浅谈边坡稳定性及常用的处理方法

坡工程结课论文——浅谈边坡稳定性及常用的处理方法摘要：目前，边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务，对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。

论文首先从岩土体变形破坏的机理出发准确分析边坡破坏类型，再者简要分析了影响边坡失稳的因素，并介绍了边坡工程稳定性分析的一些常用方法。

关键词：边坡岩土体变形机理稳定性分析边坡处理措施前言：我国是一个多地质灾害的国家，在众多的地质灾害中，边坡失稳灾害以其分布广危害大，而对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。

因此，研究边坡变形破坏的过程，分析其失稳的主要影响因素，对正确评价边坡的稳定性、采取相应有效的边坡加固治理措施具有重要的现实意义。

1、岩土体变形破坏机理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：1.1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。

1.2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。

1.3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，不外乎崩和滑。

高度饱和土坡有事会出现石流破坏。

2、边坡稳定性的影响因素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。

2.1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。

2.2气候因素：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。

2.3地下水：处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。

2.4边坡形态：边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。

一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。

2.5人类活动：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。

3、边坡处置的方法及其特点在建设的过程中建设者们积累和总结了许多方法和经验，为各类边坡的防治的施工提供了因地适宜的方法。

边坡治理的工程措施很多，归纳起来分为四类：一是消除或减轻水的危害；二是改变边坡体外形；三是设置抗滑建筑物；四是改善边坡滑动带土石性质。

3.1消除或减轻水的危害1.1排除地表水排除地表水是整治边坡不可缺少的辅助措施，而且应是首先采取并长期运用的措施。

其目的在于拦截、旁引边坡外的地表水，避免地表水流入滑坡区；或将边坡范围内的雨水及泉水尽快排除，阻止雨水、泉水进入滑坡体内。

主要工程措施有：边坡体外截水沟；边坡体上地表水排水沟；引泉工程；做好边坡区的绿化工作等。

1.2排除地下水对于地下水，可疏而不可堵。

其主要工程措施有：截水盲沟—用于拦截和旁引滑坡外围的地下水；支撑盲沟—兼具排水和支撑作用；仰斜孔群—用近于水平的钻孔把地下水引出；此外还有盲洞、渗管、渗井、垂直钻孔等排除滑体内地下水的工程措施。

3.2改变坡体几何形态这种措施主要是消减推动滑坡产生区的物质（即减重）和增加阻止滑坡产生区的物质（即反压），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。

这种方法是经济有效的防治边坡的措施，技术上简单易行且对边坡体滑坡防治效果好，所以获得了广泛地应用并积累了丰富的经验。

特别是对厚度大、主滑段和牵引段滑面较陡的滑坡体，其治理效果更加明显。

对其合理应用则需先准确判定主滑、牵引和抗滑段的位置。

3.3设置抗滑建筑物3.3.1抗滑挡墙在滑坡底脚修建挡墙也是常用的一种方法。

挡墙可用砌石、混凝土以及钢筋混凝土结构。

临时性加固时，也可采用木笼挡墙。

修建挡墙不但能适当提高滑坡的整体安全性，更可有效防止坡脚的局部崩坍，以免不断恶化边坡条件。

但对于大型滑坡，挡墙由于受到工程量及高度的限制，滑坡体的安全系数往往提高不大。

如果在边坡表面修建一些拱形或网形建筑物，或对边坡加以表面砌护，则它们虽不能防止深层滑动，提高滑坡体的整体稳定性，但也能防止表面局部崩落、冲刷，以免进一步恶化滑坡体的工作条件。

3.3.2抗滑桩抗滑桩是一种被实践证明效果较好的传统滑体加固方式。

对一些中、深层滑坡，用抗滑挡墙难以整治的情况下，可以用抗滑桩。

抗滑桩在滑坡体上挖孔设桩，不会因施工破坏其整体稳定。

桩身嵌固在滑动面以下的稳固地层内，借以抗衡滑坡体的下滑力，这是整治滑坡比较有效的措施。

但是由于其多为悬臂梁式设置，不但受力状态不理想，而且为克服较大的弯矩作用，往往设计的断面较大，配筋率较高，造价也非常高。

3.3.3预应力锚杆预应力锚索单独稳定滑坡是在其中、前部打若干排锚索，锚于滑动面以下稳定地层中，加预应力500~3000kN以上，增加对滑动面的垂直压力从而提高摩阻力和水平抗力，变被动受力为主动抗滑。

地面用梁或锚墩作反力装置给滑体施加一个预应力来稳定滑坡，这样能有效地阻止滑坡的移动。

锚索工程不开挖滑体，对滑体扰动小，又能机械施工，比抗滑桩工程节省投资约50%，因此应用前景十分广阔。

3.3.4锚索桩锚索与抗滑桩联合形成锚索桩。

在抗滑桩顶部加2~4束锚索，增加一个拉力，改变普通抗滑桩的悬臂受力状态，接近简支梁，加预应力使桩由被动受力变为主动受力，因而大大降低了传统桩体的截面、配筋率和埋置深度，可节省工程投资40%~50%，有较明显的技术、经济效益。

预应力锚索抗滑桩改变了桩的受力状态，变被动支挡为主动预加，提高了滑坡稳定性。

此方案的优点是可以提供较大的锚固力，锚杆充分发挥其全部作用之前不产生移动，故边坡的变形和可能的张裂是最小的，但要配备大型的张拉设备，目施工工艺复杂，成本高昂。

3.3.5普通砂浆锚杆锚固普通砂浆锚杆锚固利用水泥砂浆将锚杆和孔壁牢牢地粘结在一起。

该方法的优点是结构简单，适应性强，可适用于各种地层，抗震动性能较好，费用仅为预应力锚固的1/3左右。

缺点是强度较低，注浆时易造成空洞，不够密实等缺点。

安装后不能及时提供锚固力（锚固力为杆体强度）。

复合挡土结构复合挡土结构是树根桩技术在边坡工程中的应用，是一种较为新型的抗滑挡土结构，由前后两排树根桩斜锚杆与灌入水泥浆加固后的土体复合构成，用来控制土体的稳定性。

该结构可用来代替传统的挡土墙、抗滑桩等用于滑坡防治，与挡土墙、抗滑桩等抗滑结构相比，具有造价低、施工方便、工期短、对土体扰动小等特点，具有一定的经济和社会效益。

3.3.6土锚钉土锚钉是将金属棒、杆、竹等打入原土体或软岩，或将灌浆置入土或软岩中预先预先钻好的钻孔内，它们和土体共同构成有内聚力的土结构物，以阻止不稳定斜坡的运动或支撑临时挖方边坡。

锚钉属被动单元，打入或置入后不再施加拉张应力。

土锚杆可用以支撑潜在不稳定斜坡或蠕动斜坡，最适用于密实的颗粒土或低塑性指数坚硬粉质粘土。

由于金属棒、杆锈蚀速度的不确定性，土锚钉主要用于临时结构物。

土锚钉系统既有柔韧性又有整体性，故可抗地震荷载。

3.3.7加筋土加筋土是在土体中埋入有抗拉的单元以改善土体的总体强度，稳定天然及堆填斜坡，支挡开挖边坡都可用加筋土挡墙。

它优于传统挡墙之处有：①既有粘聚性又有韧性，故能承受大变形；②可使用的填料范围很广；③易于修建；④抗地震荷载；⑤已有多种面板形式，可以建成赏心悦目的结构；⑥比传统挡墙或桩造价低廉。

3.3.8格构锚固格构锚固是一种新型支挡加固措施，是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预应力混凝土进行坡面防护，并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施，它将整个护坡与柔性支撑有机结合在一起。

这种结构的特点是施工时不必开挖扰动边坡，施工安全快速，与植被恢复结合，还可美化环境，特别是钢筋混凝土格构、预应力混凝土格构与预应力锚索的联合应用，变被动抗滑为主动抗滑，充分发挥滑体的自承能力，是一种非常经济、非常有应用前景的支挡加固措施。

但目前对格构锚固机理研究不够，因此格构锚固的传力机理、适用范围以及设计理论、设计方法值得进一步研究。

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，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。

3.4.1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。

3.4.2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。

3.4.3群桩法采用碎石桩、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。

3.4.4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。

3.4.5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8~10米以内的滑坡。

3.4.6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1~2倍。