廖繼彪 孫樂瑞 趙碧岑
(湖南科技大學(xué)土木工程學(xué)院,湖南 湘潭 411201)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工程建設(shè)速度加快,其規(guī)模越來越大,為了推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,一些大型的交通工程、大型露天開采工程以及水利水電工程等已經(jīng)朝著地質(zhì)條件與環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域不斷進(jìn)軍。在實(shí)際施工過程中,最突出的問題主要有人工高邊坡與自然斜坡的穩(wěn)定情況,一旦斜坡出現(xiàn)問題,將會(huì)直接影響到工程的施工安全、施工進(jìn)度以及經(jīng)濟(jì)效益,因此控制邊坡不穩(wěn)定性因素就顯得非常重要[2]。對(duì)于邊坡穩(wěn)定性的研究目前學(xué)術(shù)界已開展了諸多研究,本文將集中對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性的因素進(jìn)行分析,并對(duì)其防治措施進(jìn)行綜述。
當(dāng)降雨集中,雨水沖刷會(huì)降低邊坡的強(qiáng)度,尤其是雨水浸泡會(huì)降低邊坡內(nèi)部粘聚力,進(jìn)而出現(xiàn)侵蝕、坡面破壞。
在高土質(zhì)邊坡或泥質(zhì)邊坡中,滑坡是常見的地質(zhì)災(zāi)害。高邊坡的斜坡面巖體受到自重作用,會(huì)順著結(jié)構(gòu)比較軟弱的區(qū)域慢慢朝著下方逐漸移動(dòng),進(jìn)而發(fā)生剪切破壞。在這個(gè)破壞的過程中,首先是發(fā)生蠕動(dòng)形變,慢慢發(fā)展成滑動(dòng)破壞,隨著時(shí)間的推移會(huì)逐步穩(wěn)定[3]。
較陡邊坡區(qū)域發(fā)生滑塌的可能性較大,損害程度不容忽視,將進(jìn)一步導(dǎo)致裂隙發(fā)育,沿陡裂面上落石活動(dòng)。與此同時(shí),還會(huì)因?yàn)閮鋈?、滲水等因素的持續(xù)影響下,導(dǎo)致裂縫開始不斷擴(kuò)大,一旦遭遇降雨,在水充滿的情況下出現(xiàn)側(cè)向靜水壓力,將有可能造成崩塌。此外,需要注意的是在硬巖下的軟臥層,也會(huì)有出現(xiàn)這種現(xiàn)象的概率,因此要加強(qiáng)事先控制,盡量避免這類情況出現(xiàn)。
邊坡發(fā)生泥石流所造成的破壞較大,通常發(fā)生在突發(fā)性的強(qiáng)降雨、降雪天氣或者會(huì)因?yàn)橐恍┳匀粸?zāi)害的突發(fā)造成山體滑坡。泥石流發(fā)生時(shí)會(huì)夾帶很多泥沙和石塊,將會(huì)對(duì)災(zāi)害區(qū)域造成巨大的損害,會(huì)威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全[3]。
在分析邊坡穩(wěn)定性因素上,地質(zhì)因素非常重要,具體包括巖土原因所造成的,也會(huì)因?yàn)閹r土地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成影響,還有一定的物理學(xué)性質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn),各種因素共同作用將會(huì)加重邊坡的不穩(wěn)定性[3]。除此之外,還需要考慮到巖土體的內(nèi)摩擦角以及黏聚力等地質(zhì)因素,這些都會(huì)影響到邊坡的穩(wěn)定性。
在影響邊坡穩(wěn)定性因素中,邊坡形態(tài)不可忽視[3],具體是因?yàn)檫吰碌拈L(zhǎng)度、寬度以及高度,以及所處于的實(shí)際臨空條件,各種因素共同作用將會(huì)影響其穩(wěn)定性。通常來說邊坡坡度越緩就越穩(wěn)定。
地下水是導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)不穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一,在動(dòng)靜水壓力的基礎(chǔ)上會(huì)造成邊坡基礎(chǔ)層軟化;同時(shí),在持續(xù)沖刷的作用下,會(huì)進(jìn)一步損害邊坡的穩(wěn)定性。此外,需要特別注意的是,如果穩(wěn)定性受到邊坡土體物理學(xué)性質(zhì)影響程度比較大,地下水作用會(huì)改變土體的彈模、粘聚力以及內(nèi)摩擦角力學(xué)性質(zhì)等,容重增加,進(jìn)而導(dǎo)致了邊坡穩(wěn)定性的降低。
氣候條件對(duì)于邊坡的穩(wěn)定性影響也十分顯著,如溫度變化、降雨等,尤其是降雨天氣,一旦降雨量集中,那么雨水將會(huì)逐步滲透到滑體以及其下部的強(qiáng)風(fēng)化泥巖的內(nèi)部,并導(dǎo)致軟弱滑動(dòng)面,從而引發(fā)邊坡失去穩(wěn)定,并造成各種損害[4]。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,邊坡的工程項(xiàng)目越來越多。如果對(duì)坡腳進(jìn)行過度開挖,會(huì)導(dǎo)致坡腳的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞,并導(dǎo)致整個(gè)邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。地下建筑物施工過程中的開挖也會(huì)在一定程度上影響到邊坡的穩(wěn)定性。
植物防護(hù)技術(shù)是以植物特性為基礎(chǔ),結(jié)合路基的實(shí)際情況,而進(jìn)行合理、有效的覆蓋。但是需要注意的是,所選擇的植灌、植草以及輔草皮,必須符合當(dāng)?shù)刈匀粭l件,這樣才能利用植物特有的根系將邊坡基層進(jìn)一步加固,可一定程度上緩解降水以及徑流沖刷帶來的損壞程度[5]。
坡面防護(hù)技術(shù)主要采用的方式有灌漿、噴砂漿以及抹面等。對(duì)于抹面來講,適用于防護(hù)通常在軟質(zhì)巖層路塹的邊坡,因?yàn)檫@類邊坡容易受到風(fēng)化的影響,所以需要在邊坡表面增設(shè)耐風(fēng)化的表層,其作用是隔離大氣,從而達(dá)到緩解損害的目標(biāo)。抹面材料主要以水泥砂漿等為主,厚度控制在3cm~7cm之間效果最佳,同時(shí),還建議將瀝青涂于表面,一定程度上能夠避免出現(xiàn)細(xì)微裂紋,從而強(qiáng)化抹面的作用[5]。
抗滑擋土墻防護(hù)、抗滑樁、錨桿(索)防護(hù)等是幫助邊坡加固的常用技術(shù),具體需要根據(jù)實(shí)際情況選擇,例如,邊坡面如果是硬巖,而且結(jié)構(gòu)碎裂,又或者地層有層狀結(jié)構(gòu)不連續(xù)的特征,那么建議采用錨桿(索)防護(hù)技術(shù)進(jìn)行加固[5]。此外,還有一些土質(zhì)邊坡通過土釘墻進(jìn)行加固,該原理與錨桿(索)防護(hù)比較相似,具體是將土釘打入進(jìn)去,一定程度上可以將土體抗滑能力提升起來,從而增加邊坡的穩(wěn)定性。樁錨組合結(jié)構(gòu)在治理邊坡失穩(wěn)時(shí)經(jīng)常使用,如樁與錨索聯(lián)合加固、兩排樁加固等。在眾多防護(hù)方式之中,綜合防護(hù)實(shí)用性最強(qiáng),對(duì)于較高的邊坡來講,需要將邊坡進(jìn)行分級(jí),然后需要有針對(duì)性進(jìn)行防護(hù),因此綜合防護(hù)可以滿足實(shí)際需求,從而提升穩(wěn)定效果[6]。
基于“早發(fā)現(xiàn),早治理”的工作理念,需要全面落實(shí)日常巡查養(yǎng)護(hù)工作,對(duì)于不同安全等級(jí)的邊坡來講,應(yīng)當(dāng)結(jié)合危害程度有針對(duì)性實(shí)施監(jiān)測(cè)工作,并做好實(shí)際情況檢查,從而及時(shí)制定養(yǎng)護(hù)措施,不僅有利于完善邊坡防護(hù)體系,而且能夠強(qiáng)化截排水的功能,從而提升邊坡的穩(wěn)定性[7]。
邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)后,易發(fā)生滑坡、泥石流等諸多安全事故,而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)破壞的因素很復(fù)雜。因此,在實(shí)施防護(hù)措施之前,建議工作人員對(duì)損壞原因進(jìn)行分析,從而制定防護(hù)措施,這樣才能解決實(shí)際問題;同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)邊坡位移的監(jiān)測(cè)工作,確保邊坡的安全和穩(wěn)定。