分析地质灾害防治技术在岩土工程中的运用

董 坤 陈东海

广东有色金属地质局九三五队 广东 惠州 561001

岩土工程相对较为复杂，且与环境之间有紧密关联，施工人员的一举一动都有可能对当地环境造成破坏，甚至会引发地质灾害。众所周知，中国地大物博，地质环境也十分复杂，在岩土工程中一旦产生地质灾害，不仅会威胁到工程质量，也会造成难以补救的经济损失，甚至是安全损失。对此，施工人员需要采取正确的地质灾害防治技术，对岩土工程的地质灾害问题加以有效预防，在维护环境安全、地质安全的同时，也可促进经济建设任务的稳步开展。

1 岩土工程及地质灾害

1.1 岩土工程

纵观我国发展历程来看，岩土工程已有了相对较为丰富的发展历史，且形成了比较完善的理论体系。但结合相关行业发展现状分析，在岩土工程推进期间仍旧存在较多的问题与较大的进步空间。立足于地质工程学角度可以发现，在岩土工程推进期间适当的引入地质灾害防治技术，可切实维护工程质量与工程效益。岩土工程具有较高的综合性其中包含的研究内容与研究对象如下表所示。

表1 岩土工程研究内容及对象分析

1.2 地质灾害

1.2.1 常见地质灾害类型

比较常见的地质灾害共包括三种：泥石流（山体滑坡）、地面塌陷以及山体崩塌。

首先，山体滑坡指的是在外界影响下，导致山体斜坡表面的岩石混合土体持续下滑。山体滑坡问题的出现，会造成极大的生命财产威胁与损失，并且山体滑坡的发生速度较快，难以在短时间内预防控制。而泥石流（如图1所示）指的是受外部环境因素的影响，导致山坡泥沙混合雨水一同流下。山体滑坡与泥石流的性质及引发的灾害有较高的相似性，且两者的诱因也大体相同，均是因地质条件不稳定。如在岩土工程推进期间，因操作不到影响的山体结构进而会引发山体滑坡或泥石流。除人为因素外，泥石流与山体滑坡也极容易因自然因素产生，如暴风雨、暴风雪等等，都会直接引发这两种自然灾害，若不能及时在灾害产生前转移或对其加以有效防控，所造成的损失将难以预估。

图1 泥石流

其次，地面塌陷（如图2所示）指的是因地表沿土层突然陷落而产生空洞。导致地面塌陷问题产生的原因主要在于两方面，分别为人为因素与自然因素。其中人为因素主要体现在在塌陷范围内进行了过度的开采和地下活动，比如在岩土工程中过度挖掘矿石或过度抽取地下水，导致地质结构失稳，引发岩溶活动并使之达到异常状态，从而埋下塌陷风险[1]；而自然因素主要体现在地壳表层岩溶活动活动产生后，岩土层会出现位移变化或压缩变化，进而导致地面产生裂缝或出现严重的塌陷问题。

图2 地面塌陷

图3 山体崩塌

图4 抗滑桩施工原理

最后，山体崩塌指的是在短时间内山体完全塌陷。相比于其他地质灾害，山体崩塌的危险性及破坏性极高，会直接威胁到附近居民以及施工人员的人身安全。导致山体崩塌的主要原因在于山体结构出现变化，如山体下部结构难以承受上部结构的压力或山体下方已经空虚，进而导致其结构失稳埋下崩塌风险。导致山体崩塌的主要因素仍旧集中于人为因素。例如在各类工程推进期间，施工人员通常会进行山体开采，以获取施工材料。因技术或各类客观条件的限制，施工人员通常会将挖掘主要范围局限在山体底部，久而久之，山体下方承受能力会有所削减，进而导致山体崩塌。

1.2.2 地质灾害主要特点

在岩土工程实施过程中，地质灾害的特点主要体现在以下三方面。首先，具有较高的突发性。通常情况下，地质灾害都是突然发生的，处在附近的居民与施工人员难以在短时间内快速做出反应，所以若不对其加以有效防治，极容易在灾害发生时造成难以补救的损失。其次，具有较高的破坏性。地质灾害所引发的经济损失极其严重，甚至会造成难以补救的人员伤亡。在岩土工程中比较常见的地质灾害包括泥石流、山体滑坡、地面塌陷与山体崩塌。显而易见这些地质灾害无论发生哪一种，都会造成极大的破坏，轻则房屋倒塌，重则人员伤亡，并且处在灾害范围内的机械设备与建筑物都很难在经历灾害后保持原样，所形成的经济损失极大。最后，具有较高的延时性。地质灾害的影响时间相对较长，在灾害发生后，救援人员需及时清理灾害发生区域。一方面要及时处理其中的废弃物，如树木碎石，以确保后续灾后重建任务的顺利开展；另一方面，则要及时对伤亡人员进行救援。此外灾害产生后，必然会引发设备及房屋建筑影响，导致类似设施的功能大幅度下滑，在后续的重建工作中产生较大阻碍。

2 地质灾害防治技术在岩土工程中的应用

2.1 加固技术

部分岩土工程的施工环境相对较为恶劣且复杂，比如在河边进行工程建设。相比于常规土壤，河边土壤相对较为松软，并且因距离水源较近，极容易产生渗水情况。在岩土工程推进期间，工程人员需要做好排水工作，以避免建筑沉降。并且，为有效规避地质灾害，施工人员需适当引入加固技术，利用预应力混凝土空心管桩对整体建筑加以有效的支撑[2]。此外，施工人员需着重关注工程地基的建设情况，若发现地基存在不稳定，可实施预压法对其进行加固，以切实提高地基的承载能力，使之更加稳定的为建筑提供支持效应。

在实施加固技术时，施工人员可选择两种不同的预压手段，分别为真空预压以及堆载预压。为充分发挥技术运用价值，施工人员需根据现场实际情况酌情选择。例如若土层厚度相对较大，可采取真空预压；若土层厚度相对较小，则可选择堆载预压。此外在加固施工中，施工人员需利用网格法配合加固技术，以此对粘性较大的土层进行有效加固。完成初步加固操作后，还需对岩石之间的缝隙进行填充，以此进一步提高岩石的密实度以及承载能力。

2.2 抗滑桩技术

抗滑桩技术多用于泥石流山体滑坡一类地质灾害的防治施工中。例如，在我国西南地区有梅雨季节，若在这一条件下推进岩土工程建设任务，且整体工程与山壁距离较近，那么便极容易引发泥石流及山体滑坡危害。为对类似地质灾害进行有效防控，施工人员便可适当采取抗滑桩技术，以此加强地质层的稳固性。

在岩土工程中，抗滑桩技术是比较常见的地质灾害防治技术手段。其具体的技术原理如下图所示。根据图中内容分析来看，工程人员可通过抗滑桩技术推移桩身所承受的滑坡推力，将其由桩身上半部分推移到桩身下方的岩体或者土体中，以此使得山体结构更加稳定[3]。为充分发挥抗滑桩技术的应用效益，施工人员需把握以下六大工作要点。

第一，在正式实施抗滑桩施工任务前，需进行合理的布置。而在布置阶段，施工人员要贯彻实际性原则，考虑现场的实际情况，合理预测滑坡体的推力与厚度，以此合理定位抗滑桩的布置点位。针对于抗滑桩的长度，通常需将其控制在35米以内，若长度过长，极容易造成适得其反的效果。针对于抗滑桩的布置方式，施工人员可根据现场实际情况酌情选择，以单排布置或者分段布置进行实施，其中前者适用于推力较小的区域，后者则适用于推力较大的区域。第二，要切实提高布置的精准性。在岩土工程中，工程人员需对抗滑桩布置的位置进行精准确定，若存在较大的误差，极容易影响整体的技术实施效果，也难以对灾害形成有效预防。第三，要确定桩孔。施工人员可通过机械或人工两种不同的方式进行挖孔。两种方式优势不同，工程人员可酌情选择，但不论使用哪一种挖孔方式，施工人员都需要在完成挖孔任务后及时清理孔洞中的杂物，确保孔洞中干净之后，对其进行混凝土浇筑。在混凝土浇筑阶段也要做好原材料的配比，切实提高混凝土性能与密实度。浇注期间可利用振捣棒进行振捣，以此增强抗滑桩的整体质量，确保满足工程需要。若整体岩土工程中抗滑桩处在水下位置，施工人员则要控制好混凝土的管道位置，确保其属在水面下两米。第四，要确定抗滑桩的桩身长度与型号。在该环节，施工人员需要根据现场实际情况与相关的施工规范进行有效分析，能够根据现场的实际需要精准界定抗滑桩的长度与型号。在此基础上，技术人员需配合施工人员，合理计算桩身压力，并计算抗滑桩背面的受力作用点，以此保障抗滑桩施工技术的顺利实施。第五，在开展抗滑桩施工任务前，施工人员要全面展开测量放样工作，并利用钢护筒对抗滑桩的桩口孔壁进行防护。第六，完成抗滑桩布置任务后，部分抗滑桩拆除难度相对较大，强拆必然会对地质环境造成破坏。对此，施工人员可设置景观抗滑桩，以此既能够维持地质环境的质量，避免地质灾害产生，也能够提高整体工程的美观程度。

2.3 锚固技术

通常情况下，施工人员可利用锚固技术，对边坡地质进行有效加固，以避免岩土工程中产生地质灾害。锚固技术的使用原理在于，施工人员可通过锚杆与锚索对岩体进行处理，使得三者之间产生摩擦阻力，进而避免岩块下滑，引发山体滑坡。此外若岩土工程中的岩石结构相对较软，施工人员还可利用锚杆锚索对其进行切割，使之呈现出不同的板状岩体，在有效的组合调整下，加强结构体的稳固性。

锚固技术的实施流程相对较为复杂，包括准备、造孔、安装锚杆、注浆、固定锚杆五大环节。作为其中的重点环节，造孔应受到施工人员的高度关注。任务实施之前，施工人员需检验锚固区域的岩土厚度，通过这一方式提前预设加固方法。若岩土厚度较小，则可采取注浆加固手段。之后施工人员需要对岩土层的实际情况进行调查，以进一步确定钻孔方式以及钻孔机的型号，确保锚杆能够顺利的插入土层，降低坍塌问题的产生概率。针对于钻孔直径，施工人员要严格按照施工方案及工程设计要求进行控制操作。在锚固期间，也要保持稳定状态。钻孔期间，施工人员需要随时对地质土层进行加固，可根据实际施工情况，选择无水钻孔或固结灌浆两种方式。正式下锚之前施工人员要提前清理孔洞，以提高锚杆锚固力，若在锚固期间发现孔洞中溢出地下水，应立即停止施工，并进行控水操作，避免浆液倒流，影响锚固力。此外锚固期间，施工人员要保持持续钻孔操作，同时要定期检查钻孔的直线度，将直线度误差控制在孔洞直径的2%以内。针对于锚杆的杆体，施工人员要根据工程要求选择合适的配件材料，如螺纹钢筋、强度螺丝以及钢绞线。锚杆安装过程中，工程人员要保持平缓速度，以平缓推送的方式，避免锚杆抖动或扭转，从而提高锚固质量。在锚杆杆体插入孔洞后，施工人员需进行注浆操作，而针对于注入的水泥砂浆需将灰砂比控制在1:2，必要时也可加入缓凝减水剂或早强剂。综合来看，锚固技术的施工成本、施工难度相对偏低，在很大程度上能够维护岩土工程的进度效益与经济效益。

2.4 削方反压技术

削方反压是防治山体滑坡灾害的技术手段之一。在岩土工程推进期间，施工人员可通过削方反压的方式将部分不稳定的滑坡推移体进行及时挖除，控制其下滑力矩，并提高整个坡体的安全系数，避免在后续工程中产生滑坡问题。

具体操作中，施工人员需提前进行现场勘察，能够选择合适的位置处理护坡，并对其进行削方整形处理，将岩土工程中的坡面转化为直线坡。施工期间，施工人员要合理选择挖土机以及装载机的型号，利用合适的机械设备挖掘土方，并运输岩土体顺利完成削方与回填工作。为切实提高土方回填的安全性与及时性，施工人员还需配合管理人员，构建合适的运输路线。在进行削方施工时，施工人员需要形成正确的开挖顺序，秉承自上到下的原则，构建完善的排水设施与节水沟设施，以便于及时处理岩土工程实施期间产生的地下水。此外，在削方反压施工期间，施工人员还需对地表水加以有效截流，避免地表水过多的渗入岩石土体，导致岩土体的抗剪系数出现降低，进而引发地质灾害。

2.5 强夯灌浆技术

在岩土工程中，针对于地面塌陷类的地质灾害，施工人员可采取强夯及灌浆技术，对其进行有效处理。在正式处理并防治灾害之前，施工人员需要结合已有资料对类似灾害产生的原因加以有效分析。

在我国的岩土工程中导致地面塌陷问题产生的原因比较丰富，包括但不限于地质结构不稳定、过度抽取地下水或过度开发地下资源。针对于这几种不同类别的地质灾害，均可以采取强夯灌浆防治手段。其中强夯指的是利用专业的夯锤设备对土体进行夯实处理，以强夯形式切实提高土体强度与密实度，有效规避地面坍塌。岩土工程中，施工人员需通过提前勘查，确定现场的坑洞软弱区并利用强夯技术对其处理，避免因回填土体而引发地面塌陷。施工人员需提前划出需要进行操作的施工范围，并对坑洞进行清洁，及时处理其中的软土。之后利用土体进行回填，并在表面覆盖粘土层，根据土体参数选择适当型号的压实机进行夯实处理。若施工现场存在地下水下降而引发的地面坍塌风险，施工人员则可适当地引入灌浆技术，以人工钻孔、机械灌浆的方式，向岩土体中灌注砂浆，以切实提高其强度与密实程度，增强土体承载能力，维护岩土工程综合效益。

3 结论

在岩土工程中对地质灾害问题进行预防具有较高的现实意义，但整体难度也相对较高。地质灾害具有较高的突发性，破坏性以及长时间性，会对岩土工程造成消极影响。对此，加强防治技术的运用与研究是施工人员需把握的一大重点。在岩土工程中，施工人员可通过加固技术、抗滑桩技术、锚固技术等多种不同的防治手段，对地质灾害进行预控，降低灾害产生概率，促进工程顺利开展。