摘要：随着我国经济的快速发展，基础设施建设也越来越多，由此产生了许多的高边坡、高填方，从而带来很多复杂的岩土工程问题，给工程建设埋下隐患，同时也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、高填方引发的岩土工程问题，将得到有效的解决，同时杜绝安全隐患，并节约工程开支。本文就针对相应问题展开讨论，并分析了高边坡岩土工程设计的要点。
1 高边坡稳定性及相关的岩土工程问题
1.1影响高边坡稳定性的因素
土质边坡的稳定性：①土坡所受外力作用，当受到来自外力的扰动时会使原来的牢固性受到影响；②静水力的作用，基坑中流动的地下水带来的渗透力也是影响边坡失稳的一个因素。
岩质边坡稳定性：①地形因素以及地层岩性以及地质构造因素；②除了这些边坡岩体本身的特性以外，还会受到其他外界因素的影响，例如：气候因素、地震、火山等要素的影响；③也会受到人为要素的破坏，例如：一些人工不合理的开挖以及堆截等。
1.2高边坡的四个稳定等级
稳定边坡：边坡的形状以及倾斜度以及适合的岩土强度，没有临空结构，坡体没有地下水，无论从全局还是从部分来看，稳定性都相对合理，稳定系数要比工程安全等级系数更高。
基本稳定边坡：这一稳定等级下，在基本达到上述稳定边坡的标准后，在一些坡体中有冲沟或者碎石陨落的现象。
欠稳定边坡：从大的方向看，处于稳定状态，但是一部分区域比较陡峭，由于受到不利因素影响，岩体不具备很高的强度，有临空结构，部分区域有坍塌现象。
不稳定边坡：边坡的形状或者倾斜度没有达到相关要求，有时在一些旧的滑坡上挖土，堆载等导致坡体出现明显的临空结构，岩体有严重的损坏现象，从整体上看已经失去了平衡，而且稳定系数小于1.00。
1.3边坡支护的作业空间要大
由于坡顶、坡脚要设置截水沟和排水沟，并且截洪沟到坡肩要有一定的距离，以确保坡肩土不坍滑，而且边坡需要有一定的坡率及中间平台等等，就要求岩土工程设计师在平面上要顾及这些因素，在建筑物或道路与红线之间留出足够的空间。这样，边坡支护就可以考虑采用较为经济的格构式锚索挡墙方案，而避免采用不经济的锚杆预应力锚索+抗滑桩等方案。
1.4高挡土墙与高架结构
需要高填后才能利用的场地，通常采用挡土墙+填土方案。但挡土墙超过一定的高度后，工程造价将迅猛增加，故在土质地基上挡土墙不宜修建过高。可考虑采用梁板柱的高架结构，在架空板上填土或直接作为建筑场地使用。在岩土工程设计中充分考虑使用功能和经济性问题，合理选择边坡方案。
2 高边坡岩土工程设计要点
2.1 有缝隙的边坡不应喷射混凝土维护
对于有缝隙出现的边坡不应该利用喷射混凝土进行维护，一方面因为这种方法会使坡面缺乏美观效果，与周围的优美风景不协调；另一方面地下水都是从土层的裂隙中渗透的，如果地下水在混凝土面层出现下渗的情况，就会将土层一中些微细的砂砾料等带走，从而留有缝隙，而且缝隙逐渐增多，导致更多的水体渗入，会出现水土流失或侵蚀的状况，最后影响砼面层效能的发挥。
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2.2 岩质边坡设计中严格控制开挖工艺和坡率
如果岩质边坡进行爆破开挖，则会对碎裂结构、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，且坡率宜取大，尽量避免碎石或者其他塌落杂质出现。
2.3 边坡支护设计的计算
在边坡支护设计计算之前首先明确支挡结构为永久性边坡还是临时性边坡，了解熟悉各岩层的相关参数，根据地质情况，边坡高度选择适合的边坡形式（锚杆（索）挡墙、重力式挡墙、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙、桩板式挡墙）。支护设计中土压力的选用也至关重要，静止土压力、主动与被动土压力以及相应的土压力系数的确定。当地层中富含地下水时，水和土对支挡结构的作用情况分析。用水土分算还是水土合算，是当前有争议的问题。一般认为，对砂土与粉土采用水土分算，黏性土采用水土合算。水土分算时采用有效应力抗剪强度；水土合算时采用总应力抗剪强度。高边坡设计计算过程中需满足承载能力极限状态和正常使用极限状态，充分考虑支挡结构的抗滑移和稳定性验算。当在抗震设防区域时还应考虑地震作用对土压力的影响，以及地震力对支挡结构的作用。
2.4 高边坡支护中大承载力预应力锚杆的防护
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 边坡支护设计中的现场勘察
边坡支护设计前，要进行必要的现场勘察，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，以便更好的进行支护设计。
2.6 岩质高边坡的坡率
地质构造呈现顺层的岩质高边坡，要合适且相对较大的坡率，岩面上的土层很容易对岩石产生腐蚀作用，特别是当土层被雨水浸泡之后，这些土层会沿着岩石的层面向下滑动，如果暴雨来袭，则很有可能形成滑坡，构成岩石本身的岩体或质地在雨水的冲击与浸泡下，很容易在造成岩石的风化，所以，放坡要尽量采用最大的坡率。
2.7 坚持动态化设计
丘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。这些通常要待开挖后才能明晰。但即使如此，现场施工、监理人员鉴于其工程地质知识欠佳，仍然无法明确辨别，故应要求勘察人员常去现场，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，如发现不同要及时反馈给岩土边坡设计人员计算复核并修改。
3结束语
高边坡岩土工程是一项十分复杂的工程，因为在每一个阶段的岩层都有不同的特征，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。并把握好这些特征差异，采取相应的科学的设计方法，给予解决。
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论文作者:曹华勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/20
标签：岩土论文; 挡墙论文; 结构论文; 稳定论文; 土层论文; 工程论文; 地质论文; 《基层建设》2017年第22期论文;