山区公路建设中的边坡治理技术

自然边坡在风化剥蚀作用下的变化缓慢， 蠕变
工程质量 ２００６．Ｎｏ．２
工程质量
松动岩体成为时间效应的产物； 而工程边坡形成时 间短暂， 若破坏了其稳定性， 变形和失稳将随即发 生。虽两类边坡变形机理和变形特征相同， 但变形 速率相差悬殊。自然边坡蠕变松动岩体发育深度 大， 是工程边坡变形的敏感部位。施工期随边坡下 挖， 变形由上至下呈推移式逐步发展， 当下挖至敏 感部位时， 边坡变形骤然增加， 变形下大上小， 呈 牵引式特征。加固治理后， 坡脚变形停止， 经较长 时间的磨合和压密， 变形由下而上逐渐停止， 边坡 稳 定 。有 关 模 型 试 验 表 明 ， 在 岩 体 自 重 、开 挖 卸 荷 、 地下水等因素的影响下， 边坡向临空面变形上部大 于下部， 坡面大于深部； 岩层间及反倾向节理出现 相对错位， 坡面夹层压缩； 裂隙水压力增加后变形 加快。山区土体滑坡原因大致归纳为以下几方面：
【 关 键 词 】边 坡 稳 定 治 理
Ｔａｃｋｌｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｓｌｏｐｅ ｅｄｇｅ ｉｎ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ＷＡＮＧ Ｚｈｉ－ ｈｕａ
（ Ｃｈｅｎｚｈｏｕ ｃｉｔｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ）
② 倾 倒 型 ： 反 向 坡 普 遍 存 在 ， 如 图 ２ 所 示 。边 坡 单元体重心偏向坡外， 若软弱夹层分布密集， 与边 坡交角过小时， 边坡可能发生变形。其变形过程与 特征表现为， 近坡面岩体顺向错动， 倾角变缓， 夹 层压缩泥被挤出， 边坡向临空变位下降， 变形量上 大下小， 岩层块体间沿陡倾角节理相对逆向变位或 拉裂。顺坡向软弱层带出现反坎， 变形向坡内及下 部缓慢发展， 近坡面岩层倾覆解体。
（ １ ）从 地 质 构 造 方 面 ， 大 多 数 山 体 为 古 滑 坡 体 ， 由砂岩夹泥岩组成， 透水性较好， 下伏基岩风化严 重， 倾角较大， 堆积体与基岩表面间形成软弱的润 滑面， 在堆积体重力作用下沿软弱面下滑。另外， 结构面的相互组合， 边坡岩体被切割成大小不一、 形状各异的单元块体。若边坡较陡， 在重力和水的 作用下， 块体间出现相对变位造成滑坡。
Ｔ 技术园地 ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｃｏｐｅ
工程质量
山区公路建设 中的边坡治理技术
王志华
（ 郴州市建设工程质量安全监督管理站）
【 摘 要 】本 文 就 边 坡 滑 移 成 因 ， 运 动 规 律 及 防 治 措 施 进 行 了 研 究 ， 就 山 区 公 路 建 设 中 的 边 坡 问 题 作 了 简 要 介 绍 ， 以 期 为 类 似工程提供借鉴。
（ ４ ） 用 土 钉 加 固 边 坡 。土 钉 是 在 原 位 岩 、土 体 中 设置拉筋而使岩土体力学性能得以改善， 从而提高 边 坡 稳 定 性 的 主 动 支 挡 技 术 。土 钉 适 用 于 有 一 定 粘 结 性 的 杂 填 土 、粘 性 土 、粉 性 土 、黄 土 类 土 以 及 较 弱胶结的砂土边坡及软质岩石边坡， 并常与有限放 坡 、预 应 力 锚 杆 联 合 使 用 。
于前后桩的推力分配， 通常是每一快滑体设一排， 设置于滑体较薄的抗滑段部位， 或滑坡计算剖面 上 、下 部 受 力 较 小 的 部 位 。
（ ３） 用锚杆（ 索） 加固边坡。锚杆（ 索） 在边坡工 程 中 的 应 用 主 要 是 将 受 拉 杆 件 （ 如 粗 钢 筋 、高 强 度 钢 丝 束 、钢 铰 线 等 ） 的 一 端 固 定 在 边 坡 或 地 基 的 岩 层或土层中， 它的另一端与边坡面联结， 承受由于 土 压 力 、水 压 力 等 所 施 加 于 边 坡 的 推 力 ， 从 而 利 用 地 层 的 锚 固 力 以 维 持 边 坡 的 稳 定 。山 区 公 路 很 多 边 坡工程采用大型钢筋锚杆和钢绳锚索进行加固， 取 得了良好的经济效果。
边坡陡倾角的断层破坏了岩层的连续性， 与软弱夹 层组合成尖角向下、长轴平行于边坡的若干棱角， 潜 在 着 劈 楔 边 坡 变 形 的 能 力 。其 变 形 过 程 与 特 征 表 现为， 棱形沿结构间下楔， 软弱层及夹泥被挤出， 棱体外侧边坡向临空面变位上升， 变形量上大下 小； 岩层变陡反翘， 顺坡向软弱层带出现上低下高 的反坎； 变形向坡内及下部发展， 近坡面岩层折断 倒覆， 高程下降。
在山区公路边坡工程中采用土钉支档体系施 工时， 一般采用短台阶逐阶下挖的方式。每一台阶 切 坡 的 高 度 为 １～２ｍ 。 在 施 工 土 钉 杆 、面 层 构 件 与 喷射混凝土期间， 切坡段需保持自立稳定。土钉一 般都是快速施工， 可适应开挖过程中土质条件的局 部变化， 使土坡稳定。实测资料表明， 采用土钉稳 定的土坡只要产生微小变形就可使土钉的加筋力 得以发挥， 实测的坡面位移与坡顶变形很小。土钉 施工机具简单， 适用范围广， 所采用的钻孔机具及 喷射混凝土设备都属可移动的小型机械， 移动灵 活， 所需场地小。从经济方面来看， 根据多项土钉 的分析比较表明， 该技术比护坡桩方案可节约投资 ３０％～５０％ 。
④卸荷型： 与边坡近乎平行的陡倾角节理发育， 岩层产状平缓， 如图 ４ 所示。导致卸荷岩体向临空面 倾倒， 软弱夹层压缩， 使边坡形成深厚的卸荷拉裂带。 ３ 山区公路边坡治理的常用方法
对于边坡失稳的治理， 目前已有多种比较成熟 的 方 法 在 山 区 公 路 边 坡 工 程 中 得 到 应 用 。下 面 介 绍 几种常用的方法。
（ １） 开挖法。从改善边坡稳定性出发， 开挖法既 减少了促成破坏的下滑力， 又可以清除引起斜坡破坏 的不稳定或潜在不稳定部分。其主要缺点是费用高。
（ ２） 用抗滑桩加固边坡。抗滑桩是埋设于滑动 面 上 、下 岩 土 体 中 阻 止 滑 体 移 动 的 桩 形 结 构 。 抗 滑 桩只承受滑动面上松散土体的下滑推力， 要求滑动 面下有比较完整的基岩或密实的岩土体提供足够 的抗力。桩形采用长方形， 长轴与滑体倾向一致。 抗滑桩是维护坡面稳定的主要工程措施， 适应于裂 隙 不 太 发 育 、完 整 性 较 好 的 缓 倾 斜 中 厚 岩 体 、滑 动 面 较 单 一 、倾 角 小 的 滑 坡 ， 同 时 要 求 有 一 个 明 显 的 滑动面， 滑动面以下为比较完整的基岩（ 或密实的 基础） 能够提供足够的抗力。抗滑桩的平面布置、 间距和排列等， 取决于滑体的密实程度、含水情 况 、滑 坡 推 力 大 小 及 施 工 条 件 等 因 素 。 通 常 设 置 一 排或数排， 每排平面上呈向上方的拱形， 有利于承 受 推 力 和 让 边 桩 多 分 担 荷 载 。每 排 桩 间 的 距 离 取 决
锚杆和锚索能锚固在潜在滑面以下较深的稳 固岩石上， 从而加固深层岩质滑坡。目前的安装深 度 已 从 几 米 到 几 十 米 。对 岩 石 较 坚 硬 但 完 整 性 较 差 的深层滑体， 用大型锚杆（ 索） 加固获得明显的效 果。在边坡表面喷锚中， 锚杆常与挂网喷锚相结合 应用。当采用预应力锚杆时， 在坡面上设置联系梁 来改善支挡体系的整体受力状况。
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ Ｔｈｅ ｓｌｉｄｅ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｌａｗ ｏｆ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｓｌｏｐｅ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｉｎ ｍｏｕｎｔａｉｎ ａｒｅａ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｆｆｏｒｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｆｏｒ ｓａｍｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ ｓｌｏｐｅ， ｓｔａｂｉｌｉｚｅ， ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ
１引言 滑坡是指在一定的地形地质条件下， 由于在工
程施工过程， 忽视了地质构造和岩层结构以及岩土 性质对边坡稳定性的影响， 护坡过程跟不上或措施 不力而引起山坡不稳定， 土体或岩体在重力作用 下 ， 沿 着 一 定 作 用 面（ 带 ） 作 整 体 的 、缓 慢 的 、间 歇 性的滑坡变形现象。它是山区公路的主要病害之 一， 对山区公路建设和交通设施危害极大。
随着城市基础设施建设的发展， 边坡滑移产生 的问题越来越严重。为了有效地控制边坡岩体滑 移， 减少由此而造成的损失， 必须对边坡滑移的成 因 、运 动 规 律 及 防 治 措 施 进 行 深 入 的 研 究 。 边 坡 稳
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定性的改善实际上是对地质体进行改造， 以最优的 方案达到最好的效果。如何采用适宜的方法， 挖掘 岩土的潜能， 充分利用岩土体的自稳能力， 积极调 动岩土体的强度， 使一定范围内的岩土体成为工程 结构物不可分割的组成部分， 以减小结构体积， 减 轻结构自重， 达到既满足工程稳定又节约工程造价 的目的。作者所居住的城市地处南岭山区， 城市扩 容 、道 路 修 建 经 常 碰 到 山 体 滑 坡 的 问 题 ， 本 文 拟 就 山区公路建设中的边坡问题作一简要介绍， 以期为 类似工程提供借鉴。 ２ 山区公路建设中常见滑坡机理分析
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③ 倾 倒 — 反 翘 型 ： 边 坡 上 部 为 反 向 坡 、下 部 为 同向坡时， 如图 ３ 所示。反向坡倾倒变形产生的巨 大山体压力传递到边坡下部， 迫使同向坡反翘变 形， 形成了深厚的蠕变松动岩体。
（ ２ ）路 堑 开 挖 破 坏 了 滑 坡 体 抗 滑 段 之 间 力 的 平 衡， 导致坡体失稳。
（ ３） 雨季的影响， 连日暴雨使本已丰富的地下 水更加充盈， 沿软弱面的渗水量骤增， 加速了滑坡 体的运动速度。
工程滑坡灾害很多， 研究成果表明， 边坡变形 可归纳为以下 ４ 种类型：