廖继彪 孙乐瑞 赵碧岑
(湖南科技大学土木工程学院,湖南 湘潭 411201)
随着我国经济的发展,工程建设速度加快,其规模越来越大,为了推动地方经济发展,一些大型的交通工程、大型露天开采工程以及水利水电工程等已经朝着地质条件与环境复杂的区域不断进军。在实际施工过程中,最突出的问题主要有人工高边坡与自然斜坡的稳定情况,一旦斜坡出现问题,将会直接影响到工程的施工安全、施工进度以及经济效益,因此控制边坡不稳定性因素就显得非常重要[2]。对于边坡稳定性的研究目前学术界已开展了诸多研究,本文将集中对影响边坡稳定性的因素进行分析,并对其防治措施进行综述。
当降雨集中,雨水冲刷会降低边坡的强度,尤其是雨水浸泡会降低边坡内部粘聚力,进而出现侵蚀、坡面破坏。
在高土质边坡或泥质边坡中,滑坡是常见的地质灾害。高边坡的斜坡面岩体受到自重作用,会顺着结构比较软弱的区域慢慢朝着下方逐渐移动,进而发生剪切破坏。在这个破坏的过程中,首先是发生蠕动形变,慢慢发展成滑动破坏,随着时间的推移会逐步稳定[3]。
较陡边坡区域发生滑塌的可能性较大,损害程度不容忽视,将进一步导致裂隙发育,沿陡裂面上落石活动。与此同时,还会因为冻融、渗水等因素的持续影响下,导致裂缝开始不断扩大,一旦遭遇降雨,在水充满的情况下出现侧向静水压力,将有可能造成崩塌。此外,需要注意的是在硬岩下的软卧层,也会有出现这种现象的概率,因此要加强事先控制,尽量避免这类情况出现。
边坡发生泥石流所造成的破坏较大,通常发生在突发性的强降雨、降雪天气或者会因为一些自然灾害的突发造成山体滑坡。泥石流发生时会夹带很多泥沙和石块,将会对灾害区域造成巨大的损害,会威胁到人民群众的生命财产安全[3]。
在分析边坡稳定性因素上,地质因素非常重要,具体包括岩土原因所造成的,也会因为岩土地质结构造成影响,还有一定的物理学性质也会导致边坡失稳,各种因素共同作用将会加重边坡的不稳定性[3]。除此之外,还需要考虑到岩土体的内摩擦角以及黏聚力等地质因素,这些都会影响到边坡的稳定性。
在影响边坡稳定性因素中,边坡形态不可忽视[3],具体是因为边坡的长度、宽度以及高度,以及所处于的实际临空条件,各种因素共同作用将会影响其稳定性。通常来说边坡坡度越缓就越稳定。
地下水是导致边坡出现不稳定性的关键因素之一,在动静水压力的基础上会造成边坡基础层软化;同时,在持续冲刷的作用下,会进一步损害边坡的稳定性。此外,需要特别注意的是,如果稳定性受到边坡土体物理学性质影响程度比较大,地下水作用会改变土体的弹模、粘聚力以及内摩擦角力学性质等,容重增加,进而导致了边坡稳定性的降低。
气候条件对于边坡的稳定性影响也十分显著,如温度变化、降雨等,尤其是降雨天气,一旦降雨量集中,那么雨水将会逐步渗透到滑体以及其下部的强风化泥岩的内部,并导致软弱滑动面,从而引发边坡失去稳定,并造成各种损害[4]。
随着经济的发展,边坡的工程项目越来越多。如果对坡脚进行过度开挖,会导致坡脚的结构出现破坏,并导致整个边坡出现失稳破坏。地下建筑物施工过程中的开挖也会在一定程度上影响到边坡的稳定性。
植物防护技术是以植物特性为基础,结合路基的实际情况,而进行合理、有效的覆盖。但是需要注意的是,所选择的植灌、植草以及辅草皮,必须符合当地自然条件,这样才能利用植物特有的根系将边坡基层进一步加固,可一定程度上缓解降水以及径流冲刷带来的损坏程度[5]。
坡面防护技术主要采用的方式有灌浆、喷砂浆以及抹面等。对于抹面来讲,适用于防护通常在软质岩层路堑的边坡,因为这类边坡容易受到风化的影响,所以需要在边坡表面增设耐风化的表层,其作用是隔离大气,从而达到缓解损害的目标。抹面材料主要以水泥砂浆等为主,厚度控制在3cm~7cm之间效果最佳,同时,还建议将沥青涂于表面,一定程度上能够避免出现细微裂纹,从而强化抹面的作用[5]。
抗滑挡土墙防护、抗滑桩、锚杆(索)防护等是帮助边坡加固的常用技术,具体需要根据实际情况选择,例如,边坡面如果是硬岩,而且结构碎裂,又或者地层有层状结构不连续的特征,那么建议采用锚杆(索)防护技术进行加固[5]。此外,还有一些土质边坡通过土钉墙进行加固,该原理与锚杆(索)防护比较相似,具体是将土钉打入进去,一定程度上可以将土体抗滑能力提升起来,从而增加边坡的稳定性。桩锚组合结构在治理边坡失稳时经常使用,如桩与锚索联合加固、两排桩加固等。在众多防护方式之中,综合防护实用性最强,对于较高的边坡来讲,需要将边坡进行分级,然后需要有针对性进行防护,因此综合防护可以满足实际需求,从而提升稳定效果[6]。
基于“早发现,早治理”的工作理念,需要全面落实日常巡查养护工作,对于不同安全等级的边坡来讲,应当结合危害程度有针对性实施监测工作,并做好实际情况检查,从而及时制定养护措施,不仅有利于完善边坡防护体系,而且能够强化截排水的功能,从而提升边坡的稳定性[7]。
边坡出现失稳后,易发生滑坡、泥石流等诸多安全事故,而导致边坡失稳破坏的因素很复杂。因此,在实施防护措施之前,建议工作人员对损坏原因进行分析,从而制定防护措施,这样才能解决实际问题;同时要加强对边坡位移的监测工作,确保边坡的安全和稳定。