岩质边坡稳定性的工程地质研究

2021-11-24卢佳峰

商品与质量 2021年15期

卢佳峰

浙江磐安俊铭建设有限公司浙江金华 322300

岩质边坡失稳是公路建设工程的重要组成部分。研究其破坏形式和预防措施，并采取相应的控制措施，是提高公路建设安全性的重要环节[1]。在公路建设过程中，对沿线边坡进行监测，及时高效地掌握边坡的不稳定性，结合工程所在地的地质环境和人为影响，因地制宜地选择合理的处理措施，制定详细的施工方案，可以保证公路的安全运营。

1 岩质边坡的破坏模式

1.1 崩塌

所谓崩塌，是指在重力和外力的共同作用下，岩体被破坏，脱离岩坡而脱落的一种破坏形式。在崩塌过程中，岩体要么直接落在坡脚而不被阻挡，要么沿着斜坡向下滚动滑移，最后堆积在坡脚。岩质边坡的坍塌主要发生在坡顶的高陡前缘带，通常在裂隙发育带。其规模可大可小，差别很大，从滑坡到落石体，都属于崩塌现象。

1.2 平面滑动

在周围自然环境和人为因素的影响下，岩体内部剪应力超过层间结构面的抗剪强度，会引起轻微的移动。在重力作用下，随着时间的发展，边坡逐渐开始失稳，部分岩体沿着与边坡倾角大体一致的滑动面向下滑动，导致平面滑动破坏。在实际工程中，平面滑动的滑动面大多不是单独存在的，而是由两个或两个以上走向相似、倾角不同的结构面组成的复合滑动面。

1.3 弧面滑动

岩石边坡的圆形滑动破坏在工程实践中非常普遍。当岩体中单个块体的尺寸小于整个边坡的尺寸时，块体的形状差异较大，块体之间的咬合不完全，则不稳定岩体沿圆形剪切滑动面下滑，产生弧形滑动破坏。一般出现在强风化或蚀变岩体中，具有裂隙结构和颗粒结构。

1.4 楔形体破坏

楔形破坏是指岩体被两个或两个以上的结构面切割，结构面撞击斜坡，交线裸露在坡上，倾角明显大于界面摩擦角，使这些结构面切割的岩体沿交线滑动而引起破坏。变形破坏多发生在块状结构的岩土中。工程开挖过程中，上覆土体的重力作用减小，岩体的回弹和强度减小，破碎的岩石会逐渐滑向自由面。此时，开挖面上经常出现以小块岩石或楔形破坏形式出现的剥落现象[2]。

1.5 倾倒破坏

岩质边坡的崩塌破坏是由坡体内分布的节理裂隙决定的，主要发生在反向层状结构的边坡岩体中。其主要特征是岩层走向与斜坡走向基本一致，但倾向相反。当不稳定岩体脱离边坡而变得不稳定时，就会以转动或旋转滑移的形式出现。

2 公路岩质边坡失稳的防治措施

2.1 支护和锚固措施

（1）抗滑桩支护。抗滑桩是一种通过承受侧向荷载来控制边坡破坏的支护建筑物。其原理是将一定尺寸的桩打入稳定地层进行锚固，依靠桩与围岩和土体的相互作用来抵抗滑坡推力。这种方法适用于滑动面明显的边坡，滑动面以下有相对稳定的基岩或土层，可以提供足够的锚固力。抗滑桩一般成组布置，沿垂直于滑动体运动的方向布置。工程实践表明，抗滑桩具有抗滑能力强、桩位灵活、施工方便等优点，发展迅速。在具体施工过程中，应根据边坡环境和破坏程度，对原施工方案进行适当修改，使其更符合实际需要。

（2）锚杆锚固。锚固技术是目前公路岩质边坡有效的防治技术。其工作原理是将锚杆或锚索嵌入稳定的岩土层中，利用其原有的强度特性将拉力传递给稳定的岩土层。它能有效地增强地层的强度和稳定性，为结构提供一定的阻力。对于稳定性问题较深的高陡边坡，通常采用抗滑桩或抗滑桩预应力锚索，并置于坡脚，以保证边坡稳定性防治质量。当浅层稳定性问题严重时，通常会浇筑钢筋混凝土框架，并采用地脚螺栓或预应力锚索固定框架的接头，既能加固浅层土，又能加固深层土，进一步保证边坡的稳定性。

（3）SNS柔性防护。SNS柔性防护是一种以刚性索网为主要构件的柔性防护技术，用于覆盖和阻挡崩塌、落石和风化片帮。主要分为主动保护和被动保护。主动防护是在锚杆和支撑绳上固定一定的预应力钢丝网，覆盖潜在地质灾害的边坡，限制落石活动范围，保护边坡；被动防护是利用钢柱和钢丝网作为一个整体来拦截和沉积落石。这种方法具有工程量小、施工简单、不影响边坡形状和植被生长的优点，因此经常用于体积较小的边坡。

2.2 坡面防护措施

（1）喷水泥混凝土。喷射混凝土是一种速凝性混凝土，主要用于加固和保护结构或岩石表面，多用于岩体较差的边坡，如结构破碎的硬岩或层状结构不连续的岩质边坡。喷射混凝土前，如果边坡上有较大的裂缝或凹坑，应修补牢固，使边坡光滑整齐，以保证岩石和混凝土能紧密粘结在一起。该方法能有效充填围岩，防止岩石表面风化剥落和岩土松动，对风化岩质边坡和卵石地层边坡具有良好的防护效果。

（2）绿色生态防护。绿色生态技术主要是在公路边坡的边坡上种植植物，利用植物的根系固定边坡土壤，减少降水对边坡的侵蚀，减少地表水的入渗，防止水土流失，从而达到稳定边坡的目的。生态保护不仅增加了边坡稳定性，而且美化了道路通行能力，保护了环境，因此发展迅速。在实际应用中，生态保护可以与其他工程手段相结合，如骨架植被护坡，植物类型应根据边坡类型进行选择。

2.3 排水措施

边坡排水的主要目的是拦截地表水，引导地下水，有效减少长期水力作用引起的边坡失稳。一般分为地表排水和地下排水。坡面排水通常采用边沟、截水沟、排水沟、垂直排水井和急流槽等形式。，能有效拦截和引导地表水，防止地表水冲刷和渗透边坡；地下排水是指将地下水导出边坡以降低孔隙水压力，可通过地下沟渠、渗井、排水孔、注浆堵水渗沟等方式实现[3]。