論高邊坡的勘察與穩(wěn)定性

■楊文鵬

（新疆水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院 新疆維吾爾830091）

論高邊坡的勘察與穩(wěn)定性

■楊文鵬

（新疆水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院 新疆維吾爾830091）

本文首先介紹了高邊坡防護(hù)的勘察分析，在進(jìn)行高邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)，應(yīng)該考慮環(huán)境和巖體結(jié)構(gòu)、作用因素、高邊坡自身的變形等等。工程中經(jīng)常由于對(duì)高邊坡的處理不當(dāng)而造成重大損失和事故，本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐，結(jié)合工程案例，對(duì)高邊坡勘察與穩(wěn)定性地質(zhì)條件、巖石高邊坡變形病害產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)等進(jìn)行了分析和探討。并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明各種處理方法的應(yīng)用，為設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)。

高邊坡勘察穩(wěn)定

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及政府部門對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的大力投入，近年來(lái)各種工程的建設(shè)正處于一個(gè)高峰期。其中部分建設(shè)項(xiàng)目所在地屬于山區(qū)，地形變化大，建設(shè)中不可避免存在著大量的高邊坡工程。在勘察設(shè)計(jì)和施工中處理不當(dāng)就會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，如引起古滑坡的復(fù)活和新生工程滑坡等，從而加劇惡化本已復(fù)雜脆弱的地質(zhì)環(huán)境條件，破壞生態(tài)環(huán)境，增加建設(shè)投資代價(jià)，延長(zhǎng)工期，甚至留下安全隱患。為此，必須在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中引起高度重視，加強(qiáng)高邊坡點(diǎn)的專項(xiàng)勘察和設(shè)計(jì)工作，強(qiáng)化施工過(guò)程管理。

1　高邊坡地質(zhì)勘察

邊坡的穩(wěn)定問(wèn)題一直是困擾工程基本建設(shè)的難題，邊坡災(zāi)害威脅著人類的生命安全和財(cái)產(chǎn)損失，影響著工程建設(shè)的正常展開。因此，對(duì)邊坡進(jìn)行治理顯得尤為重要。邊坡工程地質(zhì)勘察工作首先應(yīng)從大范圍的區(qū)域地質(zhì)背景開始，逐步縮小范圍，進(jìn)而調(diào)查邊坡工程所在范圍的地質(zhì)條件。其目的是查明邊坡工程地質(zhì)條件，并確定邊坡類型及破壞模式，為其穩(wěn)定性提供必要的參數(shù)。邊坡勘察工作過(guò)程中應(yīng)該在不同階段進(jìn)行不同工作，初期勘察需收集地質(zhì)資料，并進(jìn)行工程勘探、測(cè)繪和實(shí)驗(yàn)工作；分析其變形機(jī)制的同時(shí)評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性。后期將勘察初期的不穩(wěn)定和穩(wěn)定性較差的邊坡、鄰近地段進(jìn)行工程地質(zhì)勘測(cè)、測(cè)繪、分析和測(cè)試，提出邊坡參數(shù)后對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2　高邊坡的變形穩(wěn)定性及分析評(píng)價(jià)

高邊坡的穩(wěn)定性是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程并不是固定不變的，而是隨著工程所在地的地質(zhì)變化情況而發(fā)生變化。邊坡內(nèi)部本身就有原始應(yīng)力場(chǎng)，開挖過(guò)程也是內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，靠近坡面的點(diǎn)的應(yīng)力開始接近零，應(yīng)力變化大的點(diǎn)其位移變化越大。如果內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移達(dá)到令其松弛的程度時(shí)，該處就會(huì)發(fā)生破壞。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)可以得知，巖石高邊坡變形發(fā)生通常具有以下特點(diǎn)：①巖石高邊坡的結(jié)構(gòu)狀態(tài)比較好，通常情況下整體結(jié)構(gòu)比較完整。②邊坡屬于反傾層狀結(jié)構(gòu)邊坡或者是近水平層結(jié)構(gòu)。③含有陡裂面的邊坡。如果巖石高邊坡存在不利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，邊坡就會(huì)朝著“時(shí)效變形”的階段演變，這時(shí)，巖石高邊坡的破壞風(fēng)險(xiǎn)急劇上升，如果沒有及時(shí)采取控制措施，高邊坡中的一些軟弱面將會(huì)失去強(qiáng)度，當(dāng)失去強(qiáng)度的面積增大到一定程度時(shí)，高邊坡變形就會(huì)進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段，從而導(dǎo)致失穩(wěn)。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員應(yīng)該主動(dòng)提高自己的專業(yè)敏感度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變形前奏，及時(shí)控制好變形，如果耽誤了控制時(shí)間，控制的難度就會(huì)增強(qiáng)，且控制效果無(wú)法保證。巖石高邊坡變形問(wèn)題的治理需要遵循的原則：低開口、高清坡、緩接坡、強(qiáng)鎖頭、緊箍腳。

3　高邊坡變形病害產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)

高邊坡病害種類繁多，變形是高邊坡中的常見的一種病害，按照產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)可以分為以下3種，具體分為：①高邊坡坍塌。受主觀與客觀兩個(gè)方面原因的影響，主觀上來(lái)說(shuō)，有些工作人員在爆破、開挖和善后措施等方面做得不夠到位，高邊坡開挖后，大面積暴露在空氣中，長(zhǎng)期受自然因素的作用導(dǎo)致巖石松動(dòng)，發(fā)生物理學(xué)變化。從而發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。②高邊坡的滑坡。滑坡產(chǎn)生的原因有很多，與地質(zhì)構(gòu)造和巖性等有密切的關(guān)系，巖石高邊坡的巖體比較特殊，在外力作用下容易發(fā)生裂縫，如果再進(jìn)行開挖和爆破，那么高邊坡就很容易產(chǎn)生臨空面，就會(huì)很容易導(dǎo)致側(cè)向變形。雨季來(lái)臨時(shí)，高邊坡地表水容易下滲，影響了巖體的強(qiáng)度，也會(huì)很容易發(fā)生滑坡。③高邊坡的錯(cuò)落。錯(cuò)落發(fā)生的原因也有多種，主要原因是臨空面的加大導(dǎo)致的巖體分離，進(jìn)而導(dǎo)致變形病害的發(fā)生。

4　高邊坡穩(wěn)定性的影響因素

4.1影響土質(zhì)邊坡因素方面。可以從以下幾個(gè)方面分析這個(gè)問(wèn)題：①受外界作用力的影響，當(dāng)土體性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，如（在坡頂堆放建筑材料，或者在坡頂上承載構(gòu)筑物的壓力等打破了原有土層結(jié)構(gòu)的平衡，也可能由于地質(zhì)災(zāi)害、地震爆破等因素）產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致其作用力改變時(shí)容易影響土質(zhì)邊坡的效果，其次，工程在施工震動(dòng)、爆破等作業(yè)也壞影響土體荷載及其作用力。②高邊坡工程的所在地的地質(zhì)條件比較特殊，(如靜水力或含水量等因素)巖土碎石較多，大量的空隙為地表徑流提供了儲(chǔ)存空間，導(dǎo)致土坡結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度發(fā)生了變化。③巖石的含水量較大，雨量較多的雨季時(shí)水壓力就會(huì)大大增強(qiáng)，影響巖石的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)還可能引起裂縫和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。巖石高邊坡的含水量豐富還會(huì)引起侵蝕現(xiàn)象，從而導(dǎo)致地質(zhì)條件發(fā)生變化，進(jìn)而影響其穩(wěn)定性。

4.2影響巖質(zhì)邊坡因素方面。引起該類型穩(wěn)定性的因素總體情況比較復(fù)雜，原有地形構(gòu)造對(duì)坡體的影響，特別是山區(qū)的構(gòu)造。另因外力作用導(dǎo)致地質(zhì)條件發(fā)生變化，從而引起坍塌和變形。如果工程勘察人員對(duì)其影響因素分析的不夠透徹和全面，很容易引起變形問(wèn)題。雨量較大的季節(jié)和融凍季節(jié)夾層順向坡失穩(wěn)出現(xiàn)滑移，在雨水沖刷以及融凍水潤(rùn)滑的條件下，整體結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生扭曲和壓裂等現(xiàn)象很容易發(fā)生滑坡，當(dāng)?shù)乇硭疂B透到地下時(shí)，土體顆粒之間的黏結(jié)程度開始下降，也容易造成邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象。

5　結(jié)語(yǔ)

對(duì)巖石高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行研究的時(shí)候，必須把所在山體同時(shí)進(jìn)行考慮，巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力等，山體相關(guān)內(nèi)容的研究是必不可少的。另外，對(duì)巖石高邊坡的變形失穩(wěn)的控制是很難的，要想判斷巖石高邊坡的發(fā)展范圍，必須十分清楚所在山體結(jié)構(gòu)。所以，對(duì)巖石高邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究的時(shí)候，必須對(duì)整個(gè)山體進(jìn)行研究。高邊坡工程不同于一般工程，其管理應(yīng)貫徹于勘察、設(shè)計(jì)和施工的全過(guò)程，在實(shí)施過(guò)程中應(yīng)重視對(duì)勘察結(jié)論的復(fù)核和確認(rèn)，實(shí)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、做到信息化施工，是高邊坡防護(hù)成功實(shí)施的保證。

[1]韋臣.某市政工程高邊坡滑坡勘察分析及處理綜述 [J].山西建筑，2009（17）.

[2]劉源.山區(qū)高速公路挖方路基邊坡穩(wěn)定性分析及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究 [D].吉林大學(xué)，2012.

U213.1+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-175-1