边坡概述以及常见处理方法

关于边坡问题报告1. 边坡的种类边坡的分类，按其形成有自然边坡和人工边坡；按其介质又可分为土质边坡、岩质边坡和土岩组合边坡；按其稳定状态分为稳定边坡、不稳定边坡和潜在不稳定边坡等。

边坡类型细分起来十分复杂,如土质边坡中有软土、硬土、黄土、膨胀土、填土等以及不同类土质组合形成的边坡;岩质边坡又大致可分为软岩、硬岩、软硬岩组合、顺向、反向、切向、完整岩、破碎岩、节理岩、风化岩边坡等，以及不同类岩体组合而成的复杂边坡。

而边坡支护主要针对不稳定边坡，以及那些潜在不稳定或者稳定系数不能满足要求的边坡。

2. 边坡稳定性分析的方法边坡加固主要用于增大边坡抗滑力和提高其稳定性。

边坡的稳定性的分析方法：定性分析方法和定量分析方法。

2.1定性分析方法主要通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素，可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析，对已变形地质体的成因及其演化史进行分析，从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性的说明和解释。

2.2定量分析方法归结起来分为两类：即确定性方法和不确定性方法。

确定性方法包括极限平衡法、数值方法、块体理论法、赤平极射投影法等；不确定性方法包括可靠性方法、模糊数学法、灰色预测系统法、分形几何法、人工智能法等。

图1 边坡稳定分析方法框图3. 加固结构选择需要考虑的因素目前，边坡加固的主要方法有：削坡卸载、压坡脚、坡面防护、抗滑桩、锚杆（索）、排水、挡墙和综合加固法等。

究竟选择什么样的加固结构，要针对实际情况进行多方论证，同时要尽量做到安全、经济、合理、可行。

边坡加固结构选择需要考虑的因素： 地质条件，地形地貌、地质构造、工程地质、水文地质和地表水和不良地质作用。

其中水是边坡失稳的重要因素之一，在边坡变形失稳中起着“推波助澜”的作用，雨季期间，地下水活动在相对隔水层的顶板一带十分活跃，因此，通常加固结构必须和排水措施一并考虑。

考虑到水对边坡稳定性的影响一般采取在边坡坡顶后缘处设置截水沟，拦截区外客水，不使其汇入区内，然后在边坡两端,坡顶标高较低处设置坡面竖向排水沟和急流槽,将坡顶截水沟内积水排入公路边沟。

同时,在坡面设置排水孔,将其伸入裂隙或岩体内适当深度,引出坡体内水,以降低水对边坡稳定性的影响。

②边坡性质与变形失稳机理，如是自然边坡还是人工边坡，是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡，坡高与坡比、边坡的使用年限、边坡的重要性与安全等级、边坡上方的附加荷载、是否有震动因素等。

③环境保护，如削坡卸载也是稳定边坡的一种行之有效的方法，但是削坡面积过大过厚，会对生态环境造成破坏，选择合适的加固结构，可以保护生态植物被减少对地质环境的扰动破坏。

下面针对当前介绍边坡加固的一些典型方法及其应用1.喷锚网技术喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减少岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。

主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。

根据边坡现状，将需要加固防护的边坡分喷锚挂网防护和素喷混凝土防护；对边坡较高、坡面松散破碎严重，且破碎岩层较厚的地方采用喷锚网防护；而对那些边坡较低，只有少量裂缝，破碎不严重的地方则采用素喷混凝土防护。

关于喷锚网的所用材料及之后的施工工艺和技术措施，现场质量管理与检测等详见徐行军的浅谈喷锚网技术在高陡边坡防护中的应用和董爱民的矿区山体护坡锚网喷加固技术实践的期刊中的论述。

2.抗滑桩抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物,它是一个混凝土柱体，穿过滑体在滑床的一定深度处锚固,以抵抗滑坡推力的作用。

抗滑桩可以和其他边坡治理措施灵活的配合作用，在工程实际中已经得到了广泛应用。

抗滑桩可简单分为一般抗滑桩和预应力抗滑桩。

预应力抗滑桩的设计是为了达到增加抗滑能力的目的而利用预应力柱重点加固滑动面分布段。

其中杨志法等人在可用于川藏公路高陡边坡的两种加固新技术中阐述了关于预应力抗滑桩的技术原理以及实施方案，还有杨志法等人也在四项边坡加固新技术中说明了预应力抗滑桩的技术原理。

抗滑桩的主要工作原理是凭借桩与周围岩(土)体的共同作用,将滑坡体的推力传递到滑动面以下的稳定地层,利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡体的推力。

抗滑桩承受的外力,主要是桩后土体的滑坡推力,其次是桩前土体抗力。

3.锚杆锚固是一种把受拉杆件(钢绞线或其他杆件)埋入边坡剪切面以下, 以增加剪切面上的摩阻效应,同时直接产生抵抗边坡移动的作用力, 是提高边坡稳定性的技术。

它主要由锚头、杆件和锚固体三部分组成: 锚头位于锚杆的外露端, 通过它最终实现对锚杆施加预应力, 并将锚固力传给结构物; 杆体连接锚头和锚固体, 通常利用其弹性变形的特性,在锚固过程中对锚杆施加预应力; 锚固体位于锚杆的根部, 把拉力从杆体传给地层。

采用预应力锚索(杆)加固边坡, 可使滑动岩体自重作用力均匀分布在边坡上, 边坡坡面经预应力锚索(杆)与土层深部连成一体, 最终形成可保持永久的边坡抗滑体。

从李洪军的锚杆加固在高边坡防护中的应用一期刊中可以推出锚杆主要适用于硬岩和软岩边坡。

其中硬岩中主要用到锚杆加固为主，且岩石的倾角较小，在8~30范围；软岩主要用到锚杆框架加固为主，并且结合其他加固措施共同作用，岩石倾角一般情况下为8~25。

在姚伟英的某软岩高边坡的滑塌治理与支护设计中也是用到了锚杆加固，其中锚杆的倾角工程常采用10~35.锚杆加固边坡存在最优锚固角，锚杆布设在坡面中下部位置时安全系数最大，锚杆递增、递减或相间排列对边坡安全系数有较大影响。

4.预应力锚索预应力锚固技术是通过张拉, 将高强度钢材、钢丝、钢绞线变成长期处于高应力状态下的受拉结构, 从而增强被加固岩体的强度, 改善岩体的应力状态, 提高岩体的稳定性。

预应力锚索框架加固防护,是把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固的岩体上,通过施加预应力,使锚固范围内的软弱岩体挤压紧密,提高岩层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。

通过对部分坡体施加预应力锚索把坡体锚固于潜在滑移面下稳定的中微风化变质岩中,保持坡面状态深入坡体内部进行大范围加固。

预应力锚索加固方式的应用详情参考了武军的边坡稳定分析及加固方法研究中的详细介绍的一种适用于岩质边坡的加固方法。

5.土钉支护土钉支护技术是先以一定倾角成孔, 然后将钢筋置入孔内, 在孔内注浆形成土钉体, 随后在坡面披挂钢筋网, 并与土钉连接, 最后在坡面上喷射混凝土。

由原位上体、设置在土体中的土钉与坡面上的钢筋混凝土三部分组成的土钉加固体称为土钉墙。

土钉支护法, 以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用边坡壁土体固有力学强度, 变土体荷载为支护结构体系一部分。

喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向上层表面, 在喷层与土层间产生“嵌固效应”, 并随开挖逐步形成全封闭支护系统: 喷层与嵌固层同具有保护和固表层土, 使之避免风化和雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落, 以及隔水防渗诸作用。

6.注浆法注浆又称灌浆, 就是用液压、气压或电化学方法, 把某些能很好与岩土固结的浆液注入到岩土体孔隙及裂隙中, 使岩土体成为强度高、抗渗性好及稳定性高的新结构体, 从而达到改善岩土体的物理力学性质的目的。

注浆法通常分充填注浆、渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆及高压注浆。

7.纤维束导渗排水孔普通排水孔技术通常是由带有多个小孔的硬塑料管和防止泥砂直接进入管内且包在塑料管外部的土工布等组成。

这种方法在经过一段时间后常被水携带的泥砂堵塞，甚至空口长草，进而不再起到排水作用。

针对上述原因设计出来纤维束导渗排水孔技术，利用钻孔内定向排列纤维束的导渗功能来实现排水是本项技术的基本原理。

如果采用这项技术，即使发生泥砂堵塞的现象，坡体内的地下水仍可通过排水孔内布设的纤维束不断地从纤维与泥砂之间的界面渗出，从而达到长期有效排水的设计目的。

另外，在花管外侧包有土工布的目的是为了达到防堵塞的双保险的目的。

主要用于排水措施中出现的普通排水孔堵塞的问题。

据研究，由于所利用的纤维束通常十分便宜，上述新型排水孔的造价与普通排水孔的造价接近。

8.土工格室土工格室是由强化的HDPE片材料经高强力焊接而形成的一种三维状格室，具有较高的整体强度、材质轻、耐磨损、化学性能稳定，耐光氧化老化、耐酸碱。

其展开后的格室内可以填充种植土并撒播草籽,能使边坡充分绿化,带孔的格室还能增加坡面的排水性能,其结构如下图所示。

图2 土工格室结构示意图土工格室利用网格体系与土体产生的摩擦力和对土体的侧限约束力,在边坡表面形成一个轻型网状结构体,避免了边坡表面与冲蚀介质(雨水、风沙等)直接接触,降低土壤流失率,同时可减少地表径流量和降低流速,从而达到减轻水流对坡面的冲蚀、防止坡面表层土体溜坍、对土体补强加固的目的。

土工格室适宜的边坡坡比为1:1.3一1:1.5,在特殊坡段可以配合碎石(喷锚)灌注混凝土加固边坡坡比可达1:1或1:0.75。

但是对于陡于1:1的土质和石质边坡的防护,还有待进一步试验研究。

9.护面墙护面墙用于风化严重或易风化的软质岩、较破碎的挖方段和坡面易受侵蚀或有小型坍塌的土质边坡,这种防护方式可有效的提高边坡的稳定性,可降低边坡开挖高度,减少边坡挖方数量,节省造价,还有利于路容路貌整齐美观。

护面墙有实体护面墙、窗孔式护面墙、拱式护面墙等。

实体护面墙全部采用浆砌片、块石结构实体护面墙一般用于土质及破碎岩石边坡防护的第一台，某些段落可根据地质情况分设若干个台阶。

窗孔式护面墙和拱式护面墙一般采用混凝土、片石混凝土、浆砌片块石、卵(砾)石等材料做框格骨架,框格内采用植物防护或其它辅助防护措施(捶面或干砌片石),这种防护形式能有效地防止路基边破在坡面水冲刷下形成冲沟。

窗孔式护面墙和拱式护面墙适用于边坡比为1:0.5~1:1.5，一般边坡比为1:0.75~1:1.25效果更佳。

具体施工技术参见吴斌的山区公路边坡防护加固技术中的介绍。

10.浆砌片护坡浆砌片石护坡一般适用于易受水侵蚀的土质边坡,严重剥落的软质岩石边坡,强风化或较破碎岩石边坡,残坡积较厚而松散的边坡。

浆砌片石护坡一般采用等截面,厚度采用30 cm,砂浆强度为M7.5;浆砌片石护坡可根据地质情况一般均为一坡到顶,部分较高地段边坡可设置分台阶,分台高度为8~10 m,每一台顶部设置2 m宽的碎落台,并设有纵横向排水系统。

11.挂网锚喷挂网喷射砼防护用于坡面易风化,节理裂缝发育,坡面为破碎结构的岩石坡面,其主要原理是封闭边坡岩石裂缝、节理,阻止地表水浸入坡体内部,防止岩石继续风化增加边坡的稳定性和保护边坡不发生落石崩坍。