关于高边坡勘察设计问题的探析:公路边坡稳定性分析解决问题
时间：2019-04-01 03:25:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：高边坡是指高度超过30米的岩质边坡或者高度超过20米的土质边坡。高边坡通常是人工改造地质体的工程设施，其稳定性受到自然山坡、地质条件和人为改造程度等的影响，笔者根据高边坡施工经验，对高边坡常见的各种变形病害进行分析，并探讨影响高边坡稳定性的因素，以提出勘察设计的具体方法，对于高边坡工程施工，可供参考借鉴。
关键词：高边坡，勘察设计，问题探析
Abstract: the high slope is to point to more than 30 meters high rock slope with the height of more than 20 meters or soil slope. High slope is usually artificially transformed geologic engineering facilities, its stability by natural and man-made slopes, geological conditions of the reform of the degree of influence, the author, based on the high slope construction experience, the high slope of common diseases of deformation are analyzed, and to study the effect of high slope stability factors, in order to put forward the concrete method of survey and design, for high slope engineering construction, available for reference for reference.
Keywords: high slope, survey and design, the problem in this paper
中图分类号：U416.1+4 文献标识码：A文章编号：
1.引言
关于建筑工程高边坡的建设，由于其稳定性受控到边坡所在岩土体的基本特性等的限制，具有多变性和不均质性等特点，使得高边坡的勘察设计变得十分复杂。目前高边坡存在边坡坍塌、滑坡、错落、倾斜等病害，再加上地形地貌及复杂的水文地质、工程地质条件，边坡出现变形的现象也不可避免，因此高边坡有必要进行科学合理的勘察设计，加强稳定性，这也正是本文的研究重点所在。
2.高边坡常见各种变形病害
高边坡的变形，体现的病害特征有如下几种：（1）高边坡的坍塌，主观方面是边坡石方爆破、开挖、排水和防护等措施不到位，譬如爆破的用药过量造成岩体疏松，客观方面是边坡的土质等的影响，边坡的土质结构疏松，不利于开挖时的平衡性控制，容易出现沿着岩层面下滑的现象，而地下水对边坡基角的浸泡也是引起塌方的重要原因之一。（2）高边坡的滑坡，其产生的原因与边坡的地质构造、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。（3）高边坡的错落，错落的原因是错落带岩土的临空面被不断加大和地下水对岩体强度的削弱，断层等光滑结构面与稳定岩体分离，产生压缩性变形。（4）边坡的倾斜，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。
3.高边坡稳定性的影响因素
根据边坡的性质，其稳定性的影响因素分为两个方面的内容探讨。
首先是土质边坡，其影响因素包括四方面的内容：（1）土的作用力产生变化，施工的时候，边坡坡顶堆放的施工材料、设备，以及坡顶的建筑物加大了边坡的荷载，使得土坡的作用力脱离了原有平衡状态，另外，边坡的打桩、车辆作业、爆破震动等都是造成土坡作用力失衡的重要原因。（2）高边坡沿途中的含水量丰富，使得孔隙的水压力增加，降低了岩土的抗剪强度。（3）雨季时，地表水渗入土坡中的竖向裂缝，产生静水力作用，加大了边坡侧向压力，诱发土坡滑动的产生。（4）坝、基坑等边坡被地下水侵蚀，地下水渗透时的渗透力破坏边坡的稳定性。
其次是岩质边坡，相对于前者，岩体类型的稳定性失衡原因更加复杂：（1）原有的地形地貌被改造，产生新的地质问题。（2）石灰岩崩塌、倾斜、空间挠曲、压裂等，砂岩和泥岩互层形成崩塌性的危岩，膨胀土造成控制层失稳，以上地层岩性要素属于客观方面的内容，在高边坡地质勘察设计中，如果对其剖析不足，这些危害性因素的产生将是必然的。（3）地质构造的地层产状近水平、反边坡、切向坡、反向坡等，造成边坡层面、节理面和断层面等软弱面产生滑动。（4）降雨后，坡体的重量增加，边坡坡体在雨水的润滑作用下，失去稳定性，在融冻季节时的冻融作用也是滑坡产生的重要原因。（5）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。（6）不合理开挖和堆载也是破坏高边坡岩体的重要原因之一。
4.高边坡勘察设计的方法
4.1地面的地质调查
作为高边坡勘察设计的基础工作，地面的地质调查必须在分析岩土性质的前提下，进行如下内容的调查：（1）调查边坡所在山坡的走向、坡向和坡高等，进行分段调查，譬如根据山坡的走向将其分为若干段，分别测试其坡形、坡率和坡高，以及坡体上的植物分布状况，如果处于河流或者沟谷地段，则要将河流和者沟谷的分布密度、切割深度和沟岸稳定性等进行同步勘探。（2）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。（3）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。（4）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。
4.2勘探
高边坡勘探的目的是针对地面地质调查之后仍然难以摸清的潜在因素，其中包括地层的分界面、风化界面、软弱地层、软弱夹层、地下水分布、边坡层数和含水量等。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。笔者认为，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30米的距离分段，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。其次是以钻孔为主的勘探模式，结合坑槽探和物探，对地下情况进行查清，如果边坡的高度大、失稳危险性大，则要布置地面与深孔位移监测，掌握边坡的变形动态。最后是在勘探的同时，选取具有代表性的岩石、土体和水样等进行试验，为高边坡的设计提供参考数据。
4.3高边坡的稳定性评价
根据勘探的结构，对高边坡的稳定性进行评价，通常的稳定性评价等级划分有以下四种：首先是稳定型的边坡，这种边坡的稳定系数1.2以上，这种边坡的坡形、坡率符合岩土体的强度要求，没有倾向临空面等，也没有地下水等影响整体和局部系数的潜在因素。其次是基本稳定边坡，这种边坡的稳定系数为1.1-1.2，坡形、坡率基本符合岩土体强度条件，也没有不利的结构面，但含有少量地下水，整体和局部呈现稳定性状态，其潜在的威胁是冲沟、剥落和落石等。再次是欠稳定边坡，这种边坡的稳定系数为1.0-1.1，整体性较为稳定，但布局存在岩土稳定角，在地下水的影响下，岩土强度容易被削弱，有局部坍塌和滑动变形威胁。最后是不稳定的边坡，这种边坡稳定系数小于1.0，不仅坡形、坡率不符合岩土的强度要求，而且新老滑坡都可能同时产生，开挖后出现整体失稳。
4.4高边坡的设计
高边坡的设计要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：（1）在40米高度以下的边坡，设计的原则以放稳定坡率为主，在40米以上的边坡，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。（2）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。（3）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。
5.结束语
综上所述，高边坡的勘察设计主要问题在于没有综合考虑高边坡的病害问题和影响因素，而高边坡的科学勘察设计，一是要进行全面的地面地质调查，二是要进行勘探并评价高边坡稳定性，三是对高边坡进行综合性设计，这样一来，方可使得高边坡的勘探设计在合理的范围内进行，促使高边坡工程朝着稳定性方向发展。
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