边 坡 治 理

4)物探
物探(又称地球物理勘探)应在工程地质测绘和 钻探的相互配合下进行，可作为一种辅助性勘探手 段。物探方法可根据工程要求、探测对象的地球物 理特性和场地地形地质条件等因素确定。
选择物探方法时，应充分考虑边坡场地的地形 起伏、表土层的均匀性和各向异性、场地附近有无 对物探工作造成干扰的因素(如变电设备、高压电线、 地下金属管道、机械振动)等场地条件的适宜性。
§1.2.2边坡工程地质勘探手段
仅通过工程地质测绘是难于查明边坡 的工程地质条件的，所以在边坡的工程地质 勘察中必须采用地质勘探工作。边坡工程地 质勘探工作的首要任务就是要全面查明边坡 的工程地质条件，包括地质构造、地貌特征 及其成因、滑动面形状特征以及水文地质条 件，其次就是为测定边坡岩土的物理力学性 质、地下水运动规律准备条件。勘探的主要 手段有钻探、探井、探槽和物探等。
§1.2.1边坡勘察中的地质测绘
边坡工程地质测绘的主要任务是在图上如实 反映出边坡的地形、地貌、地物特征以及结构面的 产状和性质等。 边坡地形复杂，起伏高差大。边坡测绘时， 应尽量以导线点作测站。当导线点作测站测绘范围 受到限制时，可根据导线点用视距法或交会法设置 独立地形转点。在地物、地貌复杂处，可连续设置 第二个地形转点。 边坡测绘范围应超出工程处治范围一定距离， 一般为20m。地形图所用比例尺一般不小于1：500。 边坡横断面地形图测绘通常每隔20m一道。当地形复 杂变化较大时，在地形变化特征点处应加测横断面 地形图。横断面地形图所用比例尺通常不小于l： 200。
1.1.1边坡失稳与滑坡
边坡在自然与人为因素作用下的破坏 形式主要表现为滑坡、滑塌、崩塌和剥落。 滑坡(slides)是斜坡部分岩土体在重力作用 下，沿一定的软弱面，缓慢地整体向下移动， 具有蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定三个阶 段，有时也具有高速急剧移动现象。滑塌 (slip—slumps)是因开挖、填筑、堆载引起 斜坡的滑动或塌落，一般较突然，粘性土类 边坡有时也会出现一个变形发展过程。
(3)水文地质条件的影响，包括地下水的埋藏条件、 地下水的流动及动态变化等；
1.1.1边坡失稳与滑坡
(4)地貌因数，如边坡的高度、坡度和形态等； (5)风化作用的影响，主要体现为风化作用将减弱岩 土的强度，改变地下水的动态； (6)气候作用的影响，气候引起岩土风化速度、风化 厚度以及岩石风化后的机械、化学变化，同时引起 地下水(降水)作用的变化； (7)地震作用除了使岩土体增加下滑力外，还常常引 起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低；另外 人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因数同样可能 造成边坡的失稳。
§1.1.4边坡处治技术的发展
目前可供采用的边坡加固措施很多，有削坡减 载技术、排水与截水措施、锚固措施、混凝土抗剪 结构措施、支挡措施、压坡措施以及植物框格护坡、 护面等，在边坡治理工程中强调多措施综合治理的 原则，以加强边坡的稳定性。然而随着工程建设规 模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边 坡的处治技术要求也越来越高。如采矿边坡可达 300～500m，在新西兰已达1000m；举世瞩目的长江 三峡工程，其双线连续五级船闸是世界上规模最大 的船闸，位于山顶劈岭下切的岩槽中，土石方开挖 量达3700万立方米，形成的花岗岩体高边坡高度达 l70多米，且下部为50～60m的直立岩墙，在边坡加 固中仅锚杆用量就达18万多根。可以预见，随着科 学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展， 并逐步走向完善。
边坡治理基础知识
本章重点
（1）边坡失稳与滑坡 的定义
（2）边坡形态与分类 （3）边坡工程的地质勘探
§1.1
概
述
1.1.1边坡失稳与滑坡
边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程 活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最 常见的工程形式。作为全球性三大地质灾害(地震、 洪水、崩塌滑坡泥石流)之一的边坡失稳塌滑严重危 及到国家财产和人们的生命安全。随着我国基础建 设的大力发展，在矿山、水利、交通等部门都涉及 到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识，合理 地设 计、适当的治理，把边坡失稳造成的灾害降低 到最低限度，是岩土工程界的学者和工程设计人员 必须考虑的问题 。
§1.2.3边坡工程地质试验
测绘、勘探只能查明边坡中土石的结构和地下 水位等问题，要定量地测定边坡中土石和地下水各种性 能指标，则必须由室内实验和野外试验工作来完成。野 外试验工作能在天然条件下测定边坡土石的各种性能， 其所得资料比在实验室内用小块土石试样所得资料更符 合实际情况，更能反映岩土体由于裂隙、软弱夹层及层 理等的切割而造成的非均质性及各向异位，但是这类工 作需要较大型设备，费时而且成本高昂，所以一般多在 后期勘察阶段中采用，即主要应在详细勘察阶段进行， 以便为详细设计计算提供指标。初步勘察阶段也要进行 相当数量的这类工作，但所得数据主要是用于初步评价 边坡的稳定性。在补充勘察阶段中，为了补充前一阶段 工作之不足也进行一定量的实验室实验及野外试验工作。
§1.1.3边坡稳定性研究的发展
综上所述，不难发现，目前边坡稳定性 研究已有了相当的水平与规模。边坡作为一 个系统工程，其发展过程可表述为5个阶段， 即借助于古典土力学的稳定性分析阶段、50 年代偏重于稳定性描述与分析的地质历史分 析阶段、60年代考虑时效过程的稳定性分析 阶段、80年代后期以数值模拟、模型试验为 主的半定量分析阶段和90年代以后的现代边 坡工程学阶段。
§1.1.2边坡形态与分类
除了上述分类方法外，边坡还可以 根据支护结构形式进行分类。在实际工程中， 由于设计或施工不当，或因地质条件的特殊 复杂性难以预计，边坡中一部分坡体相对于 另一部份坡体产生相对位移以至丧失原有稳 定性，从而形成滑坡，其滑动形式可用图l.4 表示。
§1.1.2边坡形态与分类
§1.2边坡工程的地质勘探
边坡工程的地质勘察主要目的是查明边 坡的工程地质条件、确定边坡的类型和破坏 模式、为边坡稳定性分析和设计计算提供必 备的参数，同时给出不稳定边坡的整治建议 措施。其具体内容包括地形地貌特征、地层 结构特征、地质构造、地下水、地震、边坡 岩土体的物理力学参数、边坡的稳定性现状 及边坡邻近的建筑物情况。
边坡的安全等级的划分是根据边坡破坏后造成 的损失的严重性、边坡的类型及坡高等因素确定 的，它是边坡工程设计和施工中根据不同的地质 环境条件及工程具体情况加以区别对待的重要标 准。根据《建筑边坡支护技术规范》，边坡的安 全等级划分为三级，如表1.1所示。
§1.1.3边坡稳定性研究的发展
边坡研究的基础理论是建立在土力学和岩石 力学之上的，所以土力学和岩石力学的成就与发展 决定了对边坡研究的完善程度。二次世界大战前后， 边坡问题的研究尚属土力学的研究范畴，边坡稳定 性分析方法主要借鉴土力学的研究成果，例如l916 年由Prantle提出，Felle－nius和Taylor(1922)发 展的圆弧滑动法、1955年的Bishop条分法、l954年 的Janbu条分法和20世纪70年代的王复来分析方法等 形成极限平衡理论，是建立在刚塑性体模型基础上 的破坏理论，是古典土力学解决土质边坡稳定性的 核心。而现代土力学致力于土体真实破坏过程的理 论研究，它的建立可能要运用到损伤力学、细观力 学和分形理论等现代力学分支，最后要完成对边坡 破坏过程的数学模拟。
§1.1.3边坡稳定性研究的发展
进入20世纪90年代，边坡问题的研究 将传统的边坡工程地质学、现代岩土力学和 现代数学力学相结合，形成了所谓的现代边 坡工程学；各种现代科学的新技术，如系统 工程论、数量理论、信息理论、模糊数学、 灰色理论、现代概率统计理论、耗散论、协 同学、突变理论、混池理论、分形理论等不 断用于边坡问题研究中，从而给边坡的稳定 性研究提供了新理论、新方法。
§1.4边坡处治技术的发展
边坡治理是一项技术复杂、施工困难 的灾害防治工程。近年来，随着高速公路建设 事业的迅速发展，以及大型重点工程项目的日 益增多，边坡治理总是越来越突出。 在20世纪90年代，压力注浆加固手段 及框架锚固结构越来越多地用于边坡处治，尤 其是用于高边坡的处治防护工程中。它是一种 边坡的深层加固处治技术，能解决边坡的深层 加固及稳定性问题，达到根治边坡的目的，因 而是一种极具广泛应用前景的高边坡处治技术。
§1.1.2边坡形态与分类
(4)按照边坡的高度分类，边坡高度大于l5m称为高 边坡，小于l5m称为一般边坡。 (5)根据边坡的断面形式可分为直立式边坡、倾斜式 边坡和台阶形边坡，如图l.1所示。根据这三种 形式可构成复合形式的边坡，如图l.2所示。边 坡横断面外形和各部位名称如图1.3所示。
(6)根据使用年限分为临时性边坡和永久性边坡。临 时性边坡是指工作年限不超过两年的边坡；永久 性边坡是指工作年限超过两年的边坡。
牵引式滑坡主要是由于边坡开挖卸载，坡体内 部应力释放，原有平衡状态被打破，在坡顶后缘 一定位置处产生拉裂缝，随着边坡开挖深度的增 加，裂缝逐渐向后发展，滑动面位置相应由浅部 向深部发展。推移式滑坡主要是由于整个路堤(或 堤坝、土堤等)向下滑动，推动坡体变形或破坏， 坡顶出现明显的下沉，并出现拉裂缝，形成台阶； 坡脚附近的地面有较大的侧向位移并向上隆起。 而整体式滑坡则是由于坡体开挖或填筑，破坏了 整个古滑坡体的平衡状态，致使整个古滑坡体复 活，在整个坡面上均出现大小不同的拉裂缝，坡 脚产生明显的向上隆起。
1.1.1边坡失稳与滑坡
崩塌(fall—slumps)是整个岩土体块脱离母 体，突然从较陡的斜坡上崩落、翻转、跳跃、堆落 在坡脚，规模巨大的称为山崩，规模较小的称为塌 方。剥落(falls)是斜坡岩土长期遭受风化、侵蚀， 在冲刷和重力作用下，岩(土)屑(块)不断沿斜坡滚 落堆积在坡脚。 边坡失稳破坏产生的滑坡、滑动、沉陷、泥 石流、岩崩，这些在表面上看似斜坡岩土体运动的 不同表现形式，但随时都有可能带来严重的破坏， 甚至是灾难。
1)钻探 通过钻探，可揭示边坡各地层的厚度、位置、产 状。根据钻孔取芯试样的分析，可进一步确定出各 地层的物质成分、物理力学性质。为鉴别和划分地 层，钻孔直径不宜过小，须满足试验对取样尺寸的 要求。 2)探井 探井比钻探更直观、更能准确地揭示边坡各地层 的厚度、位置、产状、结构组成情况。探井的深度 受施工难易程度的限制，不及钻探所能达到的深度， 成本也比钻探高得多。 3)探槽 在边坡顶部滑动面边缘附近下部剪出口附近，滑 动面位置较浅，可利用槽探手段揭示滑动面在边缘 或剪出口部位处的形态特征及相应地层的情况。