接状态，导致坡体风化破碎，并最终发生失稳破坏。

1.4 扰动作用

地震和开挖边坡采用的爆破开挖都会对边坡的稳定产生不利的影响。因此，爆破孔的药量必须适当，以便充分发挥爆破所释放的能量，并对边坡岩体的危害最小。

2 圆弧滑动法分析山体边坡的稳定性

边坡稳定性分析是确定边坡是否处于稳定状态，是否需要对其进行加固与治理，防止其发生破坏的重要依据。

2.1 山体边坡特征

以湖南地区某山体边坡工程项目为例，经勘查，该山体边坡上的粉质粘土比例较大，大多分布在山体边坡的北部，坡度较小。山体边坡南部分布的是强-中风化泥质板岩，边坡长度约为120m，岩层产状倾向230°～235°，外倾角22°～26°，坡面岩体裂隙发育，将岩体切割成块状与碎块状，坡体稳定性较差。此地质条件下，北部未发现发生过滑坡与坍塌等灾害。而南部因受人工挖掘与岩石应力场的变化影响，出现了大面积的滑坡与坍塌现象。根据工程的需要，相关建设人员应对其边坡的稳定性进行分析，以使采用的支护措施不仅达到稳定性控制目标需求，还能提升支护结构作用的适应性。

2.2 圆弧滑动法稳定性计算

运用圆弧滑动法对上述山体边坡稳定性分析，按照相关的规范标准，对边坡形态、结构物质组成以及岩土受力状态进行分析计算。如表1，为圆弧滑动稳定性计算参数结果与圆弧滑动稳定性计算结果。

表1 圆弧滑动稳定性计算结果

从表中所示内容可以看出，当山体边坡结构处于饱和状态，山体边坡的安全系数均小于临界安全系数，这就意味着山体边坡结构处于不稳定性状态。从圆弧滑动稳定性计算的总体角度来看，山体边坡仍处在不稳定性的作用状态。因此，应采用合适的支护措施来解决边坡结构不稳定问题给工程建设所带来的影响。

3 山体边坡支护措施及实施

通过上述边坡稳定性分析法对该工程所处的山体边坡结构进行分析，其得出的结果均为不稳定状态。工程建设人员结合山体边坡所处的特征，采用喷锚施工技术方案。具体的支护措施涉及：边坡结构修坡处理、喷射第一层细石砼、钻孔安设锚筋、注浆、安设连接件、安装插筋与钢筋骨架、绑扎钢筋网、喷射第二层细石砼、设置坡顶截水沟和坡面及坡脚排水沟。

首先，支护施工人员对山体边坡的稳定性进行勘察，并将山体边坡上的松石与危石进行处理，对独立孤石利用钢丝绳进行围护固定处理。

其次，采用机械开挖方式，来对整个山体坡面进行修正，以保证其平整效果。修正完成后，将山体坡面的尘土清除干净，以为后续的支护施工操作提供便利。锚杆成孔必须满足设计和规范要求，制作并安设锚筋，注浆时为使锚固段内水泥砂浆填密实，灌浆管要插入孔底部，自最低部开始灌注，以排出孔内空气和余水。对于插筋及钢筋骨架的设置，应尽可能的将钢筋以垂直状态作用于山体坡面。

再次，喷射细石砼，在喷射混凝土施工的过程中，应控制好混凝土的厚度，并将最大骨料控制在10mm以内。此支护作业过程中，需将喷射机喷射口与坡面的距离控制在60～100cm之间。当喷射的混凝土实现2h的终凝后，可加强养护。

最后，对于截水沟、排水沟的设置，应控制其结构不受雨水冲刷与渗透影响，按照相应规范进行施工，并严格控制质量。

通过山体边坡的稳定性分析及工程实践可知，针对山体边坡的支护特征与稳定性作用状态，应采取对应的支护技术与措施。当支护方法确定后，施工技术人员就应切实执行施工工艺的优化控制要求，即严格按照支护工艺流程进行施工质量的控制。值得注意的是，实际支护施工控制过程，还应采用监控与监督方法，保证整体支护施工作业的有序与严谨效果作为目标，以保证处在山体边坡结构的工程项目不受环境因素的影响，进而为人们的生命、生产、财产安全提供保障。

4 结语

综上所述，山体边坡支护与稳定性分析，需结合工程项目所处的环境特征，采用圆弧滑动稳定性计算等方法，明确山体边坡结构的稳定性状态，通过统计分析安全系数结果，保证稳定性分析方法运用的质量效果。事实证明，只有这样，才能将最具效用的支护措施作用于实践，以服务于经济建设的全面发展进程，以解决城市发展的用地紧张与生态环境和谐统一的建设问题。