淺析山體邊坡穩定性與支護措施

陳湛波

湖南百利工程科技股份有限公司，湖南岳陽 414000

邊坡按照成因可分為天然邊坡和人工邊坡，天然邊坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡；按照構成邊坡坡體的巖土性質可分為粘性土類邊坡、碎石類邊坡、黃土類邊坡和巖石類邊坡；按照邊坡的穩定性程度可分為穩定性邊坡、基本穩定邊坡、欠穩定邊坡和不穩定邊坡。

近年來，我國經濟高速發展的同時環境保護的要求越來越高，工業建設盡可能避開人員密集區及生活居住地，使得工業建設出現大量的山體開挖及棄渣棄土，且所處的水文地質環境日趨復雜。因此，為了工程項目的順利實施，有效保障工程施工安全和質量，必須對山體邊坡的特征與穩定性進行分析，采取有效的山體邊坡支護措施。為此，本文以實際工程項目為例，對某山體邊坡支護與穩定性進行分析，通過采用圓弧滑動穩定性計算，在明確邊坡結構作用穩定性的情況下，對支護措施進行調整控制。

1 邊坡穩定性影響因素

為了減少和消除各種邊坡事故的發生，無論是在工程調研階段還是工程設計階段，均應加強對邊坡穩定性的研究，選取合適的支護方案，確保施工安全。邊坡失穩是在邊坡自身重力場和其他應力場的共同作用下發生的，土質邊坡常發生滑坡失穩，巖質邊坡常發生崩塌、滑動、傾倒、潰屈等破壞。不同的邊坡失穩機理也各不相同，影響邊坡失穩的主要因素：地下水、地震、人工作業的影響等。

1.1 不連續結構面

山體邊坡尤其是巖質邊坡發生變形破壞的首要條件是邊坡上存在不連續面的結構面，不連續結構面的密集程度直接決定了巖體是隨這些破壞面的狀態、形狀和空間分布而變化的。不連續結構面間方位或狀態、巖體的連續性或規模、充填物和張開度、間距、粗糙面、巖石種類、巖石的硬度、成因、先期的剪切位移等都會最終影響不連續結構面的摩擦力和抗剪強度，從而最終影響邊坡失穩的概率。

1.2 地下水的影響

地下水的影響是邊坡失穩中一個不可忽略的重要因素。地下水對邊坡的影響主要包括兩個方面。首先，當地下水沿著邊坡內部的不連續面流動時，地下水的潤滑作用會導致邊坡不連續面的摩擦力降低，從而加劇了邊坡失穩的概率；地下水作用在邊坡土體或者邊坡巖體時，會填充在邊坡土體或者巖體的空隙中，從而增加邊坡坡體整體的重力，導致邊坡更容易失穩。

1.3 自然條件的影響

自然條件對邊坡的影響是多方面的。首先，降雨天氣對邊坡的影響與地下水對邊坡的影響類似，地面降水最終會深入邊坡坡體中并沿著坡體內的斷裂面滲透，增加了坡體重力，降低了坡體斷裂面的穩定性，容易造成邊坡失穩破壞。其次，風霜雨雪等天氣對于邊坡坡體具有風化侵蝕的作用，自然環境對邊坡的侵蝕破壞了坡體原有的連接狀態，導致坡體風化破碎，并最終發生失穩破壞。

1.4 擾動作用

地震和開挖邊坡采用的爆破開挖都會對邊坡的穩定產生不利的影響。因此，爆破孔的藥量必須適當，以便充分發揮爆破所釋放的能量，并對邊坡巖體的危害最小。

2 圓弧滑動法分析山體邊坡的穩定性

邊坡穩定性分析是確定邊坡是否處于穩定狀態，是否需要對其進行加固與治理，防止其發生破壞的重要依據。

2.1 山體邊坡特征

以湖南地區某山體邊坡工程項目為例，經勘查，該山體邊坡上的粉質粘土比例較大，大多分布在山體邊坡的北部，坡度較小。山體邊坡南部分布的是強-中風化泥質板巖，邊坡長度約為120m，巖層產狀傾向230°～235°，外傾角22°～26°，坡面巖體裂隙發育，將巖體切割成塊狀與碎塊狀，坡體穩定性較差。此地質條件下，北部未發現發生過滑坡與坍塌等災害。而南部因受人工挖掘與巖石應力場的變化影響，出現了大面積的滑坡與坍塌現象。根據工程的需要，相關建設人員應對其邊坡的穩定性進行分析，以使采用的支護措施不僅達到穩定性控制目標需求，還能提升支護結構作用的適應性。

2.2 圓弧滑動法穩定性計算

運用圓弧滑動法對上述山體邊坡穩定性分析，按照相關的規范標準，對邊坡形態、結構物質組成以及巖土受力狀態進行分析計算。如表1，為圓弧滑動穩定性計算參數結果與圓弧滑動穩定性計算結果。

表1 圓弧滑動穩定性計算結果

從表中所示內容可以看出，當山體邊坡結構處于飽和狀態，山體邊坡的安全系數均小于臨界安全系數，這就意味著山體邊坡結構處于不穩定性狀態。從圓弧滑動穩定性計算的總體角度來看，山體邊坡仍處在不穩定性的作用狀態。因此，應采用合適的支護措施來解決邊坡結構不穩定問題給工程建設所帶來的影響。

3 山體邊坡支護措施及實施

通過上述邊坡穩定性分析法對該工程所處的山體邊坡結構進行分析，其得出的結果均為不穩定狀態。工程建設人員結合山體邊坡所處的特征，采用噴錨施工技術方案。具體的支護措施涉及：邊坡結構修坡處理、噴射第一層細石砼、鉆孔安設錨筋、注漿、安設連接件、安裝插筋與鋼筋骨架、綁扎鋼筋網、噴射第二層細石砼、設置坡頂截水溝和坡面及坡腳排水溝。

首先，支護施工人員對山體邊坡的穩定性進行勘察，并將山體邊坡上的松石與危石進行處理，對獨立孤石利用鋼絲繩進行圍護固定處理。

其次，采用機械開挖方式，來對整個山體坡面進行修正，以保證其平整效果。修正完成后，將山體坡面的塵土清除干凈，以為后續的支護施工操作提供便利。錨桿成孔必須滿足設計和規范要求，制作并安設錨筋，注漿時為使錨固段內水泥砂漿填密實，灌漿管要插入孔底部，自最低部開始灌注，以排出孔內空氣和余水。對于插筋及鋼筋骨架的設置，應盡可能的將鋼筋以垂直狀態作用于山體坡面。

再次，噴射細石砼，在噴射混凝土施工的過程中，應控制好混凝土的厚度，并將最大骨料控制在10mm以內。此支護作業過程中，需將噴射機噴射口與坡面的距離控制在60～100cm之間。當噴射的混凝土實現2h的終凝后，可加強養護。

最后，對于截水溝、排水溝的設置，應控制其結構不受雨水沖刷與滲透影響，按照相應規范進行施工，并嚴格控制質量。

通過山體邊坡的穩定性分析及工程實踐可知，針對山體邊坡的支護特征與穩定性作用狀態，應采取對應的支護技術與措施。當支護方法確定后，施工技術人員就應切實執行施工工藝的優化控制要求，即嚴格按照支護工藝流程進行施工質量的控制。值得注意的是，實際支護施工控制過程，還應采用監控與監督方法，保證整體支護施工作業的有序與嚴謹效果作為目標，以保證處在山體邊坡結構的工程項目不受環境因素的影響，進而為人們的生命、生產、財產安全提供保障。

4 結語

綜上所述，山體邊坡支護與穩定性分析，需結合工程項目所處的環境特征，采用圓弧滑動穩定性計算等方法，明確山體邊坡結構的穩定性狀態，通過統計分析安全系數結果，保證穩定性分析方法運用的質量效果。事實證明，只有這樣，才能將最具效用的支護措施作用于實踐，以服務于經濟建設的全面發展進程，以解決城市發展的用地緊張與生態環境和諧統一的建設問題。