张玉强 刘洋
山东德建集团有限公司 山东德州 253000
摘要：边坡稳定性分析一直是边坡工程研究的重要范围，边坡的稳定性从短期看，不仅影响环境的安全，人们生命的安全；从长期看，它也间接影响国家的经济发展。近年来，我们国家研究加大力度重视和投入对于边坡的研究和发展，而影响边坡稳定性因素中比较重要有内在因素和外部的影响因素。随着我国经济的发展，山区道路的规模与数量都在增长，一些问题也随之逐渐暴露，路基边坡失稳就是其中重要的一类病害问题。路基边坡失稳不仅会引发滑坡，还会威胁到公路的正常使用，加上山区道路弯道较多，路基高边坡情况很常见，对路基边坡的稳定性提出了更高的要求。
关键词：路堑边坡；稳定性；防护对策
引言
道路施工过程中常涉及土石路堑高边坡开挖，如何评价和预测土石高边坡的稳定性及采取合理的措施治理，一直是工程界的难题。目前，日常设计中多采用经验法、极限平衡法等，从力学角度简单地评价边坡稳定性，而忽略了变形对稳定性的影响。
1 影响因素
为了减少和消除各种边坡事故的发生，无论是在工程调研阶段还是工程设计阶段，均应加强对边坡稳定性的研究，选取合适的支护方案，确保施工安全。边坡失稳是在边坡自身重力场和其他应力场的共同作用下发生的，土质边坡常发生滑坡失稳，岩质边坡常发生崩塌、滑动、倾倒、溃屈等破坏。不同的边坡失稳机理也各不相同，影响边坡失稳的主要因素 ：地下水、地震、人工作业的影响等。
1.1 不连续结构面
山体边坡尤其是岩质边坡发生变形破坏的首要条件是边坡上存在不连续面的结构面，不连续结构面的密集程度直接决定了岩体是随这些破坏面的状态、形状和空间分布而变化的。不连续结构面间方位或状态、岩体的连续性或规模、充填物和张开度、间距、粗糙面、岩石种类、岩石的硬度、成因、先期的剪切位移等都会最终影响不连续结构面的摩擦力和抗剪强度，从而最终影响边坡失稳的概率。
1.2 人为因素
包括公路工程建设等，势必破坏原地表植被，使地表土体更易被侵蚀，加速路堑边坡崩塌事故的发生。另外，对路堑边坡的防护处置，在路堑开挖时为防止其失稳，一般要求实施支挡防护，支挡防护工程也会破坏原有地表土体结构，影响路堑边坡的稳定性。
1.3 地下水的影响
地下水的影响是边坡失稳中一个不可忽略的重要因素。地下水对边坡的影响主要包括两个方面。首先，当地下水沿着边坡内部的不连续面流动时，地下水的润滑作用会导致边坡不连续面的摩擦力降低，从而加剧了边坡失稳的概率 ；地下水作用在边坡土体或者边坡岩体时，会填充在边坡土体或者岩体的空隙中，从而增加边坡坡体整体的重力，导致边坡更容易失稳。
1.4 边坡变形机理和破坏模式
严格来说，边坡变形和破坏是边坡发展的两个阶段，前期由于不稳定性导致边坡发生变形，当变形积累到一定程度则会发生边坡的破坏，边坡的变形是边坡破坏的前提，对高边坡进行设计加固，必然要了解高边坡变形的破坏机理和破坏模式。从边坡的变形机理来看，边坡内部细小的变形主要包括蠕动变形、岩土体松动变形以及在成坡过程中的卸荷回弹变形。而内部细小变形演化的大部分破坏主要包括崩（坍）塌破坏、坡体表层剥落破坏，坡体滑动破坏以及弯曲倾倒破坏等破坏模式。
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2 治理措施
2.1 HDPE防渗膜护坡加固法
技术应用要点如下：①开展防渗膜铺设作业前，要做好边坡表面清理工作，使其保持平整度。②做好HDPE厚度把控，使其处于1.0mm左右。③覆盖防渗膜时，采取沟槽锚固法，做好加固处理。对于沟槽的深度，把控在0.5m左右；对于宽度控制为0.6m。④对于搭接部分，宽度把控为1m，保证接缝和坡脚线处于平行状态。在实际应用中，该方法操作简单，而且成本低，适用于各个类型边坡加固。
2.2 采用机械开挖方式
采用机械开挖方式，来对整个山体坡面进行修正，以保证其平整效果。修正完成后，将山体坡面的尘土清除干净，以为后续的支护施工操作提供便利。锚杆成孔必须满足设计和规范要求，制作并安设锚筋，注浆时为使锚固段内水泥砂浆填密实，灌浆管要插入孔底部，自最低部开始灌注，以排出孔内空气和余水。对于插筋及钢筋骨架的设置，应尽可能的将钢筋以垂直状态作用于山体坡面。
2.3 高边坡加固设计
1）当高边坡在施工期间稳定性很差的时候，多采用预应力锚杆。锚固桩有时也称为抗滑桩，高边坡坡度较大，锚杆杆体主要采用钢绞线，灌浆材料多采用水泥砂浆。通过锚杆承受荷载，分散坡体力，将其传递到抗滑桩的桩下部分，从而提高边坡的稳定性。锚固桩根据其截面形式可分为圆形和矩形两种类型，根据结构形式又可以分为单桩、排桩以及群桩多种形式，具体采用哪种锚固桩要根据施工的具体情况和高边坡工程的等级来确定。2）当对高边坡进行整体稳定性加固时，多采用锚喷加固。锚喷加固在道路工程项目中是一种喷射混凝土和钢筋网、锚杆共同作用的新型加固技术，该加固措施主要是在边坡岩土体内安装锚杆，提高岩土体的强度，同时在边坡表面设置钢筋网最后喷射混凝土，以约束边坡的坡面变形。三者结合在一起，既对边坡表层进行加固设计，同时也对边坡深层进行了加固，使边坡的坡面和坡体形成一个整体，通过提高岩土体强度而提高边坡稳定性。
2.4 有限差分法
有限差分方法（FDM）是计算机数值模拟最早采用的方法，至今仍被广泛运用。该方法将求解域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域。有限差分法以Taylor级数展开等方法，把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散，从而建立以网格节点上的值为未知数的代数方程组。该方法是一种直接将微分问题变为代数问题的近似数值解法，数学概念直观，表达简单，是发展较早且比较成熟的数值方法。目前，有限差分软件主要包括FLAC，UDEC/3DEC和PFC程序，其中，FLAC是一个基于显式有限差分法的连续介质程序，主要用来进行土质、岩石和其他材料的三维结构受力特性模拟和塑性流动分析，在国内已被广泛应用于地质工程、岩土工程、水利工程和采矿工程。
结束语
综上所述，山体边坡支护与稳定性分析，需结合工程项目所处的环境特征，采用圆弧滑动稳定性计算等方法，明确山体边坡结构的稳定性状态，通过统计分析安全系数结果，保证稳定性分析方法运用的质量效果。事实证明，只有这样，才能将最具效用的支护措施作用于实践，以服务于经济建设的全面发展进程，以解决城市发展的用地紧张与生态环境和谐统一的建设问题。高边坡对于道路工程的建设影响巨大，在高边坡的设计中对其进行稳定性分析从而采取相应的加固措施是保证边坡稳定的基础。合理的高边坡加固设计，可使道路建设施工安全进行，同时利于保证后期运营中的人民生命财产安全。
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论文作者:张玉强,刘洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/3
标签：稳定性论文; 山体论文; 锚固论文; 地下水论文; 结构论文; 方法论文; 路基论文; 《防护工程》2018年第25期论文;