强风化岩质边坡滑坡治理及有限元分析

田 杰

（核工业西南勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610061）

在我国社会进步的推进之下，我国交通工程建设获得较快的发展，与此同时，在工程建设之中还存在一定的边坡稳定问题，在工程之中使用诸多边坡加固措施，可得到多种不同的加固效果。传统的加固方法会存在诸多问题，比如说首先会对其原始的地形地貌造成严重的危害，其次，如果处理不好选择弃方，会导致严重的水土流失，对环境造成较大威胁，为了保护环境应减少清方的存在。在本文之中根据实际分析了在较为适宜的情况之下，综合使用压力灌浆法、植物生态治理以及锚喷支护等施工技术。

一、强风化岩质边坡滑坡治理措施分析

1 压力注浆法。压力注浆法是将事前设置好的管路使用压浆泵注入到土中，使用流动性较好的浆液，可胶结充填土的孔隙实现加固岩质的目的。压力注浆可以在不改变土体中本身结构的情况之下，促进浆液可以升入到土的孔隙之中，控制压力，避免土体受到破坏。注浆浆液以及灌浆压力：小导管在进行注浆之时使用水玻璃——水泥双液。小导管注浆可以使用活塞直接封闭关口，保证注浆的压力。水泥浆以及水玻璃双液现场进行试配。设计好的灌浆压力为1.2MPa，当小导管灌浆压力为1.2MPa时，其注浆量其控制标准为0。在注浆的过程之中一旦出现漏浆等等问题，应该第一时间处理。如果地面隆起量较大则应停止注浆。注浆施工的主要流程为：首先施工工具进入到场中，进行放样定位，等到钻机就位，使用钻机造孔，放置注浆管，接着进行注浆，检查注浆饱和程度。通过对滑坡治理的成功经验表明使用压力注浆加固可有效加固浅层岩土体。通过进行注浆加固之后，后边坡表层岩土体的力学性质获得明显提升，通过压力注浆加固之后，可以有效制止因为边坡滑动机制的形成和发展，也可不断提升边坡稳定的安全系数。

2 运用植物篱生态技术。在使用生态措施治理边坡之时，可使用软性生物，利用植物根系来固定边坡土石。地面部分可以有效阻止避免雨水溅出，也可以减缓其边坡降雨的冲刷速度以及力量。地下就会形成一种高强度的网状根系，避免出现崩塌以及边坡冲蚀。这种方法的特点是施工方法简单、投资比较少以及成本低廉，通过实践的发现其在施工之中获得了较好的经济效益以及生态功效。

3 锚喷支护施工。因为坡面施工之中遇到的是一些强风化岩层，在表层根植土剥离暴露一段时期后，面层会出现二次风化现象，所以可以使用喷射混凝土法施工。总喷护厚度的厚度在100mm左右，第一次厚度不是很大，而喷护首层会因为在这之后施工遭到破坏，与此同时，因为安全以及时间的制约在施工中剥离和施工不能同时进行。因此在施工之中广泛使用的是网喷法，这种方法的主要施工措施是在锚杆注浆施工结束之后，把钢筋挂到网前，对坡面需要进行人工二次清坡，这样就可以及时清除二次风化的松散土。在施工之中需要做的工作主要有：施工准备、削方剥离、锚孔施工、注浆、二次人工清坡以及进行坡面挂网。

二、有限元分析

1 有限元分析模型的建立。根据前文的分析，我们了解到了在对强风化岩质边坡滑坡进行治理的过程中，由于地质环境的复杂以及整个坡度的不规律性，采用一般的极限平衡法，对整个强风化岩质边坡滑坡的安全指数的界定具有一定的危险性，并且这种方法在理论方面还欠缺一定的可靠性，所以在实践过程中，采用有限元分析模型的方式对强风化岩质边坡滑坡的安全指数的界定具有非常积极的意义。它可以充分而有效地考虑到岩质边坡的承重力和稳定性，而且对于工程人员的工作效率的提高同样具有积极的作用和意义。而且伴随着现代科学技术水平和计算机地不断应用革新，有限元分析法已经日益成为强风化岩质边坡滑坡稳定性的考量方面的计算方式。具体的有限元计算模型如下图所示：有限元计算模型。有限元法是采用由小单元集合组成的方式替代较为复杂的结构的计算方法。在对强化岩质边坡滑坡治理的过程中，对其稳定性的分析和考量是十分必要的。利用有限元法可以有效地对数据进行分析和计算，但是有限元法并不是完美无瑕的，它作为一种数值分析的算法，在对强化岩质边坡滑坡治理的过程中，地质状况的多样化和复杂性，充分进行影响因素的综合考量是十分必要和迫切的，工作人员在面对复杂状况的时候，可以采用与其他计算方式相结合的方式进行计算，诸如和边界元算法的结合等，这样的方式对于提高工作人员的工作效率以及快速计算出可靠的数据具有重要的意义。

图1 有限元计算模型

2 加固效果分析

在进行有限元分析过程之中，首先应确保图上的图纸情况、坡度以及尺寸同具体情况相同，再根据实际施工分两种情况分析。第一，在开挖边坡之时，其坡比是1∶0.7，那么可以不进行加固。对滑坡之间的情况进行模拟。在分析图中通过有限元分析得出位移的等值线。在分析图中空白的部分表示的意义依照设计相关断面开挖的土方，根据计算得出坡体的位移情况，如果边坡出现失稳破坏等等问题的话，一般来说其安全系数也低于1。第二，在依照1∶1.15的比例开挖边坡的过程中，应该对其表面灌浆加固，并且在坡脚处设置抗滑桩，通过灌浆的方法来不断提升边批表层土体的强度，基本性质同水泥土比较接近，根据室内试验的结果，在分析中可以得到加固区岩土体的力分析显示，当滑弧处于边坡表层时，则是一种浅层滑动现象。在进行灌浆加固之后，其整个边坡会逐渐趋于稳定，通过计算可以判定滑弧位置的变化情况，而逐渐向其深层发展，并且抓紧提升边坡的稳定安全系数。

结语

通过对具体工程滑坡治理效果的分析，可以看出综合使用压力注浆法、植物护坡法以及喷锚施可以有效改善表层岩土体的力学性质，有利于边坡稳定。对有限元分析显示，因为边坡破坏不是突发的，而是一个渐进的过程，尤其是边皮潜在滑动面剩余滑力较小以及滑动面较浅之时，使用压力注浆法比较合适，可有效阻止滑动机制的出现，保证边坡加固的质量。

[1]陈鹏.公路顺层岩质边坡稳定及其影响因素分析[D].浙江大学，2012.