強風化巖質邊坡滑坡治理及有限元分析

田 杰

（核工業西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610061）

在我國社會進步的推進之下，我國交通工程建設獲得較快的發展，與此同時，在工程建設之中還存在一定的邊坡穩定問題，在工程之中使用諸多邊坡加固措施，可得到多種不同的加固效果。傳統的加固方法會存在諸多問題，比如說首先會對其原始的地形地貌造成嚴重的危害，其次，如果處理不好選擇棄方，會導致嚴重的水土流失，對環境造成較大威脅，為了保護環境應減少清方的存在。在本文之中根據實際分析了在較為適宜的情況之下，綜合使用壓力灌漿法、植物生態治理以及錨噴支護等施工技術。

一、強風化巖質邊坡滑坡治理措施分析

1 壓力注漿法。壓力注漿法是將事前設置好的管路使用壓漿泵注入到土中，使用流動性較好的漿液，可膠結充填土的孔隙實現加固巖質的目的。壓力注漿可以在不改變土體中本身結構的情況之下，促進漿液可以升入到土的孔隙之中，控制壓力，避免土體受到破壞。注漿漿液以及灌漿壓力：小導管在進行注漿之時使用水玻璃——水泥雙液。小導管注漿可以使用活塞直接封閉關口，保證注漿的壓力。水泥漿以及水玻璃雙液現場進行試配。設計好的灌漿壓力為1.2MPa，當小導管灌漿壓力為1.2MPa時，其注漿量其控制標準為0。在注漿的過程之中一旦出現漏漿等等問題，應該第一時間處理。如果地面隆起量較大則應停止注漿。注漿施工的主要流程為：首先施工工具進入到場中，進行放樣定位，等到鉆機就位，使用鉆機造孔，放置注漿管，接著進行注漿，檢查注漿飽和程度。通過對滑坡治理的成功經驗表明使用壓力注漿加固可有效加固淺層巖土體。通過進行注漿加固之后，后邊坡表層巖土體的力學性質獲得明顯提升，通過壓力注漿加固之后，可以有效制止因為邊坡滑動機制的形成和發展，也可不斷提升邊坡穩定的安全系數。

2 運用植物籬生態技術。在使用生態措施治理邊坡之時，可使用軟性生物，利用植物根系來固定邊坡土石。地面部分可以有效阻止避免雨水濺出，也可以減緩其邊坡降雨的沖刷速度以及力量。地下就會形成一種高強度的網狀根系，避免出現崩塌以及邊坡沖蝕。這種方法的特點是施工方法簡單、投資比較少以及成本低廉，通過實踐的發現其在施工之中獲得了較好的經濟效益以及生態功效。

3 錨噴支護施工。因為坡面施工之中遇到的是一些強風化巖層，在表層根植土剝離暴露一段時期后，面層會出現二次風化現象，所以可以使用噴射混凝土法施工?？倗娮o厚度的厚度在100mm左右，第一次厚度不是很大，而噴護首層會因為在這之后施工遭到破壞，與此同時，因為安全以及時間的制約在施工中剝離和施工不能同時進行。因此在施工之中廣泛使用的是網噴法，這種方法的主要施工措施是在錨桿注漿施工結束之后，把鋼筋掛到網前，對坡面需要進行人工二次清坡，這樣就可以及時清除二次風化的松散土。在施工之中需要做的工作主要有：施工準備、削方剝離、錨孔施工、注漿、二次人工清坡以及進行坡面掛網。

二、有限元分析

1 有限元分析模型的建立。根據前文的分析，我們了解到了在對強風化巖質邊坡滑坡進行治理的過程中，由于地質環境的復雜以及整個坡度的不規律性，采用一般的極限平衡法，對整個強風化巖質邊坡滑坡的安全指數的界定具有一定的危險性，并且這種方法在理論方面還欠缺一定的可靠性，所以在實踐過程中，采用有限元分析模型的方式對強風化巖質邊坡滑坡的安全指數的界定具有非常積極的意義。它可以充分而有效地考慮到巖質邊坡的承重力和穩定性，而且對于工程人員的工作效率的提高同樣具有積極的作用和意義。而且伴隨著現代科學技術水平和計算機地不斷應用革新，有限元分析法已經日益成為強風化巖質邊坡滑坡穩定性的考量方面的計算方式。具體的有限元計算模型如下圖所示：有限元計算模型。有限元法是采用由小單元集合組成的方式替代較為復雜的結構的計算方法。在對強化巖質邊坡滑坡治理的過程中，對其穩定性的分析和考量是十分必要的。利用有限元法可以有效地對數據進行分析和計算，但是有限元法并不是完美無瑕的，它作為一種數值分析的算法，在對強化巖質邊坡滑坡治理的過程中，地質狀況的多樣化和復雜性，充分進行影響因素的綜合考量是十分必要和迫切的，工作人員在面對復雜狀況的時候，可以采用與其他計算方式相結合的方式進行計算，諸如和邊界元算法的結合等，這樣的方式對于提高工作人員的工作效率以及快速計算出可靠的數據具有重要的意義。

圖1 有限元計算模型

2 加固效果分析

在進行有限元分析過程之中，首先應確保圖上的圖紙情況、坡度以及尺寸同具體情況相同，再根據實際施工分兩種情況分析。第一，在開挖邊坡之時，其坡比是1∶0.7，那么可以不進行加固。對滑坡之間的情況進行模擬。在分析圖中通過有限元分析得出位移的等值線。在分析圖中空白的部分表示的意義依照設計相關斷面開挖的土方，根據計算得出坡體的位移情況，如果邊坡出現失穩破壞等等問題的話，一般來說其安全系數也低于1。第二，在依照1∶1.15的比例開挖邊坡的過程中，應該對其表面灌漿加固，并且在坡腳處設置抗滑樁，通過灌漿的方法來不斷提升邊批表層土體的強度，基本性質同水泥土比較接近，根據室內試驗的結果，在分析中可以得到加固區巖土體的力分析顯示，當滑弧處于邊坡表層時，則是一種淺層滑動現象。在進行灌漿加固之后，其整個邊坡會逐漸趨于穩定，通過計算可以判定滑弧位置的變化情況，而逐漸向其深層發展，并且抓緊提升邊坡的穩定安全系數。

結語

通過對具體工程滑坡治理效果的分析，可以看出綜合使用壓力注漿法、植物護坡法以及噴錨施可以有效改善表層巖土體的力學性質，有利于邊坡穩定。對有限元分析顯示，因為邊坡破壞不是突發的，而是一個漸進的過程，尤其是邊皮潛在滑動面剩余滑力較小以及滑動面較淺之時，使用壓力注漿法比較合適，可有效阻止滑動機制的出現，保證邊坡加固的質量。

[1]陳鵬.公路順層巖質邊坡穩定及其影響因素分析[D].浙江大學，2012.