基于半巖半土質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害勘察及防治對策研究

梁瀚元

廣東省有色金屬地質(zhì)局九三二隊 廣東 珠海 519000

在我國經(jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展的背景中，我國的巖土工程項目數(shù)量與日俱增，然而位于山區(qū)的工程項目，地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜，邊坡也相對陡峭，很容易在外界因素的影響下產(chǎn)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害問題，這將會嚴重影響巖土工程的安全性和穩(wěn)定性。因此在施工之前，施工單位的勘察人員必須要對半巖半土質(zhì)邊坡引起足夠關(guān)注，通過對邊坡地質(zhì)災(zāi)害的全面勘察，制定出更加優(yōu)化的邊坡防治方案，為巖土工程的順利施工奠定扎實基礎(chǔ)。

1 半巖半土質(zhì)邊坡的地質(zhì)特征

半巖半土質(zhì)邊坡的地質(zhì)特征主要包括兩種：一是下伏基巖相對穩(wěn)定、二是下伏基巖不穩(wěn)定。相對穩(wěn)定的下伏基巖通常是由硬質(zhì)巖石組成，該巖體的節(jié)理裂隙不發(fā)育，并且在巖體內(nèi)部沒有軟弱夾層，比較典型的為灰?guī)r和礫巖邊坡，這種邊坡具有非常穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因自身原因而產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害較少，如果遭受強降雨等外界因素影響，容易產(chǎn)生土質(zhì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，因降雨而引起的滑坡規(guī)模相對較小，危害也較低，但是如果滑坡的位置位于坡度較高的地段，就會產(chǎn)生高位滑坡，高位滑坡通常具有較大的滑坡量，所產(chǎn)生的危害也相對嚴重[1-2]。所以在對下伏基巖比較穩(wěn)定的邊坡進行地質(zhì)災(zāi)害勘察時，勘察人員可以利用鉆探等手段并結(jié)合地面調(diào)查，來明確巖土體的具體分布范圍以及部結(jié)構(gòu)特征，并能夠在強降雨天氣來臨之前，做好相應(yīng)的預(yù)防措施，盡量避免惡劣天氣對邊坡的穩(wěn)定性造成不良影響。如果下伏基巖由軟質(zhì)巖組成，并且?guī)r體裂隙發(fā)育，在巖體內(nèi)部存在一些軟弱夾層，此種類型的下伏基巖就相對不穩(wěn)定，以紅層為主要代表。該種類型的基巖邊坡的風化情況較為嚴重、風化深度也較大，所以土層厚度會在一定程度上大于巖層厚度，受構(gòu)造和節(jié)理影響，很容易在順向坡地段產(chǎn)生巖質(zhì)滑坡。通常情況來說，順向區(qū)域容易產(chǎn)生巖質(zhì)滑坡，而逆向區(qū)域容易產(chǎn)生土質(zhì)滑坡，土質(zhì)滑坡的規(guī)模相對較大，后果也更為嚴重?？辈烊藛T在對該類型邊坡進行地質(zhì)災(zāi)害勘查時，一定要提高勘察方案的針對性與合理性：如果順向邊坡受巖體構(gòu)造和軟弱夾層控制，勘察人員就很難通過鉆探工藝來確定巖體內(nèi)部的軟弱夾層，所以在勘察此類地質(zhì)時，勘察人員需要對地質(zhì)結(jié)構(gòu)

進行全方位分析，并借助臨空面和巖產(chǎn)狀來計算巖層的穩(wěn)定性，并通過反演計算，計算出軟弱夾層的各類參數(shù)，在規(guī)模較大的工程項目中，勘察人員通常選擇使用現(xiàn)場剪切試驗來進行最終確定；在順向邊坡地質(zhì)體系中，如果邊坡的巖體相對破碎，勘察人員在開展勘察工作時就可以以土質(zhì)邊坡的各類情況和標準作為參考，并利用一定的模型和工具進行定量、定性分析，明確得知邊坡的詳細情況。雖然受構(gòu)造和節(jié)理控制的順向坡地段穩(wěn)定性相對較好，但是該類型的邊坡卻很容易在強降水的誘發(fā)下產(chǎn)生滑坡，并具有一定的突發(fā)性和隨機性，所產(chǎn)生的損失也相對較大[3-4]。所以針對下伏基巖不穩(wěn)定的邊坡，勘察人員一定要充分考慮巖層結(jié)構(gòu)和降水等因素，并以此為基礎(chǔ)制定更加有針對性的防范措施，通過全面的地質(zhì)災(zāi)害勘察，制定出更為完善的地質(zhì)災(zāi)害防范措施。

2 半巖半土質(zhì)邊坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的原因分析

在半巖半土質(zhì)邊坡地區(qū)，工程活動、地下水位波動、降雨、惡劣天氣等都會引發(fā)不同程度的地質(zhì)災(zāi)害問題，其中邊坡滑坡、邊坡崩塌、泥石流是最主要的地質(zhì)災(zāi)害類型?；戮褪沁吰轮械膸r體受自身結(jié)構(gòu)和外界因素影響，在重力的作用下整體向下滑動；邊坡崩塌則主要是指邊坡中的巖土體在各類應(yīng)力的作用下突然崩落，并沿著邊坡向下翻滾；泥石流多發(fā)生在山地地區(qū)，強降雨是導(dǎo)致泥石流地質(zhì)災(zāi)害的最主要原因，因為在強降雨天氣中，雨水會與邊坡上的石塊和泥沙相混合并形成一種特殊洪流，泥石流地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模相對龐大，所產(chǎn)生的后果也十分嚴重。通常情況來說，內(nèi)因和外因是半巖半土質(zhì)邊坡產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的兩個最主要原因。內(nèi)因：一方面來說，在我國的半巖半土質(zhì)邊坡周圍，經(jīng)常會發(fā)生一些工程類活動，并且有很多邊坡也是建筑工程在修建過程中才產(chǎn)生的，但是現(xiàn)如今我國很多的工程項目在開展之初，通常沒有對邊坡進行專項設(shè)計，導(dǎo)致很多建筑工程的邊坡坡度都超過了60°，過于陡峭。而且人工邊坡因為形成了臨空面，也為滑坡形成的有利條件。另一方面來說，半巖半土質(zhì)邊坡上部的絕大部分地段，都分布著一定的松散土層風化層以及軟弱夾層，這嚴重影響了邊坡的工程力學(xué)性能，這也是地質(zhì)災(zāi)害形成的主要內(nèi)因。外因：人為工程形成的高陡邊坡臨空面，為滑坡提供了便利條件；半巖半土質(zhì)邊坡如果不受外界因素干擾，通常情況都會相對穩(wěn)定，但是一旦出現(xiàn)強降雨等惡劣天氣，就會引發(fā)邊坡滑坡，這主要是因為半巖半土質(zhì)邊坡具有較為松散和透氣的風化土層和弱土層，雨水很容易由此滲透到巖層內(nèi)部，這會加大邊坡自重，隨之產(chǎn)生更大的下滑力，如果強降雨在邊坡處不斷匯聚而形成貫通面，還會造成大量的邊坡結(jié)構(gòu)下滑，最終形成嚴重的地質(zhì)災(zāi)害[5-6]。除此之外，各種不規(guī)范和不合理的建設(shè)行為，也會在很大程度上影響邊坡原有的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)特征，增大發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率。

3 半巖半土質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的防治對策

半巖半土質(zhì)邊坡因地理位置的不同，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征也存在著很大的差異性，為了全面提高半巖半土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，勘察人員在勘察設(shè)計階段，不僅要對邊坡進行常規(guī)的調(diào)查和鉆探，同時還要對容易滑坡的位置進行詳細的地質(zhì)測繪，并在勘察和設(shè)計中，對施工條件進行重點分析，并結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況制定切實可行的防治措施。半巖半土質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的常用防治措施，如下所示：

3.1 提高半巖半土質(zhì)邊坡的地質(zhì)勘察質(zhì)量

通過分析大量資料可知，邊坡的地質(zhì)情況與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生息息相關(guān)，所以為了從源頭上避免地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生，勘察技術(shù)人員一定要對半巖半土質(zhì)邊坡的地質(zhì)情況進行全面勘察，能夠?qū)吰乱约爸車牡刭|(zhì)信息進行全面掌握，不斷提高測繪工作的全面性和準確性。值得一提的是，如果半巖半土質(zhì)邊坡附近分布著大量建筑物，那么勘察人員在進行地質(zhì)信息的勘察測繪工作時，還需要詳細調(diào)查建筑物的實際情況，避免后續(xù)施工對建筑物產(chǎn)生不利影響。除此之外，勘察人員也要建立邊坡失穩(wěn)模型，并根據(jù)模型明確勘察方法，半巖半土質(zhì)邊坡具有十分復(fù)雜的失穩(wěn)情況，有可能是因為上部土體受外部因素影響而失穩(wěn)，最終帶動下伏基巖一起滑動；也有可能是因為下伏基巖因荷載過大而失穩(wěn)，帶動上層土體一起滑動。這也就要求勘察工作人員一定要對失穩(wěn)模型進行全面分析，并做好物理力學(xué)試驗，進一步提高勘察工作的嚴謹性和科學(xué)性。只有保證巖土工程勘察數(shù)據(jù)的準確性，才能為后續(xù)的邊坡支護工程設(shè)計提供準確的數(shù)據(jù)支持，才能為建筑項目施工提供有價值的參考信息[7]。這也就要求勘察人員在進行巖土工程勘察時，必須能夠結(jié)合項目的實際情況選擇適合的勘察技術(shù)，并按制度的約束規(guī)范自身的行為，從源頭上保障勘查數(shù)據(jù)的準確性和全面性。在編制勘察報告時，工作人員也要按照相關(guān)標準進行規(guī)范填寫，最大限度地保證報告的實用性，能夠?qū)辈鞌?shù)據(jù)進行深入分析，并且做好校對與檢測，從源頭上降低數(shù)據(jù)誤差。與此同時，勘察人員也要定期接受培訓(xùn)教育，不斷提高自身的專業(yè)技能，能夠以過硬的專業(yè)素質(zhì)應(yīng)對各種復(fù)雜地質(zhì)條件，獲得全面準確的勘察數(shù)據(jù)，最大程度地滿足勘察作業(yè)需求。

3.2 使用抗滑樁與擋土墻

為了應(yīng)對半巖半土質(zhì)邊坡的地質(zhì)災(zāi)害，很多工程項目在建設(shè)過程中都充分利用了抗滑樁和擋土墻來提高邊坡的穩(wěn)定性和承載力。

抗滑樁是一種深入滑坡體并且直至滑床的樁柱，用樁柱本身的支撐力來阻擋邊坡的滑動力，因此可以起到有效的穩(wěn)定作用，抗滑樁具有施工成本低、施工效率高、穩(wěn)定性強等優(yōu)勢，現(xiàn)如今抗滑樁的應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用理論已經(jīng)相對成熟，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在邊坡施工中。但是抗滑樁技術(shù)在應(yīng)用過程中，對施工團隊的綜合素質(zhì)要求較高，對施工面也有一定要求，所以并不適用于施工規(guī)模較大的邊坡區(qū)域。但是影響抗滑樁最終加固效果的因素眾多，例如樁長、樁間距、樁徑等，不同規(guī)格的抗滑樁所產(chǎn)生的加固效果截然不同，所以為了進一步提高抗滑樁的加固質(zhì)量，技術(shù)人員就必須對抗滑樁的施工參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計[8]。

擋土墻工程在應(yīng)用過程中具有較低的造價成本，施工流程也較為完善，但是擋土墻工程多適用于低于6m的土質(zhì)邊坡區(qū)域中，在其他類型的邊坡中則存在著較大的應(yīng)用局限，很難起到應(yīng)有的支護效果。擋土墻的應(yīng)用效果如下圖所示。擋土墻工程在應(yīng)用過程中具有成本低、周期短等優(yōu)勢，并且噪聲較小，適用于城市施工，而且鋼筋籠混凝土具有很好的防滲性，能夠?qū)吰滦纬蓮娪辛Φ闹?，并且分擔掉部分邊坡壓力，進而可有效保證邊坡結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性?？偟膩碚f，如果是因為外部因素導(dǎo)致邊坡上部土體失穩(wěn)而帶動下伏基巖一起移動，技術(shù)人員就可以使用擋土墻工程進行支護，來提高邊坡的穩(wěn)定性和承載力；如果是因為下伏基巖荷載過大失穩(wěn)并帶動上覆土體一起滑動，技術(shù)人員就應(yīng)該采用抗滑樁支護方式來提高邊坡的穩(wěn)定性。

圖1 擋土墻

錨桿和錨索也是應(yīng)對半巖半土質(zhì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的常用措施，但是值得一提的是，雖然錨桿和錨索適用于絕大多數(shù)的邊坡類型，但是如果應(yīng)用在反傾土層中，巖體會因為掩埋過深而影響錨固效果；如果是應(yīng)用在順傾土層和等厚土層中，那么錨固段就可以深埋于巖體中，錨固效果相對理想。錨桿和錨索在不同土層中的應(yīng)用效果如圖2所示。為了最大限度地程度地發(fā)揮出錨桿和錨索的應(yīng)用價值，勘察技術(shù)人員就要在施工之前，對半巖半土質(zhì)邊坡的土層分布情況進行全面勘察，并結(jié)合勘察數(shù)據(jù)選擇更為適合的支護技術(shù)和支護方案，對半巖半土質(zhì)邊坡進行科學(xué)防護。錨桿和錨索支護方案在施工過程中，工作人員需要嚴格規(guī)范鉆孔施工，確保鉆孔的位置與深度符合技術(shù)要求，并且錨桿盡量選擇注漿錨桿或者錳硅鋼筋，并保證鋼筋直徑符合技術(shù)要求。同時工作人員也要結(jié)合工程現(xiàn)場的實際情況，科學(xué)配置噴涂砂漿，嚴格控制砂漿比例，進一步提高錨桿支護系統(tǒng)的科學(xué)性與穩(wěn)定性，錨桿支護系統(tǒng)還具有一定的防滲性能，能夠進一步提高邊坡的穩(wěn)定性。

圖2 反傾土層、順傾土層和等厚土層中的錨桿應(yīng)用情況

3.3 借助輔助措施

在科學(xué)防治半巖半土質(zhì)邊坡的地質(zhì)災(zāi)害時，技術(shù)人員不僅可以采取上述防護措施，在條件允許的情況下，還可以采取一系列的輔助措施，來提高邊坡的整體穩(wěn)定性。例如，削坡減載工程、截排水工程、排水廊道工程等，都是十分有效的輔助措施。削坡減載工程，對下伏基巖相對穩(wěn)定的邊坡類型有著較為顯著的應(yīng)用效果，該輔助工程在施工過程中相對簡單并且成本較低，但是卻無法有效應(yīng)對深度較大的邊坡，需要勘察人員結(jié)合邊坡的實際情況進行專項設(shè)計。截排水工程能夠?qū)τ晁M行科學(xué)疏導(dǎo)，這可有效緩解降雨對邊坡的沖刷，并降低邊坡土體的含水率，所以能夠有效應(yīng)對因降雨而引發(fā)的邊坡滑坡。排水廊道工程通常作用于土體含水率較大的邊坡，排水廊道工程可有效降低地下水高程、減少土體含水率、提高土體強度并降低土體容重，因此能在一定程度上提高邊坡的穩(wěn)定性，現(xiàn)如今排水廊道工程已經(jīng)在我國半巖半土質(zhì)邊坡工程中有著十分廣泛的應(yīng)用前景。

綜上所述，因為半巖半土質(zhì)邊坡極易發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害一旦形就會產(chǎn)生極為嚴重的影響和后果，所以就要求勘察技術(shù)人員能夠?qū)吰碌刭|(zhì)災(zāi)害進行全面勘察，深入明確地質(zhì)災(zāi)害的形成原因，并在此基礎(chǔ)上采取有效措施進行科學(xué)預(yù)防。通常情況來說，主動防護措施和輔助防護措施是最為常見的應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害的手段，勘察技術(shù)人員也要加大對邊坡支護技術(shù)的研究力度，進一步提高邊坡支護技術(shù)的科學(xué)性和全面性，從源頭上提高半巖半土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性和承載力。