高边坡岩土工程设计策略分析

余雪祯

摘 要 本文对岩土工程设计中存在的关联性、不确定性和复杂性等特征进行分析，并通过案例分析的方式，提出高边坡岩土工程的设计策略，主要包括地质勘查、方案制定、动态设计、裂缝维护以及边坡支护设计等方面，旨在提高岩土工程设计效果，使边坡的稳定性和安全性得到显著提升。

关键词 高边坡;岩土工程;设计方法

引言

在城市化不断深入背景下，城市土地资源日益紧缺，开发商逐渐将开发重心向郊外转移，此种开发模式势必会产生高边坡、高填土等引发严重的岩土工程问题，增加后期治理难度。对此，开发商应明确不同岩土层的特征，根据不同情况实施针对性设计，确保高边坡的安全和稳定。

1岩土工程设计特点

1.1 关联性

在岩土工程施工中，与自然环境之间存在着紧密关联，这将要求工程设计时应综合考虑地质、气候、水文等多种因素变化，提前预测工程所处区域可能发生的自然灾害或者因工程建设而诱发的自然灾害，并事先制定完善的应急方案，做好工程勘查和防护工作。

1.2 不确定性

对于不同区域来说，岩土层的特征不尽相同，参数也会随机發生改变，采用多样化方式获取各项参数信息，所得结果也有所区别，可见岩土性能具有较强的不确定性。因此，在工程设计时，应确切把握岩土的实际参数值，根据工程的实际需求采取相应的测试方法，最大限度地提高测试结果准确度，以此保障整体工程质量。

1.3 复杂性

近年来，土力学的创建为岩土工程的建设和发展提供科学的理论指导，在岩土工程设计中起到不可忽视的重要作用。但是，由于岩土性能存在不确定性，不同地区的岩土结构、参数均有所区别，整体较为复杂，为了便于计算则需要对各项数值进行统一处理，导致计算误差增加。目前，岩土工程计算方式仍然有待完善，要求设计师给予高度重视，依靠自身丰富经验和高超的设计水平使岩土工程的复杂情况得到有效解决[1]。

2高边坡岩土工程设计的策略

以某山地住宅小区项目为例，该小区背靠山体，在施工过程中产生高边坡，高度在20m左右，长度在120m左右。一旦边坡出现大范围的垮塌，势必会对新小区的安全构成严重威胁，对此应采取积极有效的措施，对高边坡进行有效治理。

2.1 地质勘查

在岩土工程设计之前，应对工程所在地进行现场勘查，包括当地自然环境、气候、地质等多个方面，尤其是当地的地势环境更要重点勘查，例如，整体地形特征、山丘和凹地具体位置、区域是否存在堆积物等等，在地形勘查时还要注重岩土内部结构勘查，了解地下堆积层结构情况，如若发现其可能对施工带来不利影响，则需要二次勘探。在本工程中，通过地质勘查得知高边坡为顺层坡结构，主要场地地质为沉积岩，少数区域存在沙砾岩、粉砂岩和细砂岩等岩层，地质发育状态不够良好。

2.2 方案制定

根据本工程实际情况进行方案制定：首先，为了减少坡后土应力，应对高边坡后方山脊坡度较陡的位置进行拆除，并对底部两级岩质坡坡率进行下调;然后，提高高边坡中部、上部的坡率，使边坡更加安全稳定;最后，采用锚杆格构支护方案，并种植灌木等相关作物，提高边坡稳定度。

2.3 设计方法

（1）动态设计。本工程位于丘陵地带，地质情况较为复杂、变化较大，有限的勘查孔和地质测绘图难以将全部地质情况、岩土性能充分体现出来，特别是在岩体结构方面，往往要开挖后才可清楚展示。对此，在工程设计过程中，要求相关人员针对施工现场进行实地勘查，通过开挖施工等方式，将暴露出的地质情况与原本地质情况进行对比，收集各类地质数据信息，并在此基础上制定设计方案，通过动态设计减少设计差错的产生[2]。

（2）裂缝维护。本工程中边坡存在裂隙发育不良等问题，不可采用喷射混凝土护面的方式解决，否则极易受到地下水影响，导致混凝土结构地下空洞，不但不利于高边坡加固支护，还会对工程美观性、与周围环境建筑的协调性产生不良影响。对此，在岩土工程设计时，应针对当地边坡存在的不同问题，采取针对性解决措施。

（3）边坡支护设计。本工程在雨水作用下，岩体上方土体结构很容易受到影响，出现位移、滑坡等情况，对当地居民带来较大的安全隐患。对此，为了提高岩土工程设计效果，本工程将预应力锚索支护引入其中，该支护构件虽然具有较强的承载力，但因本工程所处区域气候潮湿，很容易使锚头材料出现锈蚀、断裂等情况，在边坡支护设计时应对结构预加应力进行严格的计算。在以往的格构锚杆挡土墙施工中，采用分层施工的方式，每层锚杆先进行张拉，然后对下层土方、锚杆、腰梁等进行施工，由于竖向钢筋的衔接较为困难，使整体施工难度增加。在本工程施工中，将边坡按照8～12m的竖向间距分为数级，每个级之间设置平台，在施工过程中，按照级进行划分，各个边坡在成型后对所有级进行锚杆施工，完毕后再施工格构梁，最后整级张拉锚杆。

由于该地区气候潮湿，空气中水分含量较高，长此以往，势必会支护材料出现锈蚀等情况，甚至会导致杆体断裂，据调查研究得知，部分地区高边坡锚杆因保护不当，在使用10y左右时便会因锈蚀而发生断裂，严重影响边坡稳定。为了预防和避免上述问题发生，一定要控制好作用力，采用具有较大承载力的预应力锚杆，使边坡安全和稳定性得到最大保障。

（4）坡率选择。由于本工程地质结构为顺层，通常选择坡度较大的边坡，岩体表面长期暴露在外部环境中，很容易受到多种因素影响出现滑坡等情况，尤其是岩土性质较为特殊的情况下，当遇到暴雨天气时，边坡裂缝处填充物便会顺势滑动，在此作用力的影响下岩土层逐渐下滑。为了避免上述情况发生，在工程设计时应尽量选择坡率较大的边坡[3]。

3结束语

综上所述，近年来，高边坡岩土工程逐渐增加，在设计过程中如若忽视质量问题则会为后续工程埋下安全隐患。对此，应积极采用动态设计、深入施工现场进行勘查，了解边坡实际构造，并制定出科学合理的优化方案，使岩土工程消除安全隐患，确保工程顺利实施。

参考文献

[1] 王进思.京珠高速公路湖北大悟段岩石高边坡设计与施工研究[D].西安：长安大学，2018.

[2] 薛丽影，杨文生.某高边坡桩基立柱锚拉式挡土墙设计[J].岩土工程学报，2017，35（zk2）：1176-1179.

[3] 戴文奎，熊智彪，宫鹤，等.既有高边坡下深基坑支护设计与施工监测分析[J].建筑结构，2018，（24）：68-71.