浅析岩土边坡安全问题及处理措施

1、 浅析岩土边坡安全问题及处理措施 摘 要 ：我国的岩土工程发展迅速，交通、水利、矿山等相关部门都会涉及很多边坡问题，特别是山区的边坡，由于各种地质环境的影响，处于山区地段的边坡稳定性直接影响着山区老百姓的人身安全，滑坡灾害严重危及到国家基础建设，所以对岩土工程边坡的稳定性研究十分必要。在对边坡进行稳定性分析和讨论的基础上，介绍了边坡的破坏形式和影响因素，概述了边坡的稳定性分析方法，并通过实例阐述了边坡稳定性分析方法的具体应用，最后对边坡稳定性的设计方法进行了探讨。关键词 ：边坡；岩土；不确定性；分析；措施Analysis on safety problems and treatment mea

2、sures of rock slope Abstract: The geotechnical engineering of our country is developing rapidly. The related departments such as traffic, water conservancy, mine and so on will involve a lot of slope problems, especially the slope of mountainous area. Because of the influence of various geological e

3、nvironment, the stability of slope in mountainous area directly influences With the safety of the people in the mountainous area and the landslide disaster seriously endangering the national infrastructure, it is necessary to study the stability of geotechnical slope. Based on the analysis and discu

4、ssion of the stability of the slope, the failure forms and influencing factors of the slope are introduced, and the stability analysis method of the slope is summarized. The concrete application of the slope stability analysis method is illustrated by an example, Finally, the design method of slope

5、stability is discussed.Key words: slope; rock and soil; uncertainty; analysis; measure前 言 随着我国经济建设步伐的加大，我国迎来了大规模基础设施建设的高潮，这必然会产生大量的边坡、高填土，这种高边坡、高填土会引起复杂的严重的岩土工程问题，给建设工程的安全带来危害和隐患，给后期治理甚至反复治理带来重大的经济损失。但如对之认识清晰、高度重视，由高边坡、高填土引发的岩土工程问题，将得到有效解决，可以杜绝安全隐患，可以节约工程开支。在小区建设中，在不同的工程阶段，会遇到不同的岩土工程问题，所有这些问题，都应找到合适

6、的有效的解决方案。1 边坡稳定性影响因素原因分析 深入理解破坏机理才能准确有效的理解工程中常用的边坡处理方法。岩土体变形破坏机理可分为岩质边坡和土质斜坡。岩质边坡破坏类型可分为：1、滑移压致拉裂，即在平缓层体坡中河谷下切或边坡开挖引起的坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生的蠕变滑移。2、滑移拉裂，在中缓外层状坡或顺坡向结构面较发育的块状斜坡中，斜坡岩体沿下扶软弱面向坡前滑移动。3、滑移弯曲，由于前缘滑移面未临空，使下滑受阻，以致坡脚附近顺层梁承受压应力，使之弯曲变形。此外还会有，弯曲-拉裂和拉裂剪出的情况。而岩土体变形特点可以归为张裂变形、滑移变形、蠕动变形等。从岩土体最终破坏方式上讲，不外乎崩

7、和滑。高度饱和土坡有事会出现石流破坏。 边坡在形成的过程中，其内部原有的应力状态发生了变化，引起了应力集中和应力重分布等。为适应这种应力状态的变化，边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏，这是推动边坡演变的内在原因；各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化，这些条件是推动边坡演变的外部因素。1.1 岩土层的地质构造地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。 勘察区内的边坡浅部主要由

8、可塑状硬塑状坡、残积土及全风化、强风化混合岩等构成，这些岩土层的力学性能一般，抗剪强度不高，对边坡的稳定性不利，是边坡失稳的主要内在因素。1.2 岩土体的水理性能 坡体构成为坡残积土以及全、强风化岩，均具有遇水易软化、崩解的特点，其水理性能较差，因此在旱季期间，边坡的稳定性通常较好，而雨季期，坡体长时间受水浸润将导致重度增大、抗剪强度等力学性质明显降低，从而导致边坡稳定性减弱。水理性质较差是本区边坡失稳的重要因素。1.3 气象因素极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。

9、连续暴雨是边坡失稳的主要外部因素。1.4 水文地质条件 边坡处于丘陵区中，开挖后坡脚较为开阔，为岩土体内地下水形成流动条件，地下水动态变化，主要表现为旱季地下水位埋深较大，潜水面较平缓且接近坡脚，水力坡度较小。雨季潜水面则明显抬升，坡体饱和区范围增大，水力坡度也增大。这一条件使得边坡岩土体受到水作用下不断膨胀收缩，从而较大程度上减弱了岩土体的力学性质，明显降低了边坡的稳定性。1.5 人类活动 人类因工程切坡而使坡脚减载，从而破坏边坡自然的稳定状态而引起滑坡或崩塌，是边坡失稳的诱发因素。据统计，50%以上的滑坡事件与人类活动有着直接或间接的关系。随着社会经济的发展，自20世纪中期以来，人类活动的

10、力量日益剧增，并表现出逐渐取代自然营力。在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。2 边坡的稳定标准 稳定边坡：边坡的形状以及倾斜度都适合岩土的强度，没有临近的空洞结构，坡体没有地下水，无论从全局还是从部分来看，稳定性都相对合理，稳定系数要比工程安全等级系数更高。 基本稳定边坡：这一稳定等级下，在基本达到上述稳定边坡的标准后，在

11、一些坡体中有冲沟或者碎石陨落的现象。 欠稳定边坡：从大的方向看，处于稳定状态，然而一些部分地区比较陡峭，要比岩土稳定角更加陡峭，由于受到不利因素影响，岩质不具备很高的强度，有临空结构，部分地区有坍塌现象。 不稳定边坡：边坡的形状或者倾斜度没有达到标准的强度要求，有时在一些旧的滑坡上挖土，堆载中导致坡体复活，出现明显的临空结构，岩体有严重的损坏现象，在挖土过程中从整体上看已经失去了平衡，而且稳定系数小于1.00。3 边坡治理中的防护技术及措施病害边坡治理方法，按所起作用可分为两种：一种是边坡整体稳定，仅对表部或局部出现的变形破坏采取的防护措施；另一种是边坡整体不稳定，为消除或减少不稳定因素，增强

12、边坡稳定而采取的整治工程措施。3.1改变边坡的几何形态 对于滑动变形边坡，破坏的基本原因是力学平衡条件被破坏，滑动力大于抗滑力。因此，增加抗滑力，减少滑动力，使二力平衡是防止破坏的关键。这种方法主要是通过削坡、减重、反压、设置抗滑挡墙和抗滑桩等措施，消减推动滑坡产生区的物质和增加阻止滑坡产生区的物质，即通常所谓的砍头压脚，或减缓边坡的总坡度，即通称的“削方减载”。此种方法技术上简单易行且加固效果好，特别适用于滑面深埋的滑坡。（1）抗滑桩技术 边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩

13、与一般桩基类似，但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件；但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外，桩径较小时人工作业面困难。（2）注浆加固技术 注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术

14、的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽略其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。3.2 消除和减轻水的破坏 病害边坡的发生发展常与水的作用密切相关，有时水是导致破坏的主要因素。因此在治理病害边坡时，应采取措施消除或减轻水对边坡的危害，起到减少渗透水压力，减轻水对岩土体的软化和溶蚀分解，消除或减小水的冲刷等作用。常用排水工程措施包括将地表水引出滑动区外的地表排水和降低地下水位的地下排水。地表排水工程的设计要求：填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝，往往是滑坡的先兆，也是导致严重滑坡的

15、主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层，使土的抗剪强度降低，造成坡体滑动。因此，对坑洼和裂缝应仔细查找，认真夯填。合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置，应尽量顺直，并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时，应将凹地填平或与外侧挡土墙相连，内侧与水沟联结，避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底，导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点，充分利用自然沟谷，在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等，形成树杈状、网状排水系统，以迅速引走坡面雨水。3.3 支挡构筑物 采用支挡结构物如挡墙、被动桩、沉井或斜坡内部加强措施如锚固、土锚钉、加筋土等来

16、防止或控制斜坡岩土体的运动。恰当的设计这类措施可用于稳定大多数体积不大的滑坡或没有足够空间而不能用改变斜坡几何形态治理的滑坡。重力式挡墙是使用最广的支挡结构物。（1）锚固技术 岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重，节约了工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的社会效益和经济效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用，例如以下几种情况：锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩；锚杆可以是预应力或非预应力锚杆，预应力锚杆材料

17、多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上，锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡，以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的，类岩石边坡或土质边坡支护，一般采用自上而下的逆作法施工。锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。（2）加筋土和加筋挡土墙技术

18、加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比，加筋边坡和加筋挡土墙的特点有：结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点，目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。3.4 改善滑动带土石性质 对于软基和由软土构成的边坡，可以采用物理或化学的处理方法，改变土体性质，

19、以提高边坡的稳定性。一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。由于滑坡成因复杂、影响因素多，因此常常需要上述几种方法同时使用、综合治理，方能达到目的。 （1）注浆及注浆加筋法静压注浆法 一般用于排水条件好且阻滑段坡面较平缓的滑体破碎、节理裂隙发育的崩塌堆积体及岩质滑坡，改善深层滑面力学性质，防止在诱发因素作用下产生滑移及处理滑体裂缝。静压注浆前，宜先作堆石固脚压坡，并核算滑坡处于稳定状态后，再施灌。（2）旋喷注浆法若干连续壁状固结体，既改善滑带及滑面力学强度，又可减少对滑坡排水通道影响，保持排水畅通。深层搅拦注浆加筋法：用于处治淤泥、淤泥质土及饱和黏性土的滑体、滑带。 （3）群桩

20、法采用碎石桩、石灰桩等柔性桩或微型桩等小截面群桩处理滑坡，适用于治理滑带土较深 厚或滑面和滑移方向不确定的中小型滑坡。4.4、碎石桩法：采用干振或沉管方法形成碎石桩，在砂性土中可挤密加固，适用于治理滑带为土厚层淤泥质土、粉细砂的土质滑坡。（4）焙烧法以一定的压力向预先设置在土层中的钻孔内压入灼热的气体或向孔中注入可燃液体或 气体进行燃烧，使土体脱水、孔壁附近土体烧结固化，从而提高滑带土力学强度。适于治理 滑带土在地下水位以上的非饱和黏性土、湿陷性黄土、加固深度810米以内的滑坡。（5）离子交换法在滑坡治理工程中，采用石灰、正确酸钙、磷酸铵、氧化铝、氧化钙及其他三价金属阳 离子溶液，利用金属阳离

21、子在饱和黏性土中具有扩散效应，在土结构中的迁移速度大于水的 渗透性能，将期灌入饱和黏性土滑带中，交换出土中的阳离子，可使饱和黏性土的抗剪强度提高 12倍。适用于治理滑移阶段的小型滑坡。 （6）爆破弱层法爆破弱层法（麻面爆破）用爆破弱层稳定边坡是以提高滑面内摩擦角为出发点，即用适当的爆破方法河药量，使滑面经松动爆破而破碎，借助于破碎的岩石内摩擦角大的原理来稳定边坡。3.5 生物防护技术 利用生物技术、生物工程技术，将边坡的岩土结构进行有效改良，便保持水土的稳定环境的构成，这样就可以从生态层面上确保边坡不受到破坏，能更好地治理边坡环境，给整个岩土工程的开展提供了极大的方便。（1）种草防护 主要在边坡比较稳定的环境中进行种草防护，要求边坡的高度不要超过六米，并要求土质较为良好。（2）铺草皮防护 用平铺、垂直叠铺、斜交叠铺的方式，将天然的草皮铺设到陡峭、水流快的边坡之上，可以使坡面避免出现大面积风化的现象，并可以保持水土，使坡面环境更佳。（3）种树防护 在缓坡上种树，可有使边坡更加稳固、防止边坡被水流严重侵袭。3.5 施工过程前后防护措施注意事项 （1）对边坡支护进行设计之前，要对现场的自然环境等因素进行勘探与核查，要深入勘察这些地方的地理自然方位状况，例如: