高边坡岩土工程设计分析

高边坡岩土工程设计分析

黄炎会

襄阳市城市规划设计研究院湖北省襄阳市441002

摘要：岩土工程建设是复杂的工程，重要的是岩土作为一类极其复杂的材料，复杂性使得任何一种力学模型都无法精准而又彻底地对其性能与状态做出规划，在岩土工程建设中面临的最大的问题就是岩土边坡的稳定程度问题，以及如何采取科学的方法对其进行治理，本文针对这些问题展开讨论，分析了高边坡岩土工程设计。

关键词：高边坡；岩土工程；设计

引言：

我国经济快速发展，基础设施建设的越来越多，产生大量的边坡、高填土，从而引起复杂的严重的岩土工程问题，给建设小区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。

1高边坡岩土工程存在的问题

1.1规划设计问题

建筑施工方案主要是由规划师或者建筑师进行设计，其需要先对结构进行分析，探究施工区域的岩土性质状况，利用机械设备等，对园林进行改造，最后进行工程项目的报批处理，这已经成为了我国多年以来形成的固有模式，该种施工模式主要被应用在一些地质条件相对来说比较简单的场所内，如果将其模式应用到丘陵等地区，那么该模式所存在的风险就会比较显著，建筑师也会受到各类外界因素的干扰，使得其知识结构和经验受到了限制，让其自行完成相关的规划设计工作，很容易会让建筑总平面布置上出现一些不合理的高边坡等的问题，岩土工程师在对已经报批完成的设计方案时，想要处理这些高边坡等的问题十分的困难，这些问题处理的造价费用相对来说比较高，且实际的施工难度也比较大，施工时间比较长，所面临的风险也比较大，经常会让开发商陷入到两难的境地，所以需要改变传统的固化模式，在规划设计工作的前期引入岩土工程师，以此来更好的避免上述的各类问题。

1.2边坡地质、地形图测绘问题

首先，在方案设计时期，需要沿着红线的边坡开展地质调研等各类工作，同时还应当做好地质的测绘工作，提升其边坡的稳定程度，精确的去评价各类不良的地质现象，合理的进行建筑总平面图的布局设计工作。其次，要精确的去测绘地形图，该工作环节会直接影响到总体的建设工程质量，是建筑总平面图等设计工作开展的基础依据。如果相关部门提供的航拍图为地形图，且没有进行修测，那么植被层顶面就很容易被当成是边坡的坡面，如果植被层厚度比较高时，那么其高程的数值差异就会比较明显，所以不需要对航拍图进行修测，还应当在修测的过程中，实时的去测量水的深度，探究水底下的地形状况。最后，在岩质边坡钻探时，其植被层的厚度较为密实，所进行的钻机搬迁以及水源供给工作难度比较大，总体的施工难度比较高，施工效率低下，相关的施工人员情绪比较差，岩质破碎取样工作相对来说比较困难，其所造成的勘察资料内容不够精确，让边坡支护设计出现了各类的问题，很容易让边坡发生滑坡等事故。

1.3边坡支护作业空间问题

坡顶以及坡脚的位置处需要设置排水沟以及截洪沟，其截洪沟到坡肩的位置要设置距离，避免其坡肩土产生坍滑等问题，建筑设计人员需要综合性的考量多类外力影响因素，给建筑设施的道路以及红线位置留出相应的区域空间，使用带有经济性的格构式锚索挡墙方案。

2高边坡岩土工程设计要点

2.1裂隙发育的边坡一般不宜采用喷射混凝土护面

喷射砼不美观，象是城市绿化中的一块伤疤，与周边环境非常不协调。裂隙在岩体中是地下水入渗的通道，当地下水在水头作用下从砼面层下渗，带走其下细小的颗粒并出现空隙。空隙越来越多，越来越大，渗进的水量也越来越多，携带走的细小颗粒也就越来越多。

2.2岩质边坡爆破

岩质边坡进行爆破开挖时，会对碎裂结构、散体状结构的岩体以及毛石、格构梁等造成较大影响，故需要采用控制爆破工艺。另外，在进行边坡支护设计时，还应注意Ⅳ类岩体的岩质边坡设置的坡率不宜小于0.3，且越大越好，以减少落石或崩落破坏的可能，同时减轻爆破震动的不良影响。

2.3边坡支护设计的计算

在采用格构式锚杆挡土墙逆作法施工时，通常分层施工，毎层锚杆张拉后再开挖下层土方、施工下一层锚杆、腰梁等，这样做竖向格构梁的钢筋连接相当困难，施工中往往很难做到。工程实践中经常采用的作法如下：边坡按8～12m的竖向间距分为数级，毎级之间设置平台，施工时以级为单位，各级边坡成型后整级施工锚杆，锚杆完工后整级施工格构梁，然后再整级张拉锚杆。

2.4高边坡支护中大承载力预应力锚杆

在空气湿度大的地区，高应力作用下的锚头与自由段之间的杆体材料，容易锈蚀断裂。因为边坡总是要发生小变形，因而要控制好预加应力。工程实践中，个别边坡工程的预应力锚杆防腐措施做的不好，往往10年左右锚杆就因锚头处锚筋锈断而失效，导致边坡坍塌。

2.5边坡支护设中的现场踏勘

边坡支护设计前，要进行必要的现场踏勘，要仔细观察地形地势，察看山谷、凹形坡等低洼处有无坡积物、坡积物的状态如何，在勘察过程中，亦要详细观察岩芯，勘察后如有必要，还得进行补充勘察。

2.6岩质高边坡的坡率

地质构造发育且顺层的岩质高边坡，应考虑采用尽可能大的坡率。岩层上面的土层甚至风化岩层本身，在雨水作用下较容易沿层面滑动，当遇上强雨时容易造成滑坡，尤其是当边坡岩层为凝灰岩或凝灰质砂岩时，其层间或裂隙面的充填物在雨水作用下变成了岩层滑动的润滑剂，饱水的岩土层在重力作用下很容易下滑。因而放坡应采取尽可能大的坡率。

2.7坚持动态化设计

陵地带地质情况变化大，有限的勘察孔及工程地质测绘难以揭露全部的地层地质情况、岩土体特征，尤其是结构面特征。勘察人员常去现场，对比新开挖暴露出来的地质情况与原勘察揭露的地质情况，如发现不同或另有新情况，及时反馈给设计人员计算复核修改。

3工程案例

本文结合某高边坡工程，该工程系山地住宅小区，北面是山岭，削山后北侧形成了长约160m、高数十米的边坡，逆作法施工，但在边坡支护过程中，上部土层发生了大面积滑塌，同时中部局部形成扇形张性裂缝，被迫停止施工。原来在道路勘察时只附带作边坡勘探，并没有进行专门的边坡勘察。设计院据此统一按1：1.0的坡率将边坡分8级进行支护，坡面喷砼。但施工期间遇到一场强雨，就发生了滑塌。后经现场踏勘，发现该边坡为顺层坡，场地基岩系沉积岩，后发生过变质作用，形成了砂砾岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与凝灰质砂岩间杂分布的局面，边坡中上部多为坡残积层，中部岩石多为强风化状，节理裂隙极发育，裂隙间充填物多为钙质，在较长时间雨水的作用下，在上面饱水的荷重土层作用下，导致了滑坡。现场踏勘还发现，在边坡的顶部还存在坡度较陡的山脊，同时边坡下部可见节理裂隙不发育的微风化岩层，因而建议设计作如下调整：（1）将坡后山脊坡度较陡的部分缷掉，以减少来自坡后的土应力；（2）降低底部两级岩质坡的坡率；（3）经过以上二项处理，可将中上部包括风化岩层部坡率放大，超过原设计的1：1.0，以增加边坡稳定的安全性；（4）采用锚杆（索）格构支护，坡面种植灌木。施工中及工后作水平位移监测，至今经历多次强风暴雨，该边坡安然无事。

结语：

本文阐述的岩土工程特征表现在不同的工程建设阶段，岩土工程师应抓住各阶段的工程特征，提出相应的解决方案，提出具有前瞻性的设计方案。

参考文献：

[1]岩土高边坡的设计方案[J].曾亮.现代工业经济和信息化.2016（06）

[2]生态边坡——理论与实践[J].高旭敏，林鲁生，谢孙园，戴北冰.岩土力学.2017（S1）

[3]软岩边坡主要影响因素及稳定性论述[J].刘晓玲，陈引锋，魏奥林.科技风.2016（13）

[4]高边坡深基坑施工过程探析[J].包兴国.甘肃农业.2016（15）