高边坡设计与加固问题的讨论

邱雨生

摘 要：随着经济的快速发展和社会的不断进步，我国的基础设施建设也逐渐发展起来，出现了各种各样的高边坡，但是也存在着一些高边坡变形的问题。这些问题的出现不但使得投资量增加，并且还在一定程度上拖延了工期。从目前看来，我国的高边坡设计仍然没有一个很好的规范。本篇文章主要阐明了高边坡的特点、设计的基本思路与办法，并且对高边坡的加固方面也展开了一些分析和讨论。

关键词：高边坡;设计与加固问题;研究讨论

1 探讨高边坡设计的复杂性

高边坡设计的复杂性主要表现为以下这几点：

首先第一点，高边坡设计是否能够成功的前提条件是有没有一个全面的地质资料。比如地质的条件和人为的操作等原因会影响到边坡的稳定程度，对于设计边坡，需要符合土体的地层岩性以及一些强度特征， 如此一来才能够有效地去避开局部或者是整体变形问题的出现。另外，高边坡设计还结合了预测性和风险性设计。 因为在现实情况当中，存在着点多与线长方面的因素，在前期的一个地质调查中就会多多少少的对高边坡不够重视，原因是在这个时候暂时还没有出现变形的问题。因此高边坡的设计需要借鉴、研究在这方面的相关资料以及吸取过去的正确经验，在这之后再来对开挖后可能出现的变形类型以及部位进行一个较为精准的估计。但是因为地质资料不够详细和全面，会导致设计没有足够可靠的依据，这使得存在着一定的盲目性。另外，地质条件的复杂多样也让设计存在着风险，这样就出现了高边坡设计是结合了预测性和风险性设计的。高边坡设计实际上也是一个动态的设计过程。受到实际情况的局限，我们没有办法清楚地了解到开挖之前的边坡地质状况，导致了整个设计的过程没有一个固定的模式。所以需要根据工期的推进以及地质条件的变化，对设计进行相应的调整，才能够做到真正意义上的动态设计。

2 评价高边坡的稳定性

在评价高边坡的稳定性时，人们往往都是通过利用力学平衡这个计算方法来进行评价的。我们必须要承认的是，这个方法确确实实可以获得相对来说比较稳定的数据，并且也可以确定最后加固工程的承受力。可是当力学平衡计算法在面对一些复杂的高边坡稳定性计算中，就比较困难了。这是由于边界条件和面岩土参数被破坏，没有办法能够进行精确判断和选择，这在很大程度上使得计算所得的结果不能够令人信服。因此，个人认为其实可以利用工程地质分析对比法来作为补充方法。工程地质分析对比法一方面能够为力学平衡计算法提供变形类型的条件，另一方面还能够更加明确变形的限度;将工程地质分析对比法与力学平衡计算法这两者相结合、共同作用，可以较为精准的计算出稳定系数和作用力的数据，为高边坡的设计提供了可靠、有力的依据。

2.1 工程地质分析对比法

2.1.1 依据自然极限条件下稳定坡的坡形、坡率、坡高来参照，也包括人工边坡的坡高，通过利用这两者的比较来分析和讨论稳定性。

2.1.2 根据坡体的结构来对人工边坡可能变形的类型和部位展开讨论与分析。

2.1.3 通过利用变化的大小以及频率来进行比较、判断。

2.2 力学计算法

这里还有另外一种计算方法，即力学计算法。力学计算法有很多种不同的方式，在选择和勘察确定的破坏种类和模式需要同时相一致，才有可能避免错误结果的产生。它破坏范围的重点在于松动区域的大小，在没有特殊情况之下，一般都是可以利用有限元，来计算出高边坡在开挖之后位移场的大小与位置。

3 高边坡设计思想和技术手段、基本准则与方法

3.1 设计思想和技术手段

高边坡设计一定要严格遵循“调查、勘探、设计和施工”这四个环节紧密相连的规则，在施工中的新参数和新出现的特征要在第一时刻告诉设计部门，下一步用新设计来引导整个施工的全过程。与此同时再将相似的工程进行一个对比，把其它地方的成功设计思想带到本设计中来。

高边坡设计的技术手段主要是依照主体工程的施工工段来开展仔细的探测和严谨的调查工作，靠近高边坡工程处进行合理的比较。高边坡的设计千万要重视开挖工作，向上传递的信息基本上应该包括“现场的岩层、风化的强度以及爆破的效果”等，经过慎重的考虑，最终敲定高边坡设计施工的方案。

3.2 设计的基本准则

3.2.1 在高边坡设计中使用的年限和保护的对象是至关重要的，一定要确保足够的安全。

3.2.2 高度在四十米之下的边坡一般是遵循放稳定坡率的设计原则;而高度在四十米以上的边坡，若是也放缓边坡的话，将会有很大可能性增加大量放弃的方量。这样不仅会导致破坏大量的植被，而且还会引起征地量的增加与浪费，非常不利于环境的保护。因此，我们应当利用适当增加坡率的辦法，来加强支挡加固工程。

3.2.3 加固工程的全程之所以都应该使用“固脚和强腰”的方式来开展，是因为存在坡脚应力和地下水集中的特点。“固脚”的精准含义是巩固坡脚或者级边坡的支撑力，而“强腰”的意思则是去保证高边坡的局部稳定，进一步讲，其实也就是保证整体的稳定性。

3.3 高边坡的设计方法

从目前的情况来看，高边坡设计在我国并没有达成统一的认知，在这里简单讨论采取几种不同方法相结合的设计办法。

3.3.1 工程地质比拟法：这种方法主要是通过利用自然稳定坡的调查结果以及相关数据的分析情况，来寻找可以进行比较的坡形、坡率与坡高。

3.3.2 力学的计算法：这种方法是通过选择合适的坡体结构与破坏模式，进而计算出所设计的坡形的稳定度，进一步调整、改变坡形的参数来实现合理的设计。

3.3.3 经验对比法：参照地质条件下稳定的人工边坡有关的设计办法和思想，来对新的边坡来展开相似设计。

4 高边坡工程的加固方法

高边坡加固工程的方法其实有很多种，应当根据现实中的实际情况，选择合适的方法，我们下面就支挡加固这一方法进行简单的介绍。

4.1 挡土墙

挡土墙的重要作用是承受侧向土压力的墙式建筑物，为了避免发生土体坍端问题，所以修建了挡土墙。在我国的工程项目之中，挡土墙经常被用来支撑路堤填土或者是路堑边坡，再就是一些桥台、河流堤岸还有隧道洞口岸等。挡土墙不仅能够加强不良地质路段边坡的稳定性、来避免发生滑坍问题以及沿河路段水流冲刷问题的出现，它还能够节省道路用地、减少拆迁以及减少占用农田。这样可以进一步保护一些重要的建筑物，改善生态环境。

4.2 锚杆加固

锚杆加固也是属于支挡加固的一个方法，当出现边坡的坡体破碎情况又或者是边坡的地层软弱时，可以通过打入一些锚杆来对边坡进行加固。用锚杆对边坡加固，其实它的作用就相当于螺栓的作用，其机理是相同的。锚杆加固是一种中浅层的加固方法。

4.3 预应力锚索加固

支挡加固还有一种方法是预应力锚索加固。如果在边坡比较高的时候，或者是坡体的潜在破裂面位置不浅的时候，预应力锚索就是一个比较不错的加固方法。从现在这个情况来看，在高边坡的加固工程中，预应力锚索加固正慢慢地发展成为一种走向，它逐渐地被越来越多的人所接受。

5 结语

总而言之，高边坡的设计和加固工程有着非常重要的研究意义，我们可以通过设计和加固高边坡来提高结构使用的整体性能。高边坡把地质体的一部分变成了人为的工程，由于地质体的特点是复杂多变，这使得高边坡的设计工作更加复杂，接下来我们应当继续探索和实践，争取早日在工程行业形成一个共识。随着我国经济的快速发展和基础设施建设的推进，高边坡设计的意义越来越重要。在之后相关的设计和施工中，我们应当进一步完善这项技术的分析方法，吸取过去的经验和教训，逐步推动我国的建筑事业。