浅谈岩土工程中的高边坡设计

浅谈岩土工程中的高边坡设计

张帅

广东永基建筑基础有限公司528300

摘要：岩土工程中的高边坡设计是对土质的维护与工程安全的保障。为了提升边坡工程整体施工质量，高边坡设计中，必须把握好每一个环节，对其安全性能进行反复试验与研究，并通过不断引进引进新工艺以及新技术，在设计环节就将建造成本控制到最低范围内，从而提升施工企业经济效益，确保施工程序的安全和可靠。本文结合高边坡的定义，分析高边坡的稳定性，探讨了岩土工程中的高边坡设计要点。

关键词：岩土工程；高边坡；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。但如对之认识清晰、高度重视，由高边坡、高填土引发的岩土工程问题，将得到有效解决，可以杜绝安全隐患，可以节约工程开支。

1高边坡的定义

所谓的边坡指的是，自然斜坡、河流水岸坡、台塬塬边、崩滑流堆积体、以及人工边坡（交通道路、露天采矿、建筑场地与基础工程等所形成）等坡体形态的总称。高边坡指的是高度大于20m，小于100m或者岩质的边坡大于30m，小于100m的边坡。在高速公路中，其边坡的高度对边坡的稳定性起着非常重要的作用和影响，所以对边坡的稳定性分析和防护加固工程的设计需要个别逐一的进行特别的计算。

2岩土工程中高边坡设计要点

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。最终使砼层面与原坡面脱离，使砼面层丧失其防护作用。

2.2岩石边坡爆破

岩石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。下图1为岩石边坡爆破设计概况模拟图：

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，力求将坡积层分清，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。

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，如下图2所示。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

高边坡防护工程在实际施工过程中会受到水文地质、气候环境以及施工水平等多种因素的影响，而这些问题的解决都需要在施工过程中做好管理工作。高坡防护工程的失败可能是由施工过程中任意的一个小失误引起的。事实证明，高边坡工程的管理工作必须要加强，而且在整个施工过程中都要对此格外重视。此外，还要重视对勘察结果的确认和验证，将动态设计与信息化施工有机结合，最终使得高边坡的防护工作成功实施。

参考文献

[1]王恭先.高边坡设计与加固问题的讨论[J].甘肃科学学报,2013,15(z1)

[2]陈志芳,王少君.全风化砂岩路段高边坡设计优化[J].公路,2008,(9)

[3]黄凌.高边坡设计中的几个问题探讨[J].建材发展导向,2014,(5)