邊坡加固治理工程

程靜君

山西省交通科學研究院 山西太原 030000

近幾年，因邊坡穩(wěn)定性不佳，導致邊坡垮的事故逐漸增多，豆腐渣工程成為人們對工程建設的普遍印象，影響了我國建設行業(yè)的發(fā)展。邊坡穩(wěn)定性，直接決定著工程整體質(zhì)量與安全，影響道路的安全運行，甚至諸多邊坡工程成為制約工程進度的關鍵。對此，為提高工程建設進度，降低成本損失，推動工程更快更好的投入運行，邊坡的加固與治理成為重點。

1 邊坡加固機理

邊坡加固是選擇經(jīng)濟合理的方法解決邊坡的穩(wěn)定性。邊坡加固一般主要考慮邊坡的滑體荷載，通過假定滑動面，計算極限平衡狀態(tài)的滑動力。

1.1 邊坡加固設計原則

邊坡加固采用極限狀態(tài)設計方法。極限狀態(tài)的設計方法包括正常使用和承載能力兩種極限狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)是指支撐結構強度的失效，如邊坡失穩(wěn)和錨固系統(tǒng)失效。正常使用極限狀態(tài)是指支撐結構和斜坡變形影響受保護體的正常使用和耐久性，并且不能滿足結構的設計要求。加固后邊坡要滿足穩(wěn)定性和可靠性的要求，在規(guī)定的時間和條件下，保持邊坡的自身穩(wěn)定。邊坡穩(wěn)定性和可靠性主要由從支護結構的安全性、適用性和耐久性三個方面進行描述。（1）安全性。在施工或正常使用條件下邊坡及其支護結構承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用或在偶然發(fā)生特殊情況下保持整體穩(wěn)定。（2）適用性。正常施工或正常使用條件下邊坡及其支護結構能夠滿足預設的使用要求，如邊坡能夠滿足支護的要求。（3）耐久性。在正常使用條件下，斜坡及其支撐結構可以長期保持穩(wěn)定性，而斜坡的變形不會影響邊坡的正常使用。

1.2 邊坡加固荷載效應

邊坡穩(wěn)定性計算分析中的主要荷載有：(1)邊坡滑體的荷載；(2)邊坡支護建筑物的荷載；(3)水產(chǎn)生的荷載(包括地下水和環(huán)境水產(chǎn)生的滲透壓力、靜水壓力等)；(4)地震、風、雨、雪等偶然荷載。

計算邊坡加固的荷載組合，按照最不利狀態(tài)進行計算，邊坡與支護結構的穩(wěn)定性及滑坡推力的荷載分項系數(shù)取1.0；在錨定桿、支護結構立柱、擋板擋地墻截面尺寸、內(nèi)力及基底反力的計算時，選取相應的分項系數(shù)；當計算錨桿變形和支護結構的位移時，不考慮風荷載和地震荷載，荷載組合選取正常使用極限狀態(tài)準永久組合。

承載力極限狀態(tài)下荷載組合可按試⑴計算：

式中：rg為永久荷載分項系數(shù)；sgk為永久荷載標準值Gk下荷載效應值；rQi為可變荷載Qi的分項系數(shù)；jci為可變荷載Qi的組合系數(shù)；

在計算支護結構的抗裂性能時，應考慮荷載的長期影響，荷載的效應組合采用正常使用極限狀態(tài)的標準組合，正常使用極限狀態(tài)下荷載效應標準按試⑵計算：

式中：sgk為永久荷載標準值Gk下荷載效應值sQik為永久荷載標準值Qi下荷載的效應值；jci為可變荷載Qi的組合系數(shù)；

2 邊坡加固治理的方法

2.1 錨固技術的應用

在邊坡加固中，錨固技術的應用可以有效地承受土壓力、水壓力的影響，確保邊坡的穩(wěn)定性，減少滑坡的危險。在結構形式上，錨固分為四類：抗滑樁、噴錨、錨孔和預應力錨。噴錨支護：是一種生產(chǎn)效率高、施工進度快、無需模板的邊坡加固技術，應用廣泛。噴射混凝土和錨支護的結合，實現(xiàn)機械連續(xù)施工。與其他邊坡加固技術不同，噴錨技術依靠一定的沖擊速度，噴射出混凝土，為邊坡提供支撐。噴錨支護的強度高于木結構支撐，經(jīng)濟性高于鋼結構支撐。同時，噴錨支護不需要模板、拱架等，加快了施工速度，降低了工程成本。錨洞：在邊坡加固中，錨洞加固是治理邊坡穩(wěn)定的一項有效手段。用錨洞加固時，為充分發(fā)揮其支撐、加固作用，施工人員應始終遵循由內(nèi)而外、循序漸進、逐漸加固的原則，進行錨洞加固。在同一結構面，錨洞工程可采用跳洞開挖，有效避免結構面上的不利因素。預應力錨固具有以下優(yōu)點：在邊坡開挖時，采用該種加固方式，能夠有效減少開挖量，增強邊坡穩(wěn)定性；在邊坡垮塌時，能夠有效修補混凝土裂縫，增強邊坡強度；有效改善邊坡的受力條件，提高邊坡受力穩(wěn)定性，保障邊坡質(zhì)量。

2.2 減載，排水的應用

減載反壓：如在某工程北側的邊坡加固中，減載反壓的應用，有效加固了再次修筑的邊坡，提高了邊坡的穩(wěn)定性[1]。減載主要是降低邊坡的下滑力。主要方法是將邊坡后緣的巖土削去部分。但僅是減載，很難達到阻止邊坡下滑的效果。因此，減載與反壓同時進行，在削去部分邊坡后緣巖土后，將削去的巖土堆積在邊坡，以此有效降低下滑力，增加邊坡的抗滑能力，提高邊坡的穩(wěn)定。排水 ：在雨季施工中，排水工程直接關系到邊坡的質(zhì)量。在邊坡加固中，排水主要包括去除地下水和地表水。去除地下水的主要方法是降低巖體中的地下水位，減少滲漏問題，降低邊坡坍塌的風險。對于后者，相關人員要及時攔截流入斜坡的地表水，以免斜坡變形。如在邊坡外修建排水溝，及時將水排出，避免滲入邊坡內(nèi)。總之，排除地表水，能夠有效減小邊坡滑動力，降低附近巖土內(nèi)的含水量，提高邊坡的抗滑能力，保障邊坡穩(wěn)定。

2.3 混凝土抗滑結構的應用

混凝土抗滑樁主要被用于正在活動的地層淺層或中層。在邊坡加固中，為避免邊坡滑坡現(xiàn)象，應將抗滑樁全長的1/3埋入邊坡下完整的基巖內(nèi)，通過灌漿，將抗滑樁與周圍的巖體形成一個完整的整體，以此提高抗滑樁的承壓能力。混凝土擋土墻也是一種有效的抗滑結構，它主要依靠自身重量在斜坡上形成支撐，以防止斜坡向下滑動。混凝土擋土墻和排水措施的結合可以有效減少地下水的影響。此外，混凝土擋土墻可以局部改變滑坡體的應力平衡，防止邊坡變形，這是邊坡加固的常用方法。

3 結語

邊坡加固的目的主要是維護巖體的完整性和穩(wěn)定性。設計人員應結合現(xiàn)有施工設備、技術和能力，對邊坡加固進行合理設計。對于地質(zhì)條件復雜的大型邊坡加固或邊坡加固工程，還需要進行鉆井勘探，并需聽取當?shù)卦O計部門的建議。邊坡加固后，需要進行定期檢查。在發(fā)現(xiàn)大位移、大變形、大裂縫威脅結構安全時，應及時組織專家論證邊坡支護結構的安全性。