浅谈边坡稳定性问题及其主要治理措施.pdf
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1、052西部资源WESTERNRESOURCES西部资源WESTERNRESOURCES浅谈边坡稳定性问题及其主要治理措施马健(广东省水文地质大队,广东广州510510)【摘要】我国经济发展十分迅速,对建筑工程发展有促进作用。在建筑工程施工过程中,如果没有及时对潜在的边坡地质灾害进行防治,很可能会在工程建设过程中或完工后产生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。边坡稳定性问题最主要的原因就是边坡抗滑能力减弱,一旦边坡处于高荷载或暴雨等情况下,就很容易出现变形及下滑现象。因此,在边坡滑坡预防及治理过程中,应根据边坡特征、地质条件及周边环境等,合理选用抗滑桩、预应力锚索(锚杆)、格构梁、土骨架、主动防护网、
2、挡土墙等治理措施。本文简单分析影响边坡稳定性的主要因素,并提出合理的边坡治理原则要求与具体措施。【关键词地质灾害;边坡稳定性问题;治理措施滑坡、崩塌等地质灾害主要诱因是降雨、地震、人类工程活动等,导致边坡岩土层的物理力学性质下降,改变了原有结构,使边坡稳定性遭到破坏。现状不稳定边坡以预防为主、治理为辅,防治相结合,土质边坡治理措施主要为削坡减载、格构梁+锚杆(索)工程,抗滑桩工程,挡土墙工程及边坡整体的截、排水工程等支护方案;岩质边坡主要为掉块或局部崩塌现象,治理措施主要为坡面设置主动防护网,坡脚设置被动防护网、挡土墙的支护方案。从工程建设施工角度进行分析,想要让边坡治理方案更加经济有效,应充
3、分考虑边坡工程条件及现场的实际情况,合理选取多种支护手段相结合的治理方案。针对上述问题,国内外学者均进行了研究与探索,生成了较为丰富的研究成果与研究经验,能够为本文的探究提供理论支撑 2 。本文在研究过程中,主要采取了文献分析法与经验总结法,辅以实践调查,在理实融合的前提下,生成了较为完善的研究方案。1.影响边坡稳定性的因素近几年来,我国经常会出现滑坡/崩塌、泥石流等地质灾害,原因不仅在于持续出现强降雨、地震等自然因素,也有人为因素 3 。例如,大型机械设备的选择不合理、山坡开发程度过度、边坡岩土层因操作不当产生结构损坏等1.1地层岩石及土壤造成的影响我国幅员辽阔,岩层性质、地质构造等都存在差
4、异 4 。一些地区的一些山体会形成岩土混合边坡。对于岩土混合边坡,在坡残积土与岩层交界面易形成软弱滑动面。在天然状态下,一般斜坡因为自身的稳定性,相互通过力和力的合作,就可以对地层中的岩石和土壤等一些物理性质进行有效的约束。但由于岩层内部存在节理裂隙及软弱构造面,当节理裂隙非常发育,并顺着坡面切割岩土体,一旦作用力下降,裸露的岩土层就会出现松动,可能就会引发滑坡/崩塌等地质灾害,对生命财产安全产生威胁。1.2外部自然因素影响边坡稳定性的外部自然因素主要包括风化、日照、水蚀、降雨冲刷坡面、大地板块运动等,在通常情况下四级以上振幅的地震现象不仅会让山体结构和土壤在相关力的作用下出现分裂现象,还会影
5、响两者作用力;由于边坡的岩土层长时间都是稳定状态,一旦出现地震活动,就会在短时间内导致岩石和土壤相互作用力发生剧烈波动,打破自然环境的平衡状态,出现山体滑坡以及地表塌的可能性就会越来越大。1.3人为因素在一般情况下,人类工程活动强度越大,过度开挖山坡,在施工过程中对边坡稳定性的影响越严重,最后产生滑坡/崩塌等地质灾害。例如:人们对矿产资源进行露天开发,在施工过程中,就会使用大量的大型机械设备、爆破工程等,导致原有边坡的稳定性遭受破坏。2.边坡治理原则2.1以人为本,确保安全处理边坡稳定性问题,设定处理方案时,工程人员一定要对多种影响因素进行综合考虑,并将技术标准作为主要的参考规范,坚持以人为本
6、,对建设工程的安全性进行保护,才不会出现新的环境地质问题。在边坡治理的过程中,一定要符合城市及乡镇的发展趋势,设计方案应综合考虑施工项目的可行性及便利性,对治理后的边坡稳定性及周边环境的绿化等都有充分的保证。除此之外,在施工过程中一定要做好安全防护,保证施工人员以及施工机械的安全 5。【作者简介马健(19 8 9 一),男,硕士,工程师,主要从事岩土工程勘察、基坑支护设计、地质灾害勘查设计与地质灾害危险性评估等方面工作。西部资源053WESTERNRESOURCES西部资源水文地质、环境地质、工程地质2023年第3 期2.2综合治理,防治结合边坡的稳定性会受到较多因素的影响。部分边坡的斜坡情况
7、相对较为明显,在开展地质灾害防治工作时,工程人员需要采取多元化的治理手段,强化治理模式的综合性。此外,一定要充分运用抗滑桩工程、锚固工程、截、排水工程、绿化工程以及挡土墙等治理手段,要针对边坡的特点,从实际出发,因地制宜,防治结合。要明确重点,并充分考虑当地的场地条件、材料来源、施工手段、施工技术等条件,合理选择治理措施。2.3确保经济合理在制定边坡工程治理方案的过程中,一定要充分考虑边坡地质条件、周边环境、施工技术手段等因素,采取因地制宜的措施,制定多种方案,实施综合治理;并根据治理方案的技术性和经济性对比分析,确定最终的方案。只有这样,才能对治理工程的可行性、经济性以及安全性进行有效的保证
8、。如果在这个过程中,安全性和经济性出现矛盾,那么应贯彻安全为主的原则,全力维护工程的安全价值。3.边坡主要治理措施3.1制定边坡支护方案在地质灾害治理过程中最重要的任务就是提高边坡稳定性,防止潜在的滑坡、崩塌等问题出现,因此,技术人员要制定科学的防治措施。在进行正式施工之前,要做好现场实地勘察工作,充分了解边坡的整体稳定性、工程地质条件、周边环境及威胁对象等,制定安全、经济、合理的施工方案,通过采用挡土墙、抗滑桩、格构梁+锚杆(索)岩石喷锚、主动防护网等支护设施,对边坡加固。3.2治理措施现阶段比较常用的边坡治理方案有重力式或扶壁式挡土墙、抗滑桩、格构梁、预应力锚杆(索)、岩石锚喷、坡面土骨架
9、、主动防护网等,其适用条件、技术可靠性、工程造价等方面各不相同。现分述如下:(1)格构梁+锚杆(索)+截、排水支护方案对于土质边坡,坡体岩土层主要为坡残积的粉质黏土或砂质黏性土,基岩上覆盖层厚度大于5m,坡高8 2 5m,坡面植被较不发育的情况下适合采用格构梁+锚杆(索)支护方案进行边坡加固,格构梁尺寸一般3 0 0 mm,嵌人土层150mm,外露2 50 mm,格构梁间采用喷播植草进行绿化,对整个边坡的环境美化起到效果。一般山坡汇水面积较大,雨水及地下水对边坡稳定性影响较大,因此对于边坡治理工程来说截、排水工程尤为重要,在坡顶设置U型截水沟,坡面纵向设置跌水槽,平台及坡脚设置排水沟并连接附近
10、的市政排水系统或河流,将边坡的地表水及地下水排走,保证边坡的安全。格构梁及锚杆(索)的施工工艺成熟,技术可靠,治理效果好,但工期较长,工程造价高,是边坡治理的常用手段(图1、图2 为格构梁+锚杆 索 支护方案的现场施工照片)。图1格构梁+锚杆(索)支护方案图2 格构梁+排水沟支护方案(2)抗滑桩+锚索+挡土墙支护方案对于长条形、中大型的滑坡来说,滑坡体长度一般大于50 m,滑动带埋深一般大于10 m,对于这种滑坡一般采用抗滑桩+锚索+挡土墙的支护方案,在坡面上分段布置抗滑桩,矩形截面尺寸一般2 m,间距4 8 m,抗滑桩嵌人滑床5m以上,并在桩顶设置预应力锚索,锚索穿过滑动面入岩3 5m,坡脚
11、设置桩板式挡土墙;抗滑桩+锚索+挡土墙的支护方案能够有效增加滑坡的抗滑力,保证边坡整体的稳定。抗滑桩适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑治理的主要措施,治理效果好,但施工难度较高,且工程造价明显高于普通的支护手段图3、图4 为抗滑桩+锚索+挡土墙支护方案的现场施工照片)。图3 抗滑桩+锚索支护方案054西部资源WESTERNRESOURCES西部资源WESTERNRESOURCES图4 抗滑桩+面板挡墙支护方案3)坡面土骨架+绿化支护方案对于路堑边坡,一般坡高5 10 m,坡度约3 5度,这种边坡适用土骨架+坡面绿化的支护方案,坡面采用“井”字形或拱形土骨架能有效分流排走地表水,并加固坡面岩土
12、体,土骨架间植草绿化也能起到美化环境作用,总体来说施工工艺成熟,施工难度小,治理效果较好,工程造价较低,但对于整体边坡稳定的加固效果较弱(图5、图6 为土骨架+绿化支护方案的现场施工照片)。图5拱形及菱形土骨架支护方案图6 人字形土骨架+绿化支护方案(4)主、被动防护网支护方案对于岩质边坡,坡高10 3 0 m,坡度一般大于50,坡体主要为中、微风化岩出露,岩层节理裂隙发育,主要为掉块、崩塌等现象,对于这种岩质边坡,削坡较困难,不适合格构梁施工,一般采用坡面挂SNS主动防护网,防止岩体开裂及掉块,坡脚设置被动防护网,拦截较大型的滚落岩块。主、被动防护网支护方案施工工艺成熟,工期短,工程造价一般
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