关于高边坡勘察设计问题的探析

陈俊（贵州正业工程技术投资有限公司，贵州 贵阳550001）

关于高边坡勘察设计问题的探析

陈俊（贵州正业工程技术投资有限公司，贵州 贵阳550001）

高边坡布局形式复杂多样，导致其结构稳定性不足。勘察设计中要做好稳定性分析工作，进一步提高边坡勘察设计质量，避免对后期工程建设造成安全隐患。结合高边坡结构的危害性，本文总结了边坡稳定性设计原则，提出切实可行的计算与设计方案。

高边坡；勘察设计；稳定性；方法

由于岩土结构潜在的不稳定性，导致高边坡结构抗害能力减弱，对地表建筑造成许多不良影响，破坏了地基层及表层设施的完整性。因此，从安全角度考虑，对高边坡进行勘察设计与稳定性分析，有助于实现边坡结构性能的最优化发展。

1 高边坡的危害性

对于土质边坡高度大于20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡。由于高边坡所处地质环境的特殊性，其常面临着诸多地质灾害风险，包括：风化剥落、流石流泥、掉块落石、崩塌、倾倒、坍塌等，这些都会对周边公路、住房、桥梁等设施造成严重性毁坏。

2 边坡稳定性设计分析

2.1 防护原则

边坡稳定性是指边坡岩、土体在一定坡高和坡角条件下的稳定程度。“边坡”是交通车辆运行调度的主要设施，基础工程结构对边坡结构起到了保护作用，避免边坡结构受损而影响到区域的水调度效率。随着交通工程建设快速发展，边坡加固设计作业受到了普遍关注，按照地区规划发展要求设计线路运行方案，实现了边坡基础结构的一体化改造。

2.2 安全原则

对于边坡工程来说，其勘察设计对象是多种多样的，必须要结合工程改造区域要素，提出切实可行的监督整改机制，维持工程建设活动的有序进行。一般来说，在边坡工程勘察设计中，重视稳定性分析工作，进一步增强了边坡实施的抗害性能，同时满足了跨度区域交通运行安全指标要求。

2.3 稳定原则

边坡是地面交通运行的主要载体，积极完善边坡配套设施决定着地区交通水平。新时期国家投资地方边坡建设，旨在帮助地区解决早期发展中遗留的交通问题。但是，由于边坡工程建设的多样性，边坡项目设计质量依旧处于落后水平，远不及发达国家的边坡建设标准。从可持续发展角度考虑，我国必须及时总结边坡建设存在的质量问题，提出切实可行的监督管理方案，构建更具现代化的边坡工程模式。

3 高边坡勘察计算过程与结果

3.1 案例概述

边界条件以贵州省交通规划勘察设计院所设计图纸为依据，原设计中采用的计算参数为容重γ=19kg/cm3，粘聚力c= 40kPa，φ=30。采用简化BISHOP法得出在设计坡率及高度下，得出安全系数均达到1.20。

3.2 参数设置

本计算中条间力函数采用半正弦函数，滑动面软件自动搜索，不产生拉裂纹，分配计算安全系数为常数，分为150条，安全系数最大收敛于0.000001。分条的最小深度为0.1m，最大宽度为0.1m。k63+142为最危险断面，总计算区域面积5277m2，计算模型如图1。

图1 计算模型

3.3 边坡稳定性分析

目前，我国建筑市场呈现多元化发展局面，建筑项目设计存在着诸多质量隐患，如何强化质量关系体系是极为关键的。针对现有工程质量监管存在的问题，设计单位要坚持“质量优先”原则，在维持现场作业流程稳步进行下，提出切实可行的勘察设计与管理体系。随着工程建设规模扩大化发展，边坡工程建设面临着一系列的质量问题，各种因素导致质量检验不达标，约束了项目投资建设的有序进行。为了更好地发挥边坡结构性能，必须要坚持科学的勘察设计决策，从多个方面实施勘察设计方案，为工程建设单位提供科学的指导方向。本次边坡稳定性分析如图2，具体算法模式。

图2 各种不同计算方法的稳定性安全系数

3.4 计算结果分析

3.4.1 稳定性评价

边坡建设是对原有地基层的优化改造，改良工艺设计要注重安全需求，以维持边坡交通安全为中心开展设计活动。一般来说，设计单位可结合软土层高边坡标准，对软土区边坡层进行加固处理，确保竣工后期检验达到受力标准。例如，现将不同成因软土的物理力学性质列表，据此为标准改良加固工艺是相对可行的。根据对1000个潜在滑移面分析（图3～7）可以看出，基于M-P法得出的安全系数稍小于BISHOP法得出的安全系数，其不稳定滑裂面基本为同一滑裂面，由于M-P法的基于严格条分法，可以认为M-P法得出的安全系数更合理。按照现行公路路基设计规范JTGD30-2004条款3.7.4边坡稳定性评价，如表1所示。

图3 潜在的1000个滑移面分析

图4 Bishop法的最不稳定滑移面及稳定安全系数

图5 M-P法的最不稳定滑移面及稳定安全系数

图6 M-P法的最不稳定滑块受力分析图

图7 不稳定与稳定交界区域

3.4.2 灾害防治

边坡是交通调度作业的保障，不同类型边坡物发挥了各自的交通运行功能。边坡作为交通系统的主要构成，其结构性能对整个区域交通有直接的关联性。由于边坡工程建设的特殊性，其在作业期间需重视养护与管理工作，降低结构性病害的发生率。因此，设计单位要结合边坡边坡设计作业现状，及时拟定可行的工程勘察设计机制，推动边坡工程建设规划与发展。根据文献《边坡病害及工程治理效果评价》，边坡病害治理的整体稳定性对应于边坡的整体变形破坏，局部稳定性对应于边坡的局部变形破坏，根据边坡病害体治理的整体稳定性与局部稳定性，将边坡病害体治理的稳定性划分为五级，见表2。

表1 路堑边坡安全系数

表2 边坡病害治理的稳定性分级标准划分

3.5 高边坡设计管理

当前，我国农村地区发展水平不一，各个地方对病害防治建设存在着不同的认知，这直接导致高边坡监测推广差异化更加明显，限制了科技推广工作的有序进行。例如，高边坡公路区域尚未开发病害防治高边坡项目，多数以传统灾害监测模式为主，这必然削弱了高边坡监测的推广意识。由于高边坡环境的特殊性，边坡常面临着渗漏、裂缝、沉降等病害风险，从基础工程对其实施结构性防护，有助于提高边坡系统的稳定性。因此，设计单位要结合现场作业条件，严格执行现场设计设计工艺，确保现场设计设计质量达到标准。工程建设勘察设计是为了更好地指导项目作业，对现场设计流程进行综合编排，提高区域项目建设的总进度。

4 结论

随着地区经济快速发展，人们对交通运行环境要求越来越高，边坡作为交通网络主要设施之一，其自然成为工程改造重点对象。高边坡设计中要重视“稳定性”指标分析，综合保障边坡结构的稳定性能，增强其抗害抗灾能力。除了对边坡工程实施质量检测，还要注意设计期间的责任分配与管理调度，对边坡设施采取多方面监督方案，及时发现潜在的边坡隐患；为构建现代边坡设施提供保障性措施。

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U416.14

A

2095-2066（2016）22-0030-02

2016-7-12