边坡勘察设计分析（通用12篇）
边坡勘察设计分析 篇1
1 边坡勘察中常见病害分析
通过在平时工作中对边坡进行勘察, 发现在勘察过程中边坡的主要危害有边坡坍塌、边坡滑坡、高边坡错落分布以及边坡出现倾斜这四种。
边坡坍塌:主要表现在对边坡进行初期的爆破或者开挖之后, 对排水以及防护工程施工质量不过关, 比如对边坡进行初期爆破的时候由于炸药的剂量过多, 使得爆破之后边坡的岩体会出现疏松, 从客观方面来看是因为边坡地质不佳导致边坡的土质结构出现疏松, 在进行边坡开挖的时候造成平衡性失控等情况, 使得边坡出现危害。
边坡滑坡:产生最为主要的原因是因为边坡的地质构造、岩性、开挖卸载、水的作用等息息相关, 高边坡的坡体为砂岩、强风化粉砂质泥岩等软质岩石, 在风化作用下, 局部容易产生贯通性裂缝, 再加上开挖和卸载的影响, 譬如原始的地形和应力受到路基开挖的影响, 改变了原有样貌, 形成高边坡的临空面, 为高边坡的侧向变形提供了足够的空间。雨季时地表水下渗, 加重岩体重度和降低岩体抗剪能力, 当重度达到一定程度时, 边坡就会沿着软弱界面滑动, 产生滑坡。
高边坡错落分布:主要表现是边坡位置出现移动, 导致边坡过于集中或者过于分散, 主要是因为边坡的错落带岩土临空的一面被大量地下水冲击, 使得对岩体强度出现一定的削弱, 断层会和光滑结构面以及岩体出现分离, 出现压缩性的变形。
边坡倾斜:主要源自于客观的地质灾害问题, 譬如某高速公路的泥岩互层地段中存在软硬相间的陡倾斜岩层, 破坏了边坡的平衡性。
2 影响边坡稳定性的因素分析
通过对边坡进行勘察, 发现边坡按照组成成分进行分析, 主要为土质边坡和岩质边坡, 在边坡出现滑坡、倾斜的时候, 一般都是因为有一些不利因素对边坡的稳定性造成威胁, 导致表破稳定性出现大的波动, 所以就主要对影响土质边坡和岩质边坡稳定性的因素进行分析, 现总结为下文所述。
土质边坡稳定性影响因素:土质边坡在施工初期因为各种施工设备以及边坡上方的建筑物产生的巨大压力, 加上土质边坡的土质作用力会发生一定程度的变化, 使得土坡的作用力不再处于平衡状态, 最终导致边坡稳定性不足;一般处于高处的土质边坡中含有很多的水分, 加大土质边坡孔隙水压力, 降低了边坡土质抗剪强度;一旦下雨, 地面上的水分就会渗透进土质边坡中的缝隙中, 产生了一些静水力作用, 使得土质边坡侧面的压力有所加大, 使得土质边坡出现土质松动;另外土质边坡在长时间的使用过程中, 边坡坝以及基坑中的土质会慢慢被水质侵蚀, 导致地下水渗透压力过大, 降低了边坡稳定性。
岩质边坡稳定性影响因素:相对于土质边坡, 岩质边坡影响稳定性的因素比前者更为复杂, 岩质边坡制造位置的地形地貌产生变化也会对边坡稳定性造成影响;岩质边坡中石灰岩假若出现崩坍、裂缝等情况, 就会导致泥岩层形成危岩, 对稳定性造成很大的影响;有的岩质边坡中有很多其他类型的边坡, 比如反边坡切向坡、反向坡等等, 这些边坡对于岩质边坡层面、节理面以及断层面的稳定性都有着比较严重的负面影响, 一旦出现滑动就会使得岩质边坡出现滑体等危险情况。
另外岩质边坡自身重量会随着雨水的增大而增大, 而边坡坡体还会因为雨水存在一定的润滑作用, 进而对自身稳定性形成威胁。地表水渗入岩土层, 消除了颗粒之间的吸附能力、粘结能力, 当坡体内部进入大量水分, 坡体孔隙的水压力就会加大, 产生浮托作用, 降低了坡体的抗剪强度, 当渗入节理缝隙的地表水达到一定程度, 节理裂缝面就会被软化, 不合理开挖和堆载也是破坏高边坡岩体的重要原因之一。
3 边坡勘察设计措施分析
3.1 地面地质勘察
地面地质勘察工作作为边坡勘察设计的基础工作, 在进行该项工作的时候必须对边坡土质有所了解, 并且已经对边坡土质进行了比较全面的分析, 比如能够根据边坡所在地的位置山坡走势将需要进行地质勘察的边坡进行分段, 然后对每一个小段进行坡形、坡率以及坡高度等数据收集, 并且对收集到的数据进行全面分析, 还必须对边坡上方的植物分布情况进行了解, 比如处于河流或者是沟谷地段就应该将河流以及沟谷的分布程度、割损程度以及边坡稳定性进行同步测量。
根据地层的人工边坡形式和稳定状况, 确定山坡上线路的位置、走向, 以及策划开挖的边坡高度和形式, 尤其是边坡地段的地层、岩性、产状、风化程度等, 需要结合边坡是否存在软弱夹层和接触面, 探清夹层、接触面与边坡开挖面的关系。针对地质的结构, 譬如类均质体结构、顺倾层状结构、反倾层状结构、近水平层状结构等, 探其分布的具体位置、产生的状况、发育的程度、延伸的长度以及结构中的填充物状况, 然后判断这些地质结构与开挖面的具体关系, 从而确定开挖的具体办法, 譬如施工季节的安排、开挖的先后顺序安排、开挖的方式选择等。
针对已经变形的边坡, 推测其变形的发生时间、部位、裂缝分布和发展历程等, 以便采取补救措施, 防止其变形问题的加剧。
3.2 勘探
进行边坡勘探是在地面地质调查工作结束之后才进行的, 主要是为了将利用地面地质调查不能够查出的隐藏因素, 其中主要分为分界面、风化界面、软弱底层以及夹层等, 根据每一种勘探对象, 布置适当的勘探点和采取合适的勘探方法。该研究者者认为, 虽然每一种勘探对象具有差异性, 但也有其共通之处, 这些共通之处将成为勘探的契合点。
勘探的基本流程如下:首先是将高边坡按照30m的距离分段, 选择具有代表性的勘探断面, 如果勘探断面存在滑坡等不良地质, 则要在不良地质体上面设置主轴代表性断面, 每个断面上再设置三个以上的勘探点。完成上述工作之后, 就必须将钻孔作为主要勘探对象, 保持这种勘探模式, 对边坡中的坑槽进行深度以及宽度探测, 对地下的具体情况进行全面调查, 假若边坡高度过大, 就会产生稳定性失常的文献, 所以必须放置地面位移检测, 对边坡的运动情况进行全面掌握。
3.3 边坡的设计
根据高边坡的使用年限和保护对象, 采取安全可靠的设计方法:在40m高度以下的边坡, 设计的原则以放稳定坡率为主, 在40m以上的边坡, 要避免边坡放缓问题出现, 否则将可以出现大量的弃方, 并破坏植被等, 因此, 较陡的边坡坡率增加时, 要用支挡加固的方法减少边坡的高度。边坡加固的时候, 要综合考虑坡脚应力和地下水集中问题, 加强坡脚1-3级边坡的支撑力, 防止高边坡局部的失稳。设计完善的高边坡地表水和地下水排水系统, 并综合考虑环境的保护和生态平衡的维持。
4 结语
边坡主要是为了能够保证公路路基能够稳定, 所以特意制作成为具有一定角度的坡面, 但是边坡的稳定性在一定程度上会受到很多因素的影响, 使得边坡的稳定性不断下降, 对路基稳固产生了威胁。
随着我国经济的不断发展, 很多高速公路开始进行运营阶段, 这个过程中假若对边坡不进行勘察设计, 就会导致高速公路路面安全不能有所保证, 所以必须结合现代先进技术, 对边坡进行各方面的测量, 对边坡的稳定性进行全面勘察, 降低不利因素对边坡稳定性产生的负面效果, 只有这样才能够彻底改善边坡稳定性不高的尴尬局面, 对高速公路的正常运输更是一种支持。
参考文献
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边坡勘察设计分析 篇2
治理工程设计方案
四川省乐山地质工程勘察院
二○一○年七月
绪
言
二○七地质队大院内的南西侧水塔区的1处边坡，在2010年7月16日晚的暴雨冲刷下局部出现了滑塌变形，滑塌物主要为浅表覆盖的松散土体。目前滑塌区长度约20m3，滑塔区高度约10m，滑塌堆积体体积约30m3，所幸未造成人员及财产损失。该段边坡坡顶为二○七地质队供水水塔、坡脚3米外为层数6层的24#职工住宅楼，总体长度约40m3；为确保该边坡的稳定及坡顶水塔和坡脚住宅楼的安全，二○七地质队相关部门邀请我院进行边坡治理工程设计方案。
第一章
环境地质特征
一、地形地貌
边坡区地貌上属构造剥蚀浅丘宽缓冲沟右岸斜坡部位，后因建筑需要进行岸坡开挖及沟谷回填，形成目前较陡斜坡地形；其地势呈斜坡小坎状，坎高约2～3米；边坡总体坡向东，整体坡度约30～40度左右（局部的小坎坡度约50～60度），斜坡区坡面覆盖1～2米左右的崩坡积松散层，局部小坎部位基岩裸露。该段斜坡区高差约30米；边坡中上部为水塔（访问基础砌置在强风化岩石上）、坡脚为建筑24#楼时修建的条石挡墙，高度约2.5米。坡面植被较发育，为灌木及乔木，最大树径约0.3米，树高约15米；局部树木外倾明显。
二、地质构造
据区域地质资料，场区构造条件简单，属平缓单斜构造；基底岩层倾向北西，倾角5～8度；岩土体组合一般为上覆第四系崩坡积松散土石，厚度约1.0～2.0米，下伏白垩系上统夹关组砂岩夹砂质泥岩，岩体节理
裂隙局部较发育。
第二章
岩土体工程地质及水文地质特征
一、岩土体工程地质特征
边坡区岩石为软质岩类，局部裂隙较发育，特别是浅表岩石在卸荷、风化等作用下，岩体破碎～较破碎，坡面树木根劈作用加剧了坡面岩体裂隙的张开，在暴雨及其它地表水入渗软化和暴雨冲刷、狂风对树木的作用等，边坡岩土体极易产生局部滑塌。
二、水文地质特征
1、地表水
场地位于较陡斜坡区，降水排泄快；但坡面无明显集排水设施，降水为自然面流。因斜坡表层松散层堆积，坡面汇水面积较大，近年来灾难性强降雨增多，故地表水对边坡局部稳定性影响较大。
2、地下水
边坡区地下水为基岩裂隙孔隙水，补给源主要是降雨；因边坡坡度陡，地下水径流途径短；雨后泻出转变为地表水，节理裂隙为地下水排水通道，因边坡坡脚冲沟切割较深，基岩裂隙孔隙水总体水位埋深较大；其含、透水性受岩性、构造、地形、植被影响。该地下水对边坡稳定性有一定影响。
第三章
防治方案
一、防治目标及要求
防治目标。地质灾害防治目标包括形象目标和安全目标，形象目标指防止对象的范围、部位。防治工程应达到安全标准为依据保护受灾对象的重要性。有关工程规范合理确定。关键是适度，即不能标准过低，治而无
效，又不能过分追求高标准，多耗资金。因此，应选择合理的防治工程。
防治要求。认真贯彻以“防”为主，“防”“治”结合的方针，首先尽量避免破坏易于诱发的环境条件，同时增强原有安全稳定状态，以免诱发地质灾害，灾害治理工程要掌握好时机，原则是早治理，一旦稳定条件恶化，那样会增加险情，加大治理成本。地质灾害防治工作的实施，需要专业队伍明确灾害险情，制订具体设计施工方案。
二、防治工程方案
根据乐山地区同类边坡的防治工程经验，并结合本边坡的特点，按施工工艺及方法要求；鉴于该段边坡总体坡度不大、坡面松散堆积层厚度较小、边坡整体稳定性较好的特点，边坡防护方案以减轻或降低诱发因素影响——地表水及坡面乔木（特别是高大乔木）为主，并对局部松动、滑塌体进行清理，必要时进行格栅护坡的方式。因此，具体的防护措施为：
1、坡面截排水沟。在边坡中部设置纵向截排水沟，将坡面上部的降水汇集并排放到坡脚，防治地表水对坡面松散土体的冲刷、软化。
2、坡面树木清理。对坡面的树木进行清理，防治树木根劈作用加剧表层岩体破碎及狂风吹树产生对浅表松散土体的拉力而造成的局部土体滑塌。对坡面的低矮乔木应予以保留，必要时增加绿化以保持水土。
3、坡面松动、滑塌体清理。对坡面已产生明显松动及滑塌的岩土体进行适当清理，以防止暴雨时诱发加剧滑塌。
4、格栅护坡。在高度较大坡度较陡的坎阶区段，当坡面清理量较大或可能诱发滑塌时，应采取格栅护坡措施。
预计的主要工作量约：土石方开挖100m3、砖砌截排水沟80米、清理
树木20株、格栅C20钢筋混凝土50m3，格栅锚杆200m，土方回填50m3。
三、费用概算
根据上述方案预计的工作量，按乐山地区的项目费用单价经验概算的工程费用约20万元。
二○七地质队7#楼及水塔区边坡 滑塌地质灾害应急排危方案
二○七地质队大院内南西侧7#楼及水塔区的1处边坡，在2010年7月16日晚的暴雨时局部出现了滑塌变形，所幸未造成人员及财产损失。为此，二○七地质队相关部门邀请我公司进行现场踏勘并提出相应方案。
我公司于17日一早派出相关人员到现场踏勘，该段边坡坡顶为二○七地质队供水水塔、坡脚3米外为层数6层的7#职工住宅楼。现状滑塌体处于蠕滑变形阶段，其现状滑动位移量不大，滑塌物为浅表覆盖的松散土体，滑塌区长度约15m，滑塔区高度约10m，滑塌体体积约50m3，滑塌体上的树木严重倾斜，土质已明显疏松；若在暴雨及狂风作用下，倾斜树木将倾倒而加剧浅表滑塌体变形失稳和打击坡脚住宅楼；同时根据天气预报情况，近期灾难性暴雨天气还将频发。为此，针对目前的险情，先提出如下应急排危方案：
1、立即清除坡面倾斜树木，防止其倾倒及加剧滑塌体变形而威胁坡顶水塔及坡脚职工住宅楼的安全。
2、适当清理滑塌体，防止其在持续暴雨下失稳下滑而威胁坡脚的职工住宅楼安全。
应急排危方案立即进行实施，其后应提出专门的边坡防治方案，对坡体进行彻底根治，确保边坡的长期稳定及坡顶水塔和坡脚住宅楼的安全。
四川乐山二○七建设工程公司
边坡勘察设计分析 篇3
【关键词】填土边坡；支护设计；稳定性
1.引言
我国幅员辽阔，但对于人口密集的大中型城市来讲，仍然存在建设用地稀少及人均占有率低等现实问题。使得为数众多的城市的基础建设向山地或废弃地延伸，由此产生了大量的填方工程用以平整场地，随着工程建设的不断发展，在城市中形成了大量的填土边坡。
然而填土边坡做为新近形成的坡体，由于土体物理性质不够稳定，加之受到人工搬运、填筑及压实等因素的影响，其稳定性较一般的天然边坡具有较大的不确定性。其复杂的坡体性质也成为制约工程质量的重要影响因素。
本文就深圳市某场区填土高边坡的设计为例，对其稳定性进行了评价，并进行数值模拟论证其安全系数，旨在论证支护结构的安全型，保证施工的质量安全。
2.工程概况
该场区位于深圳市盐田区梧桐山山麓望基湖水库附近。场地东、西、北三面环山，南侧为出口，地势不平，中间有河谷发育，水源清澈，水量一般，水流较湍急，停车场主体南北向长约307m，东西向宽约110m。场地内既有建筑物主要为警犬基地（临近水库）。
其中，本次设计为该项目高边坡路基的边坡挡墙支护工程，挡墙支护长度约1755m，支护高度一般约在3.0～48.0。挖方区高边坡支护方案为：桩锚+分级放坡+锚杆框架支护、仰斜式挡墙+分级放坡+锚杆框架支护等；填方区高边坡支护方案主要为扶壁式挡墙+加筋土挡墙支护。
3.工程地质条件
（1）地形地貌及周边环境：拟建场区原始地貌为丘陵，植被密集，地形起伏较大，场地东、西、北三面环山，南侧为出口。
（2）地层岩性：场地揭露到的地层主要有第四系松散地层、燕山期中细粒花岗岩、侏罗系凝灰岩等。
（3）地質构造：与本工点相交断层为非活动性断裂，深圳地带的现今的活动量微弱，至目前尚未发现明显的应力和能量集中迹象，近期可排除突发性活动的可能性，地壳相对基本稳定。
（4）水文地质条件：拟建停车场在梧桐山山麓望基湖附近，地表水主要为由基岩裂隙水发育而成的山谷河流水，水源清澈，水流湍急，水量一般。
4.停车场高边坡稳定性评价
4.1平面有限元分析
本次采用商业有限元软件Plaxis8.2进行建模。根据设计图，针对WJH-003、WJH-029、WJH-053三个典型剖面，分析拟建支挡结构的变形、内力以及安全稳定性系数（图4.1.1）。
4.2计算模型
在边坡荷载作用下，支挡结构及坡体的受力变形可以简化为平面应变问题，因此可以简化为2D模型进行计算分析。三个断面的计算模型及单元网格见下图。
4.3支挡结构计算参数
按照2D模型简化后，支挡结构的计算参数如下表。
4.4计算结果及分析
5.结论
高挖方填土边坡采用：桩锚+分级放坡+锚杆框架支护的支护措施，其边坡安全系数为2.348
一般性挖方填土边坡采用：仰斜式挡墙+分级放坡+锚杆框架支护的支护措施，其边坡安全系数为1.676
填方高边坡采用：扶壁式挡墙+加筋土挡墙支护支护措施，其边坡安全系数为1.954
通过对3个典型断面的计算可以看出，高挖方的安全系数为和填方边坡变形、支护结构强度都在允许的可控范围内，边坡稳定安全系数>1.35，满足边坡稳定性要求。
参考文献
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作者简介
某中学拟建场地边坡工程勘察分析 篇4
关键词：边坡,勘察,处理
0 引言
在通常的勘察工作中,特别是在山区进行勘察,经常会遇到边坡问题,或者是原始地形坡度大,具有潜在滑坡的可能,或者是工程建设改变原始地形后形成新的边坡,可能诱发滑坡,危及工程场地安全。因此在勘察方案初期,就应该充分考虑这些问题,制定出有针对性的勘察方案,对斜坡的稳定性,可能造成的危害,治理措施进行论证,并提出相应的计算参数,供边坡治理设计使用。因此,必须要解决边坡的变形、稳定和治理问题。
1 工程概况
某中学拟建场地平整完成后,形成了大量工程边坡,某勘察设计研究院受当地建设局的委托,并根据该中学边坡支护方案讨论会会议纪要(地表岩层与坡向之间的关系、在地表面边坡处作纵横剖面图、各边坡稳定性评价、土层、岩层各种物理力学指标、室外勘察填土稳定性),对该中学一期工程范围内具有代表性的高度大于5m的现状边坡进行了勘察工作。
2 技术原则与方法
本次勘察工作在收集有关资料及利用该中学现有地质资料的基础上,根据场地地形地貌和任务要求,在一期工程范围内具有代表性的高度大于5m的现状边坡中垂直边坡走向布置断面10条,采用地质测绘、钻探、井探、轻型及重型圆锥动力触探试验、标准贯入试验、大单容试验、现场直接剪切试验、室内中型剪切试验与室内土工试验相结合的方法进行。
具体方法如下:井探:采用人工挖掘方法进行施工;钻探:采用XY-100型液压式钻机,硬质合金及金刚石钻头,回转钻进,全断面取芯;勘探点测放:采用瑞士徕卡407全站仪进行勘探点的落放及高程测量;取样:采用薄壁敞口对分式取土器锤击贯入试验土层中40cm进行取样;轻型圆锥动力触探试验:采用锤重10kg,落距50cm,对试验土层连续击入探头,记录每打入30cm的锤击数,即为轻型圆锥动力触探试验锤击数N10;重型圆锥动力触探试验:采用锤重63.5kg,落距76cm,自动脱钩自由落锤法贯入试验土层中,记录每打入10cm的锤击数,即为重型圆锥动力触探试验锤击数N63.5;标准贯入试验:采用锤重63.5kg,落距76cm,自动脱钩自由落锤法打入试验土层中15cm后,开始记录每打入10cm的锤击数,累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N;现场直接剪切试验:基本原理是在制备好的试样上,施加一垂向荷载(即法向应力),待沉降稳定后,分级施加水平荷载(水平推力),记录剪切荷载及剪切位移,直至将试块剪断。对同一试槽各件试体所施加的垂向荷载P(法向应力)、抗剪断峰值τ(剪应力),采用最小二乘法线性回归分析,便可得到试验岩土体(或结构面)的C(粘聚力)、f(摩擦系数)、准(内摩擦角)值;大单容试验:选取有代表性的填土地段,开挖尺寸为1.00×1.00×0.60m3的试槽实测其天然密度;室内试验:采用WG-IB型三联固结仪进行土的压缩性试验,采用ZJ-2型等应变直剪仪进行土的剪切试验。其他试验采用常规设备及仪器进行;室内中型剪切试验:将不同物理指标制备好的试样安装在剪切仪上,施加一垂向荷载(即垂向应力),然后施加水平推力,将试块剪断,根据试验数据σ、τ求得试样的C、准值;资料整理:利用北京理正工程地质勘察CAD6.6版及理正岩土计算5.1版应用软件,进行资料的整理工作。
3 边坡工程地质条件
3.1 场地位置及地形地貌概况
拟建场地地貌除局部地段及沟谷地段被开垦为不连续山田或水田外,整块场地被植被及石芽所覆盖,地形起伏大,高原面被强烈剥蚀、分割,地势总体西高东低,地形坡度一般为10~25°,属构造剥蚀溶蚀中山斜坡地貌(如图1)。
3.2 气象及水文条件
拟建地处云南低纬度高原,海拔一般在1134~1927m之间;按气候带及地理位置属中亚热带气候;年平均气温17.1℃,极端最高气温36.1℃,极端最低气温-4.2℃,最冷为1月份,平均气温9.7℃;最热6~7月份,平均气温22.2℃;年降雨量952mm;日照2173.2小时,日照百分率为49%,平均有霜日数27日,立体气温突出,冬无严寒,夏无酷暑,光照充足,太阳辐照强,雨量充沛,属干湿分明的亚热带季风气候。
3.3 区域地质构造
勘察场地在大地构造上位于“昆明山字型”构造体系东翼与新华夏系构造体系交接地带,其中以“昆明山字型”构造为主;地质构造形迹以断裂为主,褶皱次之;构造线方向以北东向为主,北西向次之。场区处于弥勒-师宗断裂带南西端,弥勒-师宗断裂带呈北东向展布,为发震断裂,地震活动频繁。
3.4 边坡现状调查及分析
勘察场地目前已整平成台阶状,最高点在场区西部,高程1557.50m;最低点在场区东部,高程1475.50m;高差82.00m,地形坡度约10°。场区内形成的岩土质边坡数目众多,一般高度6~17m,坡度30~40°。最高的岩质边坡达34.5m(如图2)。
场地开挖后,除场区东部外围修建了挡土墙外,其余边坡均未采取任何支挡措施,场区内亦未系统设置有效的地表及边坡内部排水系统。
根据调查,组成场地边坡的地层主要为填土、粘土、页岩、炭质灰岩及灰岩,其中第四系土层层位及厚度的变化较大,灰岩石芽、溶沟、溶槽较发育,岩面起伏不平,各岩土层物理力学性质及渗水性能的差异较大。场地现状边坡在自然状态下,在雨季降雨或地表集中水流的浸饱和冲刷下,易产生局部浅层滑移,形成局部稳定性问题。
3.5 边坡地层结构
经钻孔或探井揭露、工程地质调查及整理现有地质资料,勘察场地的地层结构较为复杂,自上而下为:第四系素填土(Qml);第四系坡残积(Qdl+el)层;二迭系下统梁山组(P1l);石炭系上统马平组(C3m)灰岩。
3.6 地下水条件
勘察场地位于盆地西部边缘斜坡地带。根据地下水在贮存介质中的赋存方式、特征和埋藏条件,将场区内地下水划分为三种类型:即孔隙水、裂隙水和岩溶水。场区地下水类型以岩溶水为主,总体处于岩溶地下水径流区,场区以东的盆地为岩溶地下水的排泄区。
3.7 边坡的岩土工程地质特征
根据钻孔揭露及工程地质调查,组成场地边坡的地层主要由素填土、粘土、页岩、炭质灰岩及灰岩组成,其中第四系土层层位及厚度的变化较大,灰岩石芽、溶沟、溶槽较发育,其岩面起伏不平。岩体按坚硬程度分类,二迭系下统梁山组页岩(6)1及炭质灰岩(6)2属极软岩,按岩体基本质量等级分类属V类;炭质灰岩(6)3属较软岩,为较完整岩石,基本质量等级为III类;石炭系上统马平组灰岩(7)属较坚硬岩,为较完整岩石,基本质量等级为II类。
4 边坡稳定性分析
4.1 边坡分段条件
根据场区地形地貌、工程地质测绘、边坡高度、边坡类型及勘察结果将现状边坡分为15段进行分析评价,编号为A~O段。
4.2 计算方法
根据边坡水文地质、工程地质、岩体结构特征以及已经出现的变形破坏迹象,对边坡的可能破坏形式和边坡稳定性状态做出定性判断,确定边坡破坏的边界范围、边坡破坏的地质模型,对边坡破坏趋势作出判断。从边坡工程地质角度考虑,边坡岩体中层理面及其充填物性质、不同地层的地质分界面和岩性分界面的组合可能孕育为潜在的破坏优势面,这些次生结构面分布的连续性、产状的特殊性、强度的可变性可能成为影响边坡稳定性的因素。根据本次钻探资料及地形状况,依据岩层层面及其充填物性质、地层地质分界面及岩性分界面的产状变化趋势,确定场地坡体前端的可能滑移破坏剪出口,从而确定坡体可能的破坏模式。
4.3 分析结果
填土边坡坡体部位填土质量差,孔隙大,结构松散,易受水冲刷侵蚀而产生崩塌、滑坡或坡面碎屑流,填方体自然风干易产生干缩裂缝,在自重或外加荷载作用下产生固结沉陷等问题。处治不当易造成填土边坡失稳,地基不均匀沉降。
根据边坡水文地质、工程地质、岩体结构特征以及已经出现的变形破坏迹象,对边坡的可能破坏形式和边坡稳定性状态做出定性判断:在7度地震烈度条件下,该中学场地总体稳定。但由于场区开挖填方形成的各种边坡数目众多,坡体状态复杂多变,又因坡体土质差异、气候及水文地质条件变化和建筑加荷情况不同,在饱和状态条件下,各段边坡稳定性大为降低,边坡稳定性问题主要表现为单台阶或双台阶失稳,局部较大规模的碎裂结构岩质边坡及填土边坡可能产生浅~中层小型滑坡,II类岩体可能产生落石、浅层塌滑及II类岩体崩塌。因此,场区内的各段建筑边坡必须进行支护。
5 结束语
由于整块场地开挖填方后已形成多台阶、多方向岩土体构成复杂的复合边坡,受地形、土质及气候条件等因素的影响,场地边坡稳定性主要取决于单台阶或双台阶边坡的稳定性,坡体在内因条件及外因条件形成不利组合时,易产生滑动、崩塌、坡面碎屑流等变形失稳。局部坡体稳定性问题若处理不当将可能危及整块边坡的稳定性。
对于潜在滑坡和未复活的滑坡,其滑动面岩土性能要优于滑坡产生后的情况,因此事先对滑坡采取预防措施所费的人力、物力要比滑坡产生后再设法整治的费用少得多,且可避免滑坡危害,这就是“以防为主,防治结合”的原则。从某种意义上讲,无水不滑坡。因此治水是改善滑体土的物理力学性质的重要途径,是滑坡治本思想的体现。
参考文献
[1]GB50021-2001.岩土工程勘察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]DZ0240-2004,滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].北京:地质出版社,2004.
[3]陆兆阳,焦思红,王博.红土山段省道滑坡要素勘查分析研究[J].北京工业职业技术学院学报,2009(1):20.
边坡防护整治施工组织设计方案 篇5
公路边坡沿公路分布的范围广，对自然环境的破坏范围大，如果在防护的同时，能够注意保护环境和创造环境，采用适当的绿化防护方法来进行，则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点，也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。
边坡设计应遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的设计原则。
对公路边坡进行防护，必须考虑以下问题：①边坡稳定：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差与温度变化的影响，防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程，从而保护路基的整体稳定性。②环境保护:使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。③综合效应：综合防光，防眩，防烟，诱导司机视线，改善景观等目的进行边坡绿化防护，充分发挥防护工程的综合效益。
1。工程防护 1.1 抹面与捶面[1] 1.1.1适用条件：
①对各种易于风化的软岩层（如泥质砂岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等）边坡，当岩层风化不甚严重时；
②所防护的边坡，本身必须是稳定的，但其坡面形状、陡度及平顺性不受限制；
③所防护的边坡，必须是干燥、无地下水的岩质边坡。1.1.2构造要求：
①抹面厚度一般为5～7cm，捶面厚度为10～15cm，一般为等厚截面。②抹面与捶面工程的周边与未防护坡面衔接处，应严格封闭。如在其边坡顶部做截水沟，沟底与沟边也要做抹面或捶面防护。③大面积抹面或捶面时，每隔5～10m应设伸缩缝。
1.2 灌浆与勾缝[1] 灌浆适用于石质坚硬、不易风化、岩层内部节理发育，但裂缝宽度较小的岩质路堑边坡。
勾缝适用于石质较坚硬、不易风化、张开节理不甚发育，且节理缝较大较深的岩石路堑边坡上。
1.3水泥土护坡 1.3.1适用条件：
①适用于粉土、粉砂、粉质粘土、粘土等填方边坡。②易受洪水浸淹的路基填方边坡。③可用于盐渍土地区。
1.3.2构造要求：水泥土护坡厚度一般为10～20cm。水泥掺量一般为8％～15％，具体掺量施工时根据现场试验确定。
1.4 护面墙[1] 1.4.1适用条件：
①多用于易风化的云母岩、绿泥片岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩层和较破碎的岩石地段，以防止继续风化； ②所防护的边坡本身必须是稳固的；
③护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙和肋式护面墙。实体护面墙适用于一般土质及碎石边坡；空窗式护面墙用于边坡缓于1：0.75，孔窗内可采用捶面（坡面干燥时）或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩层较完整，而需要防护上部边坡者或通过个别软弱地段时，边坡岩层较完整且坡度较陡时采用肋式护面墙。1.4.2构造要求：（1）实体护面墙
①厚度视墙高而定，一般采用0.4～0.6m，底宽一般等于顶宽加H/10～H/20;单级护墙的高度一般不超过15m，多级护墙的总高度一般不超过30m。②沿墙身长度每隔10m设置一道2cm的伸缩缝，缝内用沥青麻筋填塞。在泄水孔后用碎石和砂做成反滤层，以排除墙后排水。
③修筑护面墙前，对所有的边坡清除风化层至新鲜岩层，对风化迅速的岩质（如云母岩、绿泥片岩等）边坡，清挖出新鲜岩面后，应立即修筑护面墙。
④顶部应用原土夯填，以免水流冲刷。（2）孔窗式护面墙
孔窗式护面墙的窗孔通常为半圆拱形，高2.5～3.5m,宽2～3m，半径1～1.5m。其基础、厚度、伸缩缝等与实体护面墙相同，窗孔内视具体情况，采用干砌片石、植草或捶面。（3）拱式护面墙 拱跨较小时（2～3m），拱圈可采用10#水泥砂浆砌片石，拱高视边坡下面完整岩层高度而定，拱跨较大时，可采用砼拱圈。
1.5 喷浆或喷射混凝土防护[1] 1.5.1适用条件: ①适用于岩性较差、强度较底、易风化或坚硬岩层风化破碎、节理发育、其表层风化剥落的岩质边坡；
②当岩质边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落，以及局部小型坍塌、落石时，可采用局部加固处理后，进行大面积喷浆（喷射混凝土）。③对于上部岩层风化破碎下部岩层坚硬完整的高大路堑边坡； ④不能承受山体压力，边坡须是稳定的。1.5.2构造要求：
①喷浆厚度不宜小于1.5～2cm，喷射混凝土的厚度以3～5cm为宜。②为防止坡面水的冲刷，沿喷浆（喷射混凝土）坡面顶缘外侧设置一条小型截水沟。
③浆体两侧凿槽嵌入岩层内。
1.6 喷锚防护[2] 1.6.1适用条件: 凡易于喷浆（喷射混凝土）防护的岩质边坡，当岩层风化破碎严重、节理发育，在破碎岩层较厚的情况下，如果继续风化，将导致坠石或小型崩塌，从而影响整个边坡的稳定性。它具有较高的强度，较好的抗裂性能，能使坡面内一定深度内的破碎岩层得以加强，并能承受少量的破碎体所产生的侧压力。1.6.2构造要求：
①为防止坡面水的冲刷，沿喷浆（喷射混凝土）坡面顶缘外侧设置一条小型截水沟。
②锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而定，用1：3的水泥沙浆固结。
③喷浆厚度不小于3cm，喷射混凝土的厚度不小于5cm。
④锚杆的类型有树脂锚杆、全长砂浆锚杆、塑料锚杆、水泥锚杆和缝管锚杆。
⑤提高锚杆承载力的措施主要有延长锚固段长度、二次压浆、采用端头扩大或多段扩大头锚杆、重复高压灌浆和改变锚杆传力特征的剪力或压力型锚杆。其中二次压浆和重复高压灌浆比较实用有效。
1.7 土钉墙[3] 土钉墙是一种较新式的结构物，它主要由“钉”（即锚杆）、混凝土面板（挂网喷射混凝土）、锚板组成。1.7.1作用机理
通过规则排列的锚杆（“钉”）、面板、锚板将边坡一定范围内的土体进行原位加固，形成一种复合结构式的墙——土钉墙，墙后土压力由土钉墙承担。1.7.2适用条件
主要适用于风化破碎较严重的岩石边坡，也可用于粉土、砾石和砂土边坡。承受土压力一般，其最大优点是从上往下逐层开挖土石方并及时对边坡进行封闭加固，能有效减少边坡因开挖临空而带来的英里释放，使边坡保持原来的稳定结构，避免坍塌。1.7.3构造要求：
①施工程序为：成孔－清孔－置筋－注浆－喷射第一层细石混凝土－装挂钢丝网－喷射第二层细石混凝土；
②第一层细石混凝土厚7～10cm,第二层细石混凝土厚8cm。
1.8 预应力锚索梁[4] 预应力锚索梁是最近几年发展起来的一种新型加固措施。结构分为锚索和锚梁两部分。1.8.1作用机理
把破碎松散岩层组合连接成整体，并锚固在地层深部稳固的岩体上，通过施加预应力，使锚索长度范围内的软弱岩体（层）挤压密实，提高岩层层面间的正压力和摩阻力，阻止开裂松散岩体位移，从而达到加固边坡的目的。这种方法的最大特点是：可保持既有坡面状态下深入坡体内部进行大范围加固；预先主动对边坡松散岩层施加正压力，起到挤密锁固作用；同时，锚索孔高压注浆，浆液充填裂隙和孔隙，又可提高破碎岩体的强度和整体性；结构简单、工期短、造价低廉。1.8.2适用条件
裂隙和断层发育、防缓边坡工作量巨大的高陡边坡。3.构造要求：
①锚梁：锚梁为钢筋混凝土梁，采用C30混凝土浇注，它不仅为预应力锚索提供反力装置，而且也对边坡岩土有着框箍和压紧作用。②锚梁的施工顺序为：防线挖槽—绑扎钢筋—支模—浇注混凝土。③锚梁与锚索交叉部位预留塑料套管，便于锚索从中间穿过；在锚头部位预埋承压钢板，并与锚梁浇注成整体。
④预应力锚索施工程序为：放点钻孔—编制钢绞线—注浆—张拉锁定。⑤可与喷射混凝土或框格护坡相结合。
2植物防护 2.1 种草 2.1.1适用条件
边坡稳定、坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡，一般要求边坡坡度不陡于1:1，边坡坡面水径流速度不超过0.6m/s，长期浸水边坡不适用。2.1.2种植方式
根据施工方法不同，有以下几种方式:（1）种子撒播法：适用于边坡土质较软，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及边坡缓于1：1的情况。
（2）喷播法：适用于砾间有砂的砾质土，或厚度在25mm以下的砂质土，厚度在23mm以下的粘性土、亚粘土土坡，或当厚度在25mm以上的硬质土时，在常降暴雨地区，则与铺席工程并用。
（3）客土喷播法[5]：客土喷播技术是一种改善边坡植生环境，促进植物生长，从而在普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡上实现立体绿化、恢复自然植被的新技术。客土喷播法具有广泛的适应性，土质或岩质边坡都适用。
（4）点穴、挖沟法
方法：点穴法是在边坡上用钻具挖掘直径5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米约8～12个，将固体肥料等防入，用土、砂等将洞埋住后，再种种子。挖沟法是在边坡大致按水平间隔50cm左右，挖掘10～15cm深的沟，放入肥料后，撒播种子。
适用于：公路两侧的绿化用地立地条件较差的情况，如硬质土或花岗岩风化砂土挖方边坡。
2.2 铺草皮 2.2.1适用条件
各种土质边坡，特别是坡面冲刷比较严重、边坡较陡（可达60°），径流速度达0.6m/s时。2.2.2铺草皮的方式
平铺、水平叠铺、垂直坡面或与坡面成一半破脚的倾斜叠置，以及采用片石等铺砌成方格或拱形边框、方格内铺草皮等。
2.3 植树
适用于：各种土质边坡和风化极严重的岩石边坡，边坡坡度不陡于1：1.5，在路基边坡和漫水河滩上种植植物，对于加固路基与防护河岸收到良好的效果。可以降低水流速，种在河滩上可促使泥沙淤积，防止水流直接冲刷路堤。植树最好与植草相结合。高等级公路边坡上严禁种乔木。3 柔性支护 3.1 三维植被网[6] 三维植被网又称防侵蚀网，以热塑树脂为原料。结构分为上下两层，上层为一个经双面拉伸的高模量基础层，强度足以防止植被网的变形，并能有效防止水土流失，下层是一层弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。3.1.1作用机理：
三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平。材质疏松柔韧，留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒，将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。3.1.2特点
① 固土效果极好。实验证明：在草皮形成之前，当坡度为45度时，三维植被网的固土阻滞率高达97.5%。即使坡面角达到90°时，三维植被网仍可保留阻滞住60%的土壤。
② 抗冲刷能力强。三维网垫及植物根系可起到浅层加筋的作用，这种复合体系具有及强的抗冲刷能力，能够达到有效防护边坡的目的。
③ 网垫原材料采用聚乙烯，无毒且化学性质稳定可靠，埋在地下寿命可达50年以上，即使暴露在阳光下寿命也长达10多年。
④ 草种采用混合草种，生长成坪快；抗逆性强、耐贫瘠、耐粗放式管理等。3.1.3适用条件
设计稳定的土质和岩质边坡，特别是土质贫瘠的边坡和土石混填的边坡可以起到固土防冲并改善植草质量的良好效果。3.2 钢绳网主动防护[9] 通过锚杆和支撑绳以固定方式将钢绳网盖在坡面上。
作用机理为通过固定在锚杆或支撑绳上并施以一定预张拉的钢绳网，以及在用作风化剥落、溜塌或坍落防护中抑制细小颗粒、洒落或土体流失时铺以金属网或土工格栅，对整个边坡形成连续支撑。其预张拉作业使系统紧贴坡面形成了局部岩坡或土体移动或发生细小位移后将其裹缚于原位附近的预应力，从而实现其主动防护的功能。其系统作用原理类似喷锚支护等层面防护体系。然其柔性特征能使系统将局部体中下滑力向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力，从而使系统能承受较大的下滑力，同时它与三维植被网一样与植物配套实现植物防护，使植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，实现最佳边坡防护和环保。
3.3钢绳网被动防护
该方法是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网，由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱四部分组成。3.3.1.适用条件
岩体交互发育、坡面整体性差，有岩崩可能的高路堑边坡。3.3.2作用机理
当落石冲击拦石网时，其冲击力通过网的柔性得以首先消散，并将剩余荷载从冲击点向绳网系统周边逐级加载，最终传到锚固基岩和地层，且由锚杆及其基础承受的最终剩余荷载以达很小的程度。4综合防护
4.1岩质边坡绿化喷播技术[8] 绿化喷播技术，其核心是在岩质坡面营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。它利用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷射到岩面上，由于水泥的粘结作用，上述混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体。一定程度的硬化使种植免遭冲蚀，而空隙内填有种子、土壤、保水材料等，空隙既是种植基质的填充空间，又是植物根系的生长空间。4.1.1适用条件
不仅适用于所有开挖后的岩体边坡，而且对于岩堆、软岩、碎裂岩、散体岩、极酸性土岩以及挡土墙、护面墙、混凝土结构边坡等不宜绿化的恶劣环境。4.1.2施工方法 ①修整边坡
在高速公路边坡支护工程中，坡面比较平整，一般只需清除表面杂物即可。如有非常凹凸的地方须进行处理。②锚杆、挂网
先在坡面上打孔，然后将机编网开卷铺挂在坡面上，再用锚杆或锚钉固定。对于坡度较小（>1:1）、岩体结构稳定的边坡，或已做拱架的陡坡，可不挂网，面向岩面直接喷射混合好的材料。③喷混
材料按比例混合后利用特制喷混机械将混合物加水及PH缓冲剂后喷射到岩面上。喷射分两次进行，首先喷射不含种子的混合料，喷射厚度7～8cm，紧接着第二次喷射含有种子的混合料，喷射厚度2～3cm。喷射混合材料平均厚度10cm,变幅为3～15cm。④覆盖
可在喷射后覆盖无纺布、草帘、遮荫网、稻草等保湿及防止雨水冲刷。⑤养护
喷播后如未下雨则需每天浇水保持土壤湿润。一般7天左右发芽，一个月成坪，两个月覆盖率达90%以上，成坪后可逐渐减少浇水次数。
4.2框格护坡 4.2.1适用条件：
风化较严重的岩质边坡和坡面稳定的较高土质边坡。4.2.2框格形式选择
框格护坡可选用菱形框格、六边形框格、主从式框格等 4.2.3.构造要求：
①框格内植草，通常采用借土喷播法或植草皮等方法。
② 框格形式主要有正方形、菱形、拱形、主肋加斜向横肋或波浪形横肋以及几种几何图形组合等形式，框格及横肋宽0.4～0.6m，主肋宽一般1m左右，框格间距2.5～3.5m。
③ 应根据情况设置固定桩或锚固筋固定。
1。预应力框架锚索植草
深路堑地段边坡防护一般采用预应力框架锚索植草，每级边坡高10m，边坡坡度为1：1，一般设计为第一级为加厚护面墙，第二级为井字梁锚索，第三级为拉伸网植草，边坡为四级时，在护面墙与井字梁锚索之间再设一级拉伸网植草。
框架锚索施工顺序依次为：施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、砼结构钢筋制安、砼浇注、锚孔张拉锁定及封锚。⑴施工准备
施工前做好施工组织设计，对张拉设备及有关机具进行标定，并按设计要求进行锚索（杆）抗拉拔破坏试验。⑵锚索施工
利用钢管脚手架搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机严格按设计孔位、倾角和方位准确就位。锚索钻孔采用干钻施工，达到设计深度后稳钻3～5分钟。岩层破碎时适当放缓钻孔速度，必要时使用跟管钻机钻孔。⑶锚筋制安
钻孔结束后用高压风管清除孔内的岩屑及水，方可进行锚筋体安装。锚筋的制作在相应的制作台及简易工棚内进行，机械切割下料，组装完成后运输至孔位安装，安装时按设计倾角和方位平顺推进，防止中途散束和卡阻。⑷锚孔注浆
注浆的浆体强度不低于40MPa，注浆压力为2MPa左右，采用孔底返浆方法施工，锚孔注浆应在锚孔钻造完成后及时进行，其时间间隔不超过24小时。⑸锚筋张拉锁定
锚索正式张拉前，按10～20%的设计张拉荷载张拉，使各部位接触紧密，然后按设计荷载的25%、50%、75%、100%和110%分级张拉，最后持荷10分钟后卸荷锁定。张拉顺序采用循环张拉，按先左右后中间，先上下后中间和先对角后中间的作业原则进行。⑹锚孔封锚
锚筋锁定后，用机械割除余露锚筋，用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，并按设计进行封锚处理。
2。锚杆框架式植草
泥岩、页岩等软岩挖方边坡采用锚杆框架式植草，框架由C25砼及钢筋骨架构成，框架宽30cm，厚30cm。钢筋骨架节点由φ25螺纹钢筋粘结固定，锚杆外露端头与钢筋骨架箍筋焊接连接，并设弯钩连结。⑴锚杆施工
施工时先清刷边坡，搭设支架作为施工平台，然后按设计要求的直径、深度进行钻孔，放入锚杆，最后进行注浆封闭。⑵钢筋骨架绑扎
钢筋骨架在地面上下料和分片绑扎成型，在打入锚杆和注浆后，分片将钢筋骨架挂在锚杆上，并采用焊接与锚杆连接。钢筋骨架安装应与坡面密贴，并设固定锚桩锚固于坡面。⑶立模及浇筑砼
采用组合钢模作为混凝土浇筑模板，螺栓连接，用钢管及圆木加固。砼由拌和站集中生产，搅拌运输车运输，人工倒运入模，插入式振捣器振捣密实。
⑷拉伸网植草
在框架内培耕植土，然后铺设拉伸网并植草，一般在春季和秋季进行，避免在暴雨季节施工，以保证成活率。
3。三维网植草
三维网植草适用于填方边坡高度大于4m时边坡防护，其施工顺序为：平整坡面→坡面浇湿→挂网固定→喷播植草→覆膜养护。
先按设计坡率平整坡面，然后洒水浇湿，再挂三维网，并用U型钉固定。三维网为三层式三维网，底层为一层，网包两层，原材料为聚乙烯，厚度12mm。采用土工绳按锯齿型缝合搭接，搭接宽度为15cm。挂三维网植草每11.25M为一个沉降段,此处不搭接,只在两边采用加密U型钉固定。植草采用液压喷播机完成，喷射完成后及时覆盖塑料薄膜或土工布养护，并适时补浇充足的水分，直至发芽成活为止。
4。挡土墙及护面墙
本段设计的挡土墙为浆砌片石（或砼结构，砼结构按桥涵工程施工），其施工要点如下：
①挡土墙采取人工配合挖掘机开挖基槽；基槽采取无水条件下进行施工，基坑积水采取挖积水坑抽排。
②浆砌石采用挂线挤浆法施工，工艺与排水工程相同。基础砌筑前，人工将基底平整夯实，基底承载力应达到设计要求。片石混凝土分层浇注，插入式振动器振捣，人工抛卸片石。
③挡土墙根据伸缩缝与沉降缝设置位置分段砌筑，泄水孔、碎石反滤层与砌体同步进行。砌筑完成一段后及时用草袋、麻袋覆盖，并洒水进行养护。④路肩挡土墙和路堤坡脚挡土墙与路基填筑同步协调施工，挡土墙每砌筑1m左右进行一次填筑，墙后的填料采用手扶振动冲击夯压实。5.拱形或人字型骨架护坡
施工顺序为：平整坡面→浆砌片石骨架施工→回填耕植土→植草→盖无纺布→前期养护。
边坡勘察设计分析 篇6
关键词：稳定性；勘察评价；路堑高边坡；设计方法
我国经济不断发展，实力增强，同时国家为发展经济落后地区，保护耕地资源，将高速公路的建设逐渐向边缘地区延伸。但是在设计施工的过程中，因为地质条件、地形等因素，高速公路在修建期间一定会出现深路堑的现象。深路堑防护支挡工程费用在高速公路工程造价中占有一定的份额。因施工设计人员对路堑工程地质认识不够充分、设计不合理、施工方法不具有规范性等等，均会导致在山区高等级公路路堑边坡在施工阶段出现坍塌、变形等现象，对以上问题处理，不仅消耗时间，同时也增加了工程造价，对社会也有一定的负面作用。本文结合高速公路路堑高边坡的设计实例，分析其稳定性。
1.路堑高边坡地质勘查
地质勘查是边坡工程设计中重要的工作内容，其目的是查明边坡工程地质条件，并确定边坡类型及破坏模式，为其稳定性提供必要的参数。具体包括地质构造、地层结构特征、地貌特征、地震、地下水、边坡岩土体物理力学参数、边坡邻近的建筑物情况等。边坡勘察工作过程中应该在不同阶段进行不同工作，初期勘察需收集地质资料，并进行工程勘探、测绘和实验工作；分析其变形机制的同时评价边坡稳定性。后期将勘察初期的不稳定和稳定性较差的边坡、邻近地段进行工程地质勘测、测绘、分析和测试，提出边坡参数后对其稳定性进行评价。
2.路堑高边坡稳定性评价
在进行评价前需结合地形地貌条件，按工点对高边坡稳定性进行计算分析，之后便进行稳定性评价。因边坡岩土地质情况较为复杂，且分析理论有一定局限性，为了充分保证分析出的结果具有可靠性，可结合地质力学法、工程地质类比法、极限平衡法等手段对稳定性进行全面细致的评价。
2.1地质力学法
地质力学法是运用地质力学原理，对构造形迹进行调查，找出岩土构造应力场和次序，对主要结构面、后期改造过程及配套要素进行推测。尤其是其与临空面形成过程和作用过程间关系，推断各大岩体及其斜坡变形延边过程及其发展趋势，对当下路堑边坡的稳定性进行判断分析。
2.2工程地质类比法
工程地质类比法包含工程类比及地质参数类比。对比不稳定坡体和稳定山坡工程地质条件差别、既有工程经验及相邻边坡稳定状况，对比相应地质参数，并结合工程经验，通过对工程措施、工程地质条件、设计路堑边坡坡形等方面进行宏观的判断和分析。
2.3极限平衡法
极限平衡法是在以上两种方法的基础上，对变形类型、范围及模式使用极限平衡原理量化分析，将边坡稳定系数进行计算，极限平衡法可根据不一样的边坡类型选择相对的计算方法，保证稳定性计算结果客观性。
3.高坡设计方法
根据以上结果对路堑高边坡稳定性进行评价，分段确定高边坡稳定程度，对稳定性差的高边坡按照“一图一坡”原则对其进行加固，对比防护方案选择出最佳的防护方案。于此同时还需在工点进行试行，设计内容包括防护工程、加固工程、坡形坡率、排水工程、动态设计及监测工程6个部分。
3.1防护工程
防护的作用目的包括两方面，分别为防止雨水冲刷和控制边坡表层风化速率。残坡积层和全风化岩土层边坡防护选择植物进行防护，应根据边坡的填土高度、坡率等方面选择植树、植草、各类型骨痂、格梁和框格、三维网植草等。普通风化边坡和坡率陡的边坡，使用普通植草不易成活，应选择喷混植物、TBS等防护。
3.2加固工程
对于不利结构面或者软弱结构面，稳定性差或高度大的边坡应采取加固措施，阻止边坡失稳及变形。具体可根据施工工程实施的可能性及技术经济对比，选择锚索框架、锚索抗滑桩、抗滑桩等进行必要全面的加固。
3.3坡形坡率
坡形坡率的计算在高边坡治理中非常重要，其决定边坡工程费用及稳定性，边坡的高度及坡率可根据工程地质类比、生态环境保护、力学计算、绿化的难易程度、形成视觉等方面考虑、对地形较缓的山坡使用放坡减载设计，对地形较陡的山坡使用强支挡、弱削方原则，方式，防止“剥山皮”式刷坡。
3.4排水工程
水是影响边坡稳定的因素之一。边坡中水的渗入增加土体重量，加大下滑力，同时也降低滑动面土地抗剪强度，高边坡出现滑塌多数原因为雨水冲刷，所以防水排水成为边坡加固重要的措施。在路堑高边坡稳定性研究中发现，排水设计是其重要的组成部分。
3.5动态设计
路堑高边坡设计中的动态设计有非常重要的作用，其是路堑高边坡设计中最基本的原则。根据施工开挖中的地质特征及变形监测数据，对原设计进行校对，并对设计方案进行不断完善，保证工程安全及合理的设计。
3.6监测工程
对高危边坡施工期间建立监测系统可达到动态设计、信息化施工的目的。监测到的信息用于指导施工，监测结果用于动态设计依据。监测项目还包括坡地面调查、地表位移监测、边坡坡面调查、人工巡视监测、深层位移。实时对检测数据进行分析整理，并报送给设计单位和业主。对于不良地质边坡就高危边坡进行重点设计评估，竣工后监测系统还需运行1年-2年时间，防止灾害性时间突然发生。
4.工程实例
位于浙江的某高速公路第三合同段，该路线位于中丘地貌区，位于山坡中下部分，山顶高约为191米，路线走向为265°，山坡坡度为15°-30°。水文地质条件：场区地下水由风化岩裂隙水组成，地下水的水量不大，对混凝土有微腐蚀性。
从图1中可知，岩层层面L1和右侧边坡顺向，但相交角度大（夹角为38°），对边坡稳定性影响小；L1和L2结构面交线顺向，且倾角小于坡角，对边坡稳定不利。L2和L3结构面交线顺向，倾角小于自然坡角，利于稳定。L1和L4结构面交线顺倾，倾角比坡角大，利于稳定，L2和L4、L3和L4结构面交线和坡向相反，对边坡稳定性影响较小。
本区设计思路包括以下两方面，本区山体自然边坡陡峻，使用放缓边坡工程提高坡体提高坡体开挖后自身整体的稳定型，边坡开挖的土石方量及边坡高度均有所提高，增大用地和天然植物破坏。且本区坡体的岩土体主要为厚度较大的风化岩层，使用“固脚强腰”的措施对坡体进行加固。
5.小结
因地质勘察及分析能力均具有一定的局限性，同时工程造价也有一定的影响，路堑高边坡设计中往往会存在盲目性和经验性，所以应该进行精细化设计。相关研究学者认为高边坡在进行设计的时候需要对边坡地质勘察有充分的认识，使用物探、钻探、调绘等多种手段进行验证，以最小的代价获得最可靠的信息，于此同时使用多种稳定性方案进行综合评价，提高高边坡防护、监测及排水方案进行工点设计。在施工的过程中对动态设计需要提高重视，并根据提示所得的监测数据及地质条件进行综合性的分析和判断，对于有问题的设计进行及时修改，保证工程的经济性和安全性。
参考文献
[1]黄波. 路堑高边坡稳定性评价以及设计[J]. 科技创新导报，2011，01：96.
[2]占红莲，俞永华，杨晓华. 高速公路路堑高边坡的稳定性评价及设计方法[J]. 公路交通科技（应用技术版），2007，10：64-67.
边坡勘察设计分析 篇7
1 概述
西南某在建高速公路煤炭垭隧道出口段 (K126+845~K127+070) 路基原为挖方路基, 受多次连续强降雨的影响, 左侧边坡坡体出现裂缝及下沉现象 (滑坡) , 形成不稳定斜坡体。该段路基从一堆积体中下部通过, 原设计中桩最大挖方高度12米左右, 边坡最大高度19米。左侧挖方采用2级边坡, 第一级边坡分级高度10米, 坡率1:0.75, 第二级边坡坡率1:1, 防护形式均为喷播植草。
滑坡发生时, 部分左幅路基段K126+850~K126+900已开挖7米深左右, 离路床顶还有5米左右尚未开挖;部分路基段K126+900~K127+070段路基目前基本已开挖到路面顶部高程。现挖方边坡后缘已形成多道的拉裂缝, 裂缝宽度5~30cm不等, 同时不稳定斜坡体上部分房屋已开裂, 斜坡体上方有处县级文物, 暂未受影响。
通过工程地质踏勘分析认为本段坡体所发生的局部开裂现象系因连续强降雨天气加上前缘开挖坡脚产生临空面, 导致该段局部地层工程性能变差所引发, 属牵引式滑坡。在滑坡体主滑段位于挖方路基左侧, 由于目前ZK126+850~ZK126+900段路基标高还未到达设计高度, 随着开挖深度的增加, 若受暴雨影响, 滑坡体还将继续扩大、破坏, 很可能发生更大的滑移, 原设计的放缓坡率+植草防护已难以支挡, 为了确保滑坡体下方高速公路的安全, 急需进行加固整治。
2 地质概况
2.1 地形地貌
滑坡区位于测设里程K126+840-K127+070左侧。该段地形东高西低, 该段地貌单元属缓坡, 原地形坡度较缓, 约15°左右, 现因施工开挖, 坡脚地段出现高陡临空面 (详见图1、2) 。
2.2地层岩性
据1:2000工程地质调绘、坑探、钻探和室内岩土测试, 该段山坡内地层岩性主要由Q4c+dl崩坡积形成的粉质粘土、混碎石粉质粘土、粘土及Q4al冲积形成的粘土构成, 下伏基岩为J2S泥岩, 局部地段为Q4me人工填土构成。按成因时代自新到老分别叙述如下:
2.2.1 Q4me人工填土
①Q4me人工填土:杂色, 主要为修筑在建公路路基的填筑物。
2.2.2 Q4c+dl崩积、坡积物
②Q4c+dl粉质粘土:黄褐色, 土质不均, 结构较密, 混10%左右碎石和角砾, 局部可见砂岩块石, 湿, 硬塑-可塑。该层广泛分布在坡体近地表地段。揭露厚度介于2.20-10.50米。
③Q4c+dl混碎石粉质粘土:灰黄色, 土质不均, 混30%-40%左右碎石, 局部碎石富集成层, 湿, 可塑。该层分布在ZK5、TK1、TK2、TK3、TK4、TK5孔附近地段, 揭露厚度介于2.80-5.30米。
④Q4c+dl粘土:红褐色, 土质不均, 结构致密, 混10%左右碎石, 湿, 可塑。该层分布在ZK2孔附近地段, 揭露厚度3.60米。
2.2.3 Q4al冲积物
⑤Q4al粘土:灰褐色, 土质较均, 结构致密, 含粉砂颗粒, 局部夹青色砂岩颗粒, 粘性大, 湿, 可塑。该层分布在ZK2、ZK4、TK6孔附近地段, 揭露厚度介于3.60-4.8米。
2.2.4 J2S基岩
⑥J2S强风化泥岩:红褐色, 泥质结构, 层状构造, 节理裂隙发育, 岩芯破碎, 多呈碎块状及饼状。该层各钻孔均有揭露, 揭露厚度介于0.50-4.6米。
⑦J2S中风化泥岩:红褐色, 泥质结构, 层状构造, 节理裂隙发育, 岩芯多呈柱状, 局部呈块状及饼状。该层各钻孔均有揭露, 最大揭露厚度7.0米, 未揭穿。
2.3 气象与水文
场地属亚热带季风气候。主要特征是:四季分明, 冬暖、春早、夏热、秋雨、多云雾, 雨热同季, 光照同步;无霜期长, 光照适宜, 雨量充沛, 气候温和, 适宜于农、林、牧、渔业的发展。年均温15.8℃~-17.8℃, 一月均温5℃~-6.9℃, 七月均温26℃~28℃, 霜雪少见, 年均降水量在980~1150mm。
场地地表水主要以冲沟内溪流及大气降水形成的暂时性面流和股流为主 (详见图3、4) 。冲沟内溪流具有季节性, 平时水量较小, 暴雨后水量较大。大气降水形成的暂时性面流和股流原主要汇聚于冲沟内, 现因施工开挖改变原地貌造成大气降水局部汇聚于坡脚地段。
2.4 地下水
该坡体内地下水主要为第四系松散堆积物孔隙水, 赋存在场地②Q4c+dl粉质粘土、③Q4c+dl混碎石粉质粘土地层中, 水位埋深1.2-9.1m, 主要接受大气降水和冲沟内溪流的下渗补给, 通过蒸发及向下部基岩渗透的方式排泄。
2.5 地震烈度
场区地震少而弱, 震级一般3~5级, 烈度一般多在6度以下。据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) 滑坡体区设计基本地震加速度值为0.05g, 地震动反应谱特征周期值为0.25s, 抗震设防烈度为Ⅵ度, 属第一组。
3 滑坡稳定性分析与评价
3.1 滑坡体形态及规模
在建高速公路从滑坡体下部通过, 线路里程K126+845~K127+100, 路段长260m。据工程地质调绘、坑探及钻探成果, 该滑坡可分为两个区域———滑坡1区、滑坡2区。滑坡类型为牵引式浅表覆盖层滑坡, 滑动方向为249°, 滑动地层为:②粉质粘土、③混碎石粉质粘土, 滑床地层为⑥强风化泥岩。滑坡1区滑体长约85m, 前缘宽约100m, 厚5.4-11.8m, 面积约8750m2, 滑体规模约78700方, 属中型滑坡;滑坡2区滑体长约44m, 前缘宽约56m, 厚8.9m, 面积约2450m2, 滑体规模约21800方, 属中型滑坡。滑坡1区和滑坡2区滑动地层主要为第四系为崩坡积粉质粘土、混碎石粉质粘土及冲积粘土层, 滑床基本以强风化泥岩层为主。
3.2 滑坡体成因机制分析
据钻探成果揭示, 该滑坡所处地段地层主要由崩坡积形成的:②粉质粘土、③混碎石粉质粘土、④粘土及冲积形成的⑤粘土、⑥强风化泥岩和⑦中风化泥岩所构成。其中近地表处分布的②粉质粘土、③混碎石粉质粘土地层因孔隙发育或结构疏松易于地表水体下渗, 其下发育的泥岩层, 为上部地层下渗水的良好隔水层。
据该滑坡发展趋势来看, 在建公路边坡开挖产生临空面后, 因位于边坡坡脚地段的地层遇水软化后工程性能变差, 引发坡口上方局部发生开裂和坍塌, 随连续降雨滑坡体逐级向坡体上方发展, 最终产生牵引式滑坡。
综上所述, 该滑坡形成的主要因素为:在建公路边坡开挖产生临空面。边坡坡脚地段的地层汇水软化, 使坡口上方局部发生开裂和坍塌。连续降雨和上部地层下渗水体的叠加不仅使位于边坡坡脚地段地层加速软化, 而且使坡口上方局部发生开裂和坍塌地段的土体荷重增大, 加速向临空面处滑坡。滑坡体逐级产生临空面逐步向坡体上方发展, 产生牵引式滑坡。
4 滑坡治理工程设计
通过对本滑坡稳定性的详细调查, 根据滑坡体地质条件, 在对其形成机制分析的基础上, 在满足滑坡的稳定性和工程安全性的前提下, 综合考虑地质、安全、造价等因素, 提出设计方案如下:推力较大路段的采用下部锚索桩+桩前清方 (距路基边沟上方约8m左右的位置设抗滑桩) , 推力较小路段采用抗滑挡土墙。
采用抗滑桩作为永久性工程安全性较高, 且本段不稳定斜坡体存在多级潜在滑面, 在前缘设置桩板墙, 可防止不稳定斜坡体越过桩顶滑动。
4.1 设计工况及参数
4.1.1 现滑面设计参数
本次稳定性计算中, 滑动面的设计参数主要依据地勘资料, 同时, 对现滑面进行反演, 即对原开挖后的坡体线进行了恢复, 根据实际情况, 在路堑边坡开挖后坡体产生了滑动, 也就是说开挖后的坡体稳定性系数是小于1.0的, 据此, 按极限平衡法对坡体的稳定性系数进行了反算后 (反演K取0.99) , 最终综合选取滑动面的设计参数如下:
(1) 滑坡1区 (1-1断面) :
a.滑动面强度参数:饱和粘聚力C=12.5KPa, 饱和内摩擦角Φ=11.5°。滑体的饱和容重取21.5k N/m3。
b.滑动面强度参数C=14KPa, 滑动面的天然内摩擦角Φ=12.5°。滑体的天然容重取21k N/m3。
(2) 滑坡1区 (2-2断面) :
a.滑动面强度参数:饱和粘聚力C=12.5KPa, 饱和内摩擦角Φ=10.5°。滑体的饱和容重取21.5k N/m3。
b.滑动面强度参数C=14KPa, 滑动面的天然内摩擦角Φ=12.5°。滑体的天然容重取21k N/m3。
(3) 滑坡2区:
a.滑动面强度参数:饱和粘聚力C=12.5KPa, 饱和内摩擦角Φ=11°。滑体的饱和容重取21.5k N/m3。
b.滑动面强度参数C=14KPa, 滑动面的天然内摩擦角Φ=12°。滑体的天然容重取21k N/m3。
4.1.2 设计工况、设计推力计算
设计工况1:暴雨。按规范要求, 设计安全系数:K=1.15;设计工况2:天然。按规范要求, 设计安全系数:K=1.2。
采用《公路路基设计规范》 (JTG D30-2004) 和《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001) 中推荐的传递系数法计算滑体推力, 计算剖面采用主滑剖面, 计算结果见下表1所示。综合两种设计工况, 均取其不利推力作为本次设计推力。
4.2 设计方案
由于路基开挖后不同路段所产生的滑面及推力均不同, 为保证路基的稳定性, 本次设计分4个区间桩号分别对塌方边坡进行针对性的加固整治。
4.2.1 K126+836~K126+921段路基左侧 (代表性断面图1-1’) :采用锚索桩处治方案
设计基本参数:矩形截面抗滑桩编号为B型桩板墙, 布置于路堑边沟外边缘8m处。桩长h=28m;受荷段h1=16m;锚固段总长h2=12m。桩截面:2.2×3.2m, 桩心间距5m。地基系数K=0.15×106Kpa/m。桩身混凝土强度等级:C30。
桩身内力计算:采用抗滑桩计算程序进行桩身内力计算, 结果如下:最大剪力=7825k N, 最大弯矩=60840k N·m, 最大侧应力σmax=1127。
第1道锚索水平拉力=470k N, 距离桩顶0.5m;第2道锚索水平拉力=450k N, 距离桩顶2.5m;第3道锚索水平拉力=430k N, 距离桩顶4.5m。
锚固段深度判断:取岩石裂隙、风化及软化程度的折减系数C=0.3, 岩层产状折减系数K1=0.5, 据工程地质详勘报告:泥岩强风化饱和极限抗压强度取R=σc=8.8MPa, 则K1×C×R=1320k Pa>σmax=1127, 锚固段满足深度要求。
坡面防护:抗滑桩桩顶边坡坡率采用1:2.5, 坡面采用菱形网格护坡植草防护, K126+836~K126+856段采用A型抗滑桩。
4.2.2 K126+925~K126+978段路基左侧 (代表性断面图2-2') :采用锚索桩处治方案
设计基本参数:矩形截面抗滑桩编号为C型桩板墙, 布置于路堑边沟外边缘8m处。桩长h=24m;受荷段h1=13m;锚固段总长h2=11m。桩截面:1.7×2.3m, 桩心间距5m。地基系数K=0.15×106Kpa/m。桩身混凝土强度等级:C30。
桩身内力计算:采用抗滑桩计算程序进行桩身内力计算, 结果如下:最大剪力=4350k N, 最大弯矩=31171k N·m, 最大侧应力σmax=722。
第1道锚索水平拉力=450k N, 距离桩顶0.5m;第2道锚索水平拉力=430k N, 距离桩顶2.5m。
锚固段深度判断:取岩石裂隙、风化及软化程度的折减系数C=0.3, 岩层产状折减系数K1=0.5, 据工程地质详勘报告:泥岩强风化饱和极限抗压强度R=σc=8.8MPa, 则K1×C×R=1320k Pa>σmax=722, 锚固段满足深度要求。
4.2.3 K126+978~K127+038段路基左侧 (代表性断面图 (3-3') :采用抗滑挡墙处治方案
设计基本参数:抗滑挡墙采用现浇C15片石砼。圬工砌体容重:24KN/m3, 挡土墙稳定系数:抗滑动稳定系数KC≥1.3, 抗倾覆稳定系数Ko≥1.5;基底摩擦系数=0.40, 地基土摩擦系数=0.5。
经验算:地基土层水平向:滑移验算满足:Kc=1.354>1.3, 倾覆验算满足:K0=3.363>1.5, 地基承载力验算满足:最大压应力=280<=400k Pa, 均满足要求。
坡面防护:防护措施施工完毕后, 墙顶的边坡左侧边坡采用锚杆框架。
4.2.4 K127+038~K127+100段路基左侧 (代表性断面图 (4-4') :采用抗滑挡墙处治方案
设计基本参数:抗滑挡墙采用现浇C15片石砼。圬工砌体容重:24KN/m3, 挡土墙稳定系数:抗滑动稳定系数KC≥1.3, 抗倾覆稳定系数Ko≥1.5;基底摩擦系数=0.40, 地基土摩擦系数=0.5。
经验算:地基土层水平向:滑移验算满足:Kc=2.14>1.3, 倾覆验算满足:K0=4.754>1.5, 地基承载力验算满足:最大压应力=200<=400k Pa, 均满足要求。
坡面防护:防护措施施工完毕后, 墙顶的边坡左侧边坡采用菱形骨架防护。
5 滑坡监测工程设计
为了取得滑坡滑面确切位置、滑坡滑动参数、保证滑坡治理工程施工中的安全及为治理工程施工提供滑坡稳定状态或变形特征的信息, 指导安全施工, 同时掌握治理工程实施后的效果, 需进行滑坡的监测设计。主要监测任务包括:地面裂缝观测、滑体变形观测、实施工程的变形观测。
设置深孔位移监测, 从而为准确判断滑面、地下水、滑坡位移及治理后的工程效果提供相应数据。
为进一步测控坡体变形情况, 需在至少5个断面上设置观测桩, 在施工过程中监测剪出口、滑体中部、后部;钢管桩系梁施工完毕后分别在其顶设置观测桩, 定期观察不得少于2个雨季;每个断面上布设的观测桩应该兼顾观测前缘、中部和滑体后部 (最远裂缝位置外侧) , 记录坡体变化情况, 及时沟通变化情况, 以便根据现场实际情况加强动态设计。
5.1 监测点布设
滑坡裂缝:对滑坡裂缝上布置4个观测点, 进行施工期间的裂缝监测。
施工中以及施工后滑坡位移监测:在主滑断面上布设5个观测点进行地表位移监测。
施工后在每排桩各选取6根桩, 在桩顶设置监测点进行监测。
5.2 观测频率与周期
施工前及期间:对裂缝安排专人每天定时观测、记录。遇有降雨时, 每天早晚各观测一次;对监测点每星期观测一次, 遇有降雨时, 在每次雨后应及时观测。
工后观测:滑体位移变形半年内每15天观测一次;半年后, 每月观测一次。在有连续降雨或暴雨时, 雨后24小时内加密观测一次。
观测完成后, 观测人员应当天及时对所采集的数据进行分析整理, 及时向设计人员提供, 以便使设计人员对滑坡的稳定状况、结构受力状况有全面了解, 达到动态设计的目的。
6 结束语
滑坡的形成原因是多因素造成的, 雨水是诱发滑坡的主要外因, 人类工程活动是诱发滑坡的重要原因。滑坡整治首先要分析滑坡的性质和形成原因, 结合具体地质情况, 以排水、清方减载和抗滑支挡相结合进行综合治理。滑坡监测为可靠度提供重要的依据, 通过对监测采集的数据分析, 为今后滑坡性质的分析和工程治理提供经验。
参考文献
[1]JTG D30-2004公路路基设计规范[S].人民交通出版社, 2004.
[2]JTJ F10-2006公路路基施工技术规范[S].人民交通出版社, 2006.
[3]GB 50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].中国建筑工业出版社, 2002.
[4]GB 50007-2011建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2011.
[5]GB 50021-2001岩土工程勘察规范[S].中国建筑工业出版社, 2001.
[6]TB 10025-2006铁路路基支挡结构设计规范[S].中国铁道出版社, 2006.
[7]GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2010.
黄土高边坡工程稳定性分析及设计 篇8
富县丰富的煤气资源、便利的交通条件、广阔的土地资源、富集的水电资源、良好的人居和投资环境, 2008年陕西省发改委决定延安能化公司煤油气资源综合利用项目厂址确定在富县洛阳镇洛阳村, 洛河从洛阳村北侧和西侧流过, 本项目的建设用地坐落在洛河两岸。
该项目区域内地貌特征主要为单斜地形, 拟开挖边坡高度最高达120m之多, 洛河东西两侧场区内地貌、地层岩性复杂, 富含地下水, 且多有不良地质作用。由于其独特的地层条件和区域水文地质条件, 大量文献表明, 对于具有较强裂隙性、结构性、水敏性的黄土地层来说, 在人工开挖、降雨入渗和地震荷载等工况下, 边坡的开挖将会产生不安全因素。可见, 高边坡开挖施工可能会严重影响厂区的建设进度和厂区的安全经营, 有必要对场区的高边坡进行工程治理并对其削坡后的边坡稳定性进行演算分析, 保证工程的安全施工和运营, 本文拟从工程勘察结果, 结合相应的设计规范, 提出具有典型代表性高边坡的设计原则和方案, 并采用圆弧法和裂隙圆弧法来分别计算不同工况下高边坡的安全系数, 对设计结果进行演算, 为陕北地区类似高边坡工程的设计提供参考。
二、高边坡工程的地质条件
拟建场地地貌单元属黄土粱、峁、沟壑地带。场地地形地貌详见图1和图2。据勘探揭露, 场地地层岩性自上而下依次为:耕植土、第四纪全新世坡、洪积黄土状土;第四纪晚更新世风积黄土、残积古土壤;第四纪中更世风积黄土、残积古土壤, 三叠系下统瓦窑堡组砂岩及砂、页岩互层体。建设场地地下水可划分为4个含水岩组, 即黄土梁峁潜水含水岩组、第四系冲积层潜水含水岩组、中生界裂隙孔隙潜水含水岩组、中生界裂隙孔隙承压水含水岩组。 (图1、图2)
根据现场调查, 边坡的不良地质作用主要有五种:黄土剥落、坡面冲刷、黄土塌陷、黄土崩塌和黄土滑坡, 详见图3和图4。 (图3、图4)
三、高边坡总体设计
根据《建筑边坡工程技术规范》, 并参照相关技术规范进行设计;同时, 考虑到高边坡综合治理工程的主要保护对象为陕西延长石油集团延安煤油气资源综合利用项目厂区西区, 属国家大型企业, 边坡的安全等级为一级边坡, 采用动态设计方法, 支护结构的重要性系数采用1.1。
(一) 东区高边坡设计。
开挖边坡采用放坡+适当支护+排水系统+坡面绿化的措施, 基岩坡比为1∶0.5, 一级高度为8米, 台阶宽2米, 下部黄土采用1∶0.75的坡比, 为了增加绿化的面积及边坡的稳定, 每级边坡高度由工可设计的8米变为4米, 单级平台宽度3米, 每隔5级增设一个宽平台, 平台宽度为8~18米;上部黄土采用1∶1坡比, 每级边坡高度为4米。对基岩部分采用护面墙及主动防护网进行防护, 下两级采用护面墙, 上部砂泥岩互层采用主动防护网防护, 黄土部分进行护脚和护肩, 每级平台设置平台排水沟, 坡顶设截水沟, 坡面每隔80米设置一道急流槽, 坡角设置碎落台及排水沟;平台进行植树 (刺槐) , 坡面植草绿化;对于厂区周边低于场平高程处设置护壁式挡土墙。具体断面设计见图5。 (图5)
(二) 西区高边坡设计。
根据计算结果, 西区开挖边坡采用放坡+适当支护+排水系统+坡面绿化的措施, 开挖边界根据排水渠、厂外公路及围墙确定, 基岩坡比为1∶0.5, 一级高度为8米, 台阶宽2米, 下部黄土采用1∶0.75的坡比, 为了增加绿化的面积及边坡的稳定, 每级边坡高度由工可设计的8米变为4米, 单级平台宽度3米, 每隔5级增设一个宽平台, 平台宽度为8~18米;上部黄土采用1∶1坡比, 每级边坡高度为4米。对基岩部分采用护面墙进行防护, 黄土部分进行护脚和护肩, 每级平台设置平台排水沟, 坡顶设截水沟, 坡面每隔80米设置一道急流槽, 坡角设置碎落台及排水沟;平台进行植树 (刺槐) , 坡面植草绿化。具体断面设计见图6。 (图6)
四、不同工况下高边坡稳定性分析
对东区和西区最高断面进行边坡开挖稳定性计算, 采用圆弧法计算的安全系数正常工况采用1.30, 非常工况Ⅰ采用1.20, 非常工况Ⅱ采用1.15, 根据《中国地震动反映谱特征周期区划图》和《中国地震动峰值加速度区划图》:地震动峰值加速度a=0.067g, 相应地震基本烈度为Ⅵ度。根据抗震规范, 提高一级设防, 具体见表1。 (表1)
参考场地边坡勘察及场地勘察各层黄土的力学特性、结合附近高速公路黄土高边坡地质资料和坡型、附近自然边坡特性及设计经验;通过对勘察资料分析, 将第一层古土壤上Q4黄土作为一层, 中间黄土的力学特性比较接近作为第二层黄土, 下部的粉质粘土作为第三土层进行简化计算, 边坡计算采用的岩土物理力学参数指标, 见表2。 (表2)
稳定性计算采用简化bishop法进行计算, 计算结果如图7、图8、图9、图10所示。 (图7-10)
(一) 天然工况下安全系数。
图7为东区某断面天然工况下, 采用圆弧法和裂隙圆弧法计算所得的边坡的安全系数计算断面及计算结果图。图8为西区某断面在两种算法下的安全系数计算结果图。
(二) 暴雨和地震 (7度) 工况下安全系数。
图9为东、西区某断面在暴雨工况下, 采用圆弧法计算所得的边坡的安全系数;图10为东、西区某断面在地震工况下, 采用圆弧法计算所得的边坡安全系数。
根据稳定性计算, 搜索开挖后最危险滑面, 计算结果如表3所示:正常工况下安全系数为1.30, 非常工况Ⅰ安全系数为1.26, 非常工况Ⅱ安全系数为1.15, 所设计断面满足工程稳定性要求。 (表3)
五、结论
通过上述对富县某工程的典型高边坡的优化设计和稳定性计算, 得到以下结论和建议:
1、结合类似工程经验和相应规范对黄土高边坡进行优化设计及在不同工况条件下边坡的稳定性分析结果表明, 优化设计方案满足工程稳定性要求。
2、高边坡开挖变形影响因素众多、规模较大、危害严重, 应采用刷坡、支挡、锚固措施, 结合排水等多种手段进行综合治理。要综合考虑多种影响因素, 特别是地形、降水等不利影响, 确保工程安全, 不留隐患。同时, 在工程施工期间, 加强监测、预警, 采取完善的安保措施, 确保施工人员安全。
摘要：延安煤油气资源综合利用项目厂址主要位于洛河两岸的黄土边坡上, 场区高边坡的稳定性尤为突出, 本文结合场区工程地质条件及相应规范, 对典型高边坡进行优化设计, 并针对天然工况、暴雨或连续降雨工况和地震工况条件下进行高边坡工程的稳定性分析, 结果表明:经优化设计后的边坡安全系数满足工程的设计要求。期望通过本文提出的设计理念, 为类似工程提供有益的参考。
关键词：黄土高边坡,稳定性分析,圆弧法,优化设计
参考文献
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某土质高边坡勘察与稳定性分析 篇9
关键词：地质边坡,地质条件,稳定性
0 引言
近年来,在各地建设中,高边坡数量越来越多,高度越来越高。变形量大,处理不当易引起增加投资、延误工期、造成灾害等不良后果。因此,须对高边坡进行勘察和稳定性评价,得出相关结论,最后提出相关建议和工程处理措施,以确保边坡的安全。
本次计算采用条分法,该法应用的时间很长,积累了丰富的工程经验,一般得到的安全系数偏低,即偏于安全,故目前仍然是工程上常用的方法。
1 地质条件
1.1 工程概况
边坡位于承德市两家镇南500 m处。长190 m,路面设计高程521.568 m～522.368 m,地面标高545.169 m～551.821 m,须对该段进行开挖,最大切坡高度31.4 m。勘察中完成地质钻孔两个,并进行相应的原位测试及土工试验。
边坡所在区域,从大的范围来看属于冀北燕山中段,山脉走向大致为近东西向—北东东向,与区域构造线方向一致。近场区地形趋势大体是东北、西北高,西南部稍低。场地地质条件为Q3形成的古滑坡。
1.2 水文地质评价
由于场地位于一斜坡,当大气降水时,迅速形成地表径流向场地低洼处排泄。少量雨水渗入土层或基岩强风化裂隙后,又沿基岩面或风化裂隙向低洼处径流、排泄,故本场地不易存储地下水。场地地下水贫乏,水文地质条件简单。
1.3 地层岩性
根据钻探揭示及地质测绘,结合岩土体工程地质特征,将岩土体分为3个工程地质层,分述为下:
①粉质粘土:该层揭露厚度10.0 m～26.0 m,为黄褐色,硬塑,土质均匀,切面粗糙,干强度中,夹杂碎石,承载力基本容许值[fa0]= 150 Pa,摩阻力标准值qik=35 kPa。②碎石:该层仅在4号钻孔中揭露,层厚0.8 m,灰色,密实,碎石多呈棱角状,含量60%,粒径3 cm～8 cm,承载力基本容许值[fa0]= 280 Pa,摩阻力标准值qik=90 kPa。③粉质粘土:该层揭露厚度4.2 m～16.0 m,为黄褐色,硬塑,土质均匀,切面粗糙,干强度中,夹杂碎石,承载力基本容许值[fa0]=160 Pa,摩阻力标准值qik=40 kPa～45 kPa。
其物理力学参数见表1。
2 场地工程地质条件评价
2.1 场地稳定性评价
根据工程地质测绘及钻探资料显示,场地无断裂构造及不良地质现象,岩土体分布较稳定、承载力高,古滑坡相对稳定,总体评价该场地稳定性较好。
边坡所在区域位于地震活动水平较弱的华北地震构造区的北部边缘,所在区域的地震动峰值加速度值为0.05g,总体上来说,该区域是一个地壳运动相对稳定地区。
2.2 边坡稳定性分析
公路在该地段前进方向为183°左右,经切坡后在公路左侧形成边坡,现对边坡开挖后稳定性进行分析如下:
1)左侧边坡设计方案为按1∶1.25(45°)二阶放坡,1∶1(53°)分二阶放坡,放坡后边坡最大高度31.4 m左右。边坡坡体以粉质粘土为主,边坡岩体类型属Ⅴ类。
本边坡为土质边坡,稳定性分析采用条分法。按泰勒经验方法确定最危险滑动面圆心位置,土坡的滑动面是坡面角。ϕ=16.5°,β=50°,查表得到α=38°,θ=35°,由此作图求得圆心O(见图1)。
土坡的稳定安全系数通过下列公式计算:
其中,
通过计算可知土坡的安全稳定系数K=1.06。
2)右侧边坡设计方案为按1∶1.25(38.6°)二阶放坡,1∶1(45°)分一阶放坡,ϕ=16.5°,β=40°,查表得到α=35°,θ=40°,由此作图求得圆心O。
土坡的稳定安全系数通过下列公式计算:
其中,
通过计算可知土坡的安全稳定系数K=1.18。
2.3边坡的土体分类及开挖边坡的坡率值建议
根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范,土质边坡路堑边坡坡度允许值按照表6.6.2的要求,边坡土体类型划分及相应的坡率值建议见表2。
各工程地质层的承载力基本值及土体开挖等级见表3。
3结论与建议
1)经勘察,拟建场地现状稳定,适宜开挖。边坡按原方案开挖后左侧边坡基本稳定。2)建议该路堑按表3建议坡率放坡,由于开挖边坡较高,宜设置成台阶式,每隔6m～10m在变坡点设置宽度为1m～2m的平台,同时对坡面采用锚杆混凝土框架植物防护。3)边坡开挖时应按顺序进行,应采取护坡及截排水措施,不宜将土石料堆于不稳定边坡地段。4)建议采用信息施工法和动态设计法的新理念,确保路堑的稳定。5)边坡顶部设置截水沟,减少降水对边坡的冲刷影响。
参考文献
[1]GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].
[2]JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].
[3]JTJ 064-98,公路工程地质勘察规范[S].
[4]陈祖煜.土质边坡稳定分析[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
边坡勘察设计分析 篇10
1.1 边坡稳定设计的目的
随着露天采矿事业的发展, 露天矿边坡稳定已逐渐形成为一门独立的综合学科。露天矿边坡稳定设计的目的在于, 为新开发的露天矿提出对生产期间有指导性的、比较精确的边坡角度, 它不仅是保障矿山安全生产的基础, 也是使矿山取得经济效果的重要因素。如只考虑生产安全, 可人为地将边坡角度放缓, 这是很容易作到的;但如果从经济角度考虑就会发现, 一个开采深度为300米的露天矿, 当其每邦的边坡角减缓1°时, 一般来讲每公里长度内约增加剥离量300~500万米3。如果不进行详细的边坡设计, 边坡角差3~5°不但容易发生, 而且也易于被人们忽视, 造成大的浪费。很明显, 露天矿边坡角的精确值, 将是影响矿山经济的主要变量之一。
1.2 边坡稳定设计工作的意义
近几年, 一些国家露天开采的比例增长较快, 边坡稳定的研究工作也得到相应发展, 人们不仅认识到它对保证安全生产的作用, 而且认识到它在经济上的重要意义。
所以, 边坡设计工作者的职责不仅要设计出保证矿山安全生产的边坡角, 同时又应使剥离量最小、维护费用最低、采矿收益最大。
2 露天煤矿边坡滑落的形式及我国露天煤矿边坡植定设计的现状
2.1 露天煤矿边坡滑落的形式
2.1.1 沿第四纪地层下界面滑落
这种滑坡的边坡岩层是第四纪地层底部的一层绿泥层, 其顶板为滑动面, 滑体为第四系的粘土砾石层。滑落原因是绿泥层遇水后力学强度降低。
2.1.2 沿不整合面滑落
滑落原因:上述软弱夹层全区发育, 产状又倾向露天坑, 这是一个主要条件。组成非工作帮的第四纪地层及第三纪地层 (泥质胶结) , 结构松散, 强度很低, 这是非工作帮产生滑动的地质基础。
2.1.3 沿岩层面滑落
弱层的粘土矿物成分主要是蒙脱石, 其特点是具有很强的吸水性, 遇水后具塑性, 强度大大降低, 这是滑落的主要原因。滑动时间多发生在3至5月融化期或7至10月的雨季。这证明大气降水、地面径流等侵入弱层是促进滑坡产生的最积极因素。
2.1.4 沿断层面滑落
断层面倾角陡, 光滑如镜面, 且倾向露天坑, 受雨水浸湿后降低抗滑能力, 是很好的滑面。采矿剥离工程切断坡脚, 破坏了平衡状态, 触发产生滑坡。
2.1.5 沿风化带 (面) 滑落
边坡岩层因风化作用形成强风化带。一号断层正从滑坡面西侧通过, 滑坡区处于断层破碎带附近, 加剧了岩层的破碎程度, 降低了岩体的稳定性。绿色页岩受池下水的浸润沿风化带 (面) 形成滑动面。
2.1.6 沿裂隙组合面滑落
滑落体为黄色强风化玄武岩。滑动面是北倾 (倾向露天坑) 的节理面, 沿走向延续约100米, 沿倾斜延续约50米。边坡浅部有冲积层含水层地下水渗入节理面, 沿该面产生滑落。
2.2 我国露天煤矿边坡植定设计的现状
我国露天煤矿的边坡稳定设计工作始于60年代初期, 20年来逐步形成了适合我国具体情况的设计方法和经验。但与国际水平相比还有一定的差距。
以往, 我们在设计新露天矿时, 主要是根据地质部门提供的工程地质报告及各种岩石物理力学试验等资料, 进行边坡稳定的设计工作。一般来说, 这些资料很难完全满足设计工作的需要。在设计时不可避免的要参考一些生产露天矿的经验数据 (如弱层及其它结构面的力学强度) , 触弥补资料的不足。
此外, 还存在手段落后, 以及重安全、轻经济等认识上的问题, 使边坡稳定设计的多方案经济比较受到了限制。近年来, 随着边坡设计技术的发展, 地质部门已开始重视和加强边坡勘探和岩石试验等工作, 这将有利于促进边坡稳定设计工作的开展。
3 露天煤矿边坡治理措施及加固设计
3.1 露天煤矿边坡治理措施
3.1.1 针对规模大、难以整治的滑坡, 采用绕避躲开的措施。
3.1.2 对于前缘失稳的牵引式滑坡, 整治的工程措施是在滑坡前缘修建石垛加载反压, 增加抗滑部分的土重, 使滑坡得到新的稳定平衡。
3.1.3 整治推移式滑坡, 应在滑坡体上部 (下滑区) 减重, 以减少下滑力, 达到稳定滑坡作用。
3.1.4 滑坡一般发生在雨季, 主要是雨水可以湿化坡体, 降低土体强
度, 润化滑面, 促使和加剧滑体滑动, 因此设立水沟对滑坡体的排水工程非常重要。
3.1.5 对一些中、深层滑坡, 在利用抗滑挡墙措施难以整治的情况下, 可以用抗滑桩, 这是整治滑坡比较有效的措施。
3.1.6 对浅层滑坡可采用重力式抗滑挡墙整治, 为增加墙身抗剪力, 可将基地做成倒坡。
3.1.7 利用锚杆 (索) 加固防滑措施, 即在滑坡体上设置若干排锚
(杆) 索, 锚固于滑动面以下的稳定地层中, 地面用梁或墩作反力装置给滑体施加一预应力来稳定滑坡。
3.1.8 综合治理的措施, 往往是将以上措施结合应用, 具有显著功效作用。
3.2 露天煤矿边坡加固的设计研究
3.2.1 边坡处理与加固的选择依据
露天煤矿初始开采期间, 在上盘边坡内出现破坏, 不稳定性的机理被理解为由于特别松软的岩块与局部不利的地质构造的方位相结合所致。因此露天煤矿边坡治理可分为两类: (1) 预防性的, 适合于先天不稳定的天然斜坡、切方边坡及山坡填土; (2) 对于现已不稳定即正在运动的斜坡, 或是已完全破坏的斜坡进行治理。在选择处理措施时, 首先要考虑边坡破坏的原因及条件, 并且应对破坏的危险性和风险性事前做出评估, 这些都是建立在斜坡预测与评价基础上的完成的。
3.2.2 边坡处理措施的选择
采取相应加固方法消除或减小灾害。在露天边坡破坏基本上可预防, 或破坏正在 (或已经) 发生并可处理的场合下, 采用加固手段消除或减小灾害的发生。对低-中等风险情况, 既可采取消除灾害的加固方法, 也可采取减小灾害的方法, 取决于经济比较;对高风险情况, 应消除灾害的发生。
避免高风险的灾害。在破坏基本上不能预测预防, 破坏可能具有灾难后果以及危害性特别高的场合下, 要保证避免沿斜坡或在坡底附近建设, 建筑设施、铁路和公路线等应选在较稳定的低危害区域。
接受破坏灾害。在灾害程度低至中等的场合, 或破坏虽可预测但考虑预防是不经济的露采边坡破坏, 属于可接受破坏。
3.2.3 露天矿内外排土场的稳定性是矿山设计中的一个重要组成部
分。排土场松散岩石物理力学指标的测定方法, 在国内目前还是空白, 设计时仍需借用国外资料。关于排土场稳定性的岩石试验方法、设备及计算方法等, 今后都需要进一步学习和掌握。
4 结束语
今后随着露天采矿工程建设规模的不断增大, 边坡高度的不断增高, 复杂性不断增大, 对边坡的处理技术要求也将越来越高。所以, 我们在边坡稳定性分析中, 应该综合应用各种分析方法, 充分利用不同方法的优点, 取长补短, 并且开采时必须遵循自然规律, 有计划有步骤地开采, 采煤和剥离要协调进行, 不能盲目地扩大生产或提高开采强度, 从而用边坡稳定性分析理论合理、准确地解决实际问题。
参考文献
[1]毛生海.考虑渗流作用的边坡稳定性分析[D].阜新:辽宁工程技术大学, 2004.[1]毛生海.考虑渗流作用的边坡稳定性分析[D].阜新:辽宁工程技术大学, 2004.
水对边坡稳定影响的分析 篇11
【关键词】边坡;边坡稳定分析;边坡治水
随着现代化建设事业的迅速发展，各类工程大量开工建设，在这些工程的建设过程或建成后的运行期间,有时形成了大量边坡工程；这些边坡工程的稳定状况，会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起重要的制约作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及使用效益。
1.综合分析水对边坡稳定的影响
（1）边坡的稳定是一个比较复杂的问题,影响边坡稳定性的因素较多，简单归纳起来有以下几个方面：边坡体自身材料的物理力学性质；边坡的形状和尺寸；边坡的工作条件；边坡的加固措施等等,在这其中水是边坡失稳的重要因素之一。现在簡单分析水流对边坡稳定性的影响边坡。一般说，水对边坡的影响主要分以下两个方面：一是使得边坡土体本身抗剪强度减少；二是使得边坡土体剪应力增加。
（2）边坡一般是倾斜坡面的土体或岩体边坡，由于坡面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人力的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩) 体内部某一个面上的滑动力超过了(岩) 体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。
（3）水流渗进土体，使土体的密度增加，这是增加土体剪切应力的主要因素。水对岩质边坡的影响较小,这是因为岩质边坡的强度较高。当地表水在岩石坡面排泄受阻时，会加大岩体的重量,增加坡体的下滑力。对于遇水容易软化的岩层，地下水常可以使岩石内部的联结变弱,强度降低，从而导致土体康剪强度降低。
（4）地下水在渗流过程中会对岩土体颗粒施加一个动水压力。它是一个体积力，其大小与流动水的体积、水的容重和水力梯度有关,其方向与水流的方向一致。结构面的填充物在水的浮力作用下，重量降低，动水压力稍大时，就会带走结构面中的填充物颗粒，侵蚀掏空岩块之间的填充物；同时动水还会磨平粗糙的岩石面,使其变得光滑，降低了岩石的摩擦系数,减小了岩体的抗滑力，降低了边坡的稳定性。由于水流对边坡稳定性的影响非常大，所以边坡工程对水流的防治是边坡稳定的重要方面。
2.边坡治水方法措施
边坡治水包括坡面排水及坡体排水。坡面排水主要是通过设置坡顶截水沟、平台截水沟、边沟、排水沟及跌水与急流槽来实现。坡体排水设施主要有渗沟、盲沟及斜孔等。渗沟又分支撑渗沟、边坡渗沟和截水渗沟三种，主要作用截排地表以及几米范围内的地下水：盲沟(即渗水隧洞) 主要用于截排或引排埋藏较深的地下水；斜孔主要用于排除深层地下水，土层和岩层均可采用，一般用水平钻机,埋置排水管。同时，也可以通过在坡面植草绿化的方法减少水对坡面的渗入边坡。
3.结语
由于水对边坡的影响是多方面和多角度的，因此在防治边坡时，首先要做好对边坡水的处理，做好排水系统，包括地表排水系统和地下排水系统，使水对边坡的影响降到最低限度，甚至消除；其次，针对不同的边坡，了解地下水位情况，采取不同的方法进行加固，本着具体问题具体分析的原则因势利导，多角度、多方面的进行分析，最终采取最优的方法。
边坡勘察设计分析 篇12
1 滑坡形成回顾及阶段分析
1.1 西区
在施工过程中, 西区于2007年6月雨季中发生了第一次坍塌, 坍塌范围长约50 m, 后缘在二级平台高度, 出口在一级边坡坡脚以上。坍塌呈泥石流状下滑, 变形特点是规模不大, 为局部变形, 坍塌体滑动方向倾向路基, 进行清理后仍采用浆砌片石骨架护坡措施。
2008年5月～6月, 当地连降暴雨, 据气象部门通报, 降雨强度和降雨量为百年一遇。西区边坡在2007年变形的基础上进一步发展, 滑坡范围加大, 横向宽度约70 m, 滑坡后缘接近自然山顶, 滑坡后壁陡坎高度不断增大, 最大达2.5 m, 滑体厚度增大, 前缘剪出口已接近坡脚水沟, 滑动方向偏向北西, 坡面竖向排水沟偏北西向错动。
1.2 东区
2008年5月～6月大暴雨, 在边坡体已出现松弛的情况下, 雨水下渗浸泡土体, 6月22日发现后缘裂缝最大宽度10 cm, 大体呈直线状展布, 最大下错20 cm, 坡面结构物裂缝明显加大, 平台水沟变形, 前缘坡脚水沟隆起和错断, 一级边坡锚索锚头滑脱, 变形监测曲线呈跳跃式突变, 变形曲线不收敛, 边坡进入整体滑动阶段。这一阶段时间短, 变形量大, 其特点是具有突变性, 6月一个月内坡顶最大沉降量达125 mm, 坡脚水平位移达200 mm, 滑坡方向偏北西40°。
2 滑坡紧急处理
滑坡发生后, 及时组织相关专家会诊并讨论处理措施, 采取了坡脚填方反压、坡顶减载的紧急措施, 滑坡变形趋缓, 观测曲线收敛。雨季过后, 边坡处于暂时稳定状态。
3 地质勘测分析
地质勘测采用常规钻探配合挖探的方法。钻探共布置9个钻孔, 一个主滑断面, 两个辅助断面, 钻孔布置一级平台、二级平台及坡顶。挖探布置方案:挖探包括探洞和探槽。在主滑断面 (里程约K3+220) 上布置两个探洞和两个探槽, 两个探洞分别布置在一级平台和二级平台, 在水平方向上适当错开, 每个探洞长度暂定20 m, 实际开挖长度根据揭露滑动面的需要由专家确定。
勘察采用工程地质测绘和调查、工程钻探、人工挖探和室内试验相结合的方法。首先依据1∶500地形图进行实地工程地质测绘和调查工作。在综合分析已收集到的测区区域资料基础上, 主要对滑坡的性质、规模、范围、现状、稳定性等要素进行了详细的调查。
钻探采用XY-1A型钻机钻进, 按有关技术要求取芯。挖探采用人工和电动镐配合开挖, 探洞开挖和支护类似煤矿井巷掘进, 每向前开挖0.3 m～0.5 m即进行木支架支护, 以确保人员安全, 一边开挖, 一边注意岩土层、地下水的变化, 并进行地质编录, 以探寻和确定滑动面。
4 地质勘测结果分析
4.1 滑坡成因
1) 岩土性质因素。
东区滑坡是由于边坡体岩性软弱、破碎, 含亲水矿物, 遇水成泥, 强度低, 在边坡高陡的重力和地下水作用下形成滑动面或软弱滑带。西区滑动是由于山体上部第四系坡积层物质结构松散, 孔隙比大, 凝聚力低, 力学性能差, 抗剪强度低, 遇水易滑塌。
2) 构造影响。
由于边坡位于断裂带影响带范围内, 岩体受构造影响呈散体碎裂状, 边坡开挖引起岩体应力释放, 造成裂隙面、节理面张开, 粘结力下降, 地表水容易渗入, 使岩体容易失稳变形。
3) 水文地质因素。
a.由于边坡的施工开挖, 破坏了植被, 使地表水下渗, 特别是在暴雨时, 下渗的水量更大, 使整个山坡处于饱水状态, 自重应力增加, 下滑力增大。b.边坡体内排水不畅, 浸润滑动面, 增大了水头差和动力压力, 从而诱发滑动。
4.2 滑坡稳定性分析评价
根据钻探、挖探结果, 该滑坡病害岩土层稳定性较差, 受构造影响岩体破碎, 已经发生了滑坡变形, 边坡处于不稳定状态, 经恢复减载前地形进行稳定性计算, 稳定性安全系数小于1.0, 故发生了滑坡。
现状边坡经过坡顶减载后, 对减轻下滑力有效作用明显, 但坡体已发生变形病害, 岩体松弛, 虽然目前监测数据显示变形趋于稳定, 但雨季中仍有可能发生滑动, 按现状进行计算分析, 稳定性安全系数也小于1.0, 属于不稳定边坡, 必须进行加固处理。
5 滑坡处治方案
1) 迁移坡顶高压铁塔并削坡减载。
先将高压铁塔向西移大约15 m, 移至+73 m的平台上, 然后将东区边坡顶削方至标高+73 m平台, 并将确保高压铁塔的绝对安全且便于削坡减载。同时, 在+73 m平台与+68 m平台之间按1∶4的缓坡削坡至二级平台顶, 在二级平台顶上设置一宽为10 m的平台, 这样就将东区的三级、四级坡大部分削坡, 共削去土方约34 500 m3, 大大地降低了高边坡的荷载压力。
2) 地表排水。
减载后将地表封闭, 修复各级平台排水沟, 地表裂缝灌浆充填, 保证地表水不再渗入边坡土体中。
3) 地下排水。
采用排水孔:在一级边坡和二级边坡设一个仰斜式排水孔, 孔深20 m～25 m, 按不同坡段区别对待, 孔内安装排水管。排水孔应穿过滑动面1.0 m, 仰角为10°, 纵向间隔9.0 m。排水孔内设置排水管, 排水管采用软式透水管, 外包土工布两层。
4) 支挡加固。
经计算, 东区的抗滑桩尺寸为1.5 m×1.2 m, 桩长为10 m, 间隔6 m, 共计16根桩, 每根桩在地表以下埋深均为6 m, 地表以上可根据地表情况向坡面倾斜。西区的抗滑桩尺寸为1.2 m×1.0 m, 桩长为12 m, 间隔4 m, 共计11根桩, 每根桩均为直桩。在东区的每根抗滑桩后, 均设置两根预应力锚索, 每排锚索长度为25 m。
6 注意事项
1) 滑坡处治施工要由具有专业资质的单位进行。施工时必须按照要求严格施工, 确保高边坡的安全。
2) 滑坡处治过程中, 应边施工边进行边坡的稳定性监测, 保证不继续扰动边坡。
3) 边坡滑坡处治工程完成后, 才能清除坡底的反压垛。
7 结语
该市政工程的高边坡, 虽然在雨季时发生了滑坡, 但当时处理及时、措施得当, 边坡的滑坡态势得到了控制, 没有继续发展, 也没有造成其他的附加伤害。经过专业的地质勘测和滑坡处治专业设计、施工, 该滑坡边坡得到了根治, 保证了工程的安全和使用。
参考文献
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边坡支护设计09-07
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高速公路边坡设计06-15
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