边坡防护与加固

目录 一、边坡防护与加固的意义与目的    1 二、边坡稳定性概述    1 1. 路基边坡损坏形式及特点    1 1.1 路基边坡破坏    2 1.2路基边坡坍塌………………………………………………………………………..2 2 边坡稳定性    2 2.1边坡稳定性    2 2.2 内力变化    3 2.3影响边坡稳定性的因素    3 3.边坡稳定性分析常用方法    4 3.1 边坡的稳定性分析目的    4 3.2 边坡稳定性的分析方法    4 4 稳定边坡的措施    5 4.1坡比与台高    5 4.2防护与加固    6 三、 路基边坡的防护与加固    7 1.边坡防护与加固的基本    7 2.坡面防护    8 3.冲刷防护    9 4. 挡土墙    11 5. 边坡防水    11 6.  锚杆加固    12 四、边坡防护整治工程实例分析    13 1 .工程概况    13 2 .边坡工程    14 3.边坡稳定性分析评价    14 4.加固与措施    16 五、结论    20 六、参考文献    20 边坡防护与加固原理及技术分析 一、边坡防护与加固的意义与目的 随着人口的增长和土地资源的开发，边坡问题己变成同地震和火山相并列的全球性三大地质灾害(源)之一。近年来，随着人类工程活动规模的不断扩大和场区工程地质条件的限制，因边坡失稳引起的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害给人们的生命和财产带来了巨大损失，边坡的稳定性问题日益突出。它涉及高层建筑基坑边坡、公路边坡、铁道边坡、水电工程边坡、矿山开采工程边坡。在工程施工过程中，边坡稳定与加固一直是影响工程质量与进度的关键因素，我国在边坡稳定性分析与评价、滑坡的预测预报以及边坡的工程治理技术等方面都取得很大的进展，边坡工程理论研究作为解决工程问题的基础，我们应该给以极大的重视。 保证边坡的安全，才能保证建筑工程的安全，所以，边坡加固意义重大。据报道，我国的滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害，正随着资源的开发而加剧，我国每年由此造成的损失近300亿元，对国民经济造成了不可估量的损失。近十年来，全国400多个市、县受到严重侵害，有近万人死亡，一半以上的地质灾害是人为因素造成的。我国社会主义经济建设的大规模发展，边坡研究、治理的作用与地位日益显得重要。在水电站工程、铁道工程、公路工程筹建设中，经常需要开挖边坡。边坡的稳定性分析与边坡治理常常是工程成败的关键技术，也是确保工程安全和降低建设费用的重要环节。 二、边坡稳定性概述 1. 路基边坡损坏形式及特点 1.1 路基边坡破坏 主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷，使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟，冲沟不断发展最终导致边坡破坏，进一步造成路面塌陷，直接影响了行车的安全。沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤，还要受到洪水的威胁，这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚，导致边坡破坏。边坡破坏还与路基填料的性质，路基高度，路基压实度有关。 一般来说，砂性土路基边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏；较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷；压实度较好的边坡比压实度差的边坡更耐冲刷。冲刷破坏一般发生在较缓的土质边坡上，如砂型土边坡，亚粘性土边坡，黄土边坡等。 在日常大气降水和风化作用下，沿坡面径流方向形成许多水冲沟，如平常不注意养护或养护不到位，日积月累，逐年扩大。加上冬季积雪，造成坡脚湿软，路基强度降低，上部土体失去支撑，最终发生破坏。同时，高速公路行驶的汽车溅起的雨雪水，也会冲刷坡脚。因此，对土质路基来说，边坡坡脚是边坡的最薄弱环节，应加强养护。 1.2 路基边坡坍塌 一般分为三类；滑动型、落石型、流动型坍塌。这三类情况可单独存在，也可同时在一种情况中出现。 滑动型坍塌，在路基挖方段，尤其在深挖石质地段，由于岩层在外力的作用下剪断，沿层间软石发生顺层滑动，造成坍塌。施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性，当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时，堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。 落石型坍塌，一般指较陡的岩石边坡，易产生落石的岩石必然是节理、层里、断层影响下裂隙发育，被大小不一的裂面分割成软弱的短块。裂隙张开的程度，肉眼看不出来，在平常的养护中，也很难发现。由于渗水，反复冻融，造成长时间的微小移动，裂缝逐渐扩大。在夏季，雨水会经常充满裂缝，产生侧向静水压力作用。最终造成坍塌。一般裂隙发育岩体、硬岩下卧软弱层，更易发生落石现象，此类破坏形式，对行车安全构成很大威胁，必须严格控制。在日常养护中，应加强巡视，尽早发现，提前处置。 流动型坍塌，为砂、岩屑、页岩风化土等松散沉积土，由于大雨冲刷，产生流动，造成坍塌。下雨造成的坍塌，多为这类坍塌，在日常养护中很容易发现，应及时处置。由上分析，在边坡防护设计中，既要做好坡面防护设计、排水防水设计、控制好水的问题，又要根据地质条件、岩体性质、岩层状况，边坡高度，做好边坡坡面设计。 2 边坡稳定性 2.1边坡稳定性 边坡稳定性是指在各类工程结构实体中，边坡受到对工程可靠度，安全度以及经济效益能产生的影响因素下，其稳定性发生的相应变化。工程结构实体由于表面倾斜，在自身重量及其它外力共同作用下，整个尸体结构都有从上向下滑动的趋势，如果实体结构体内部某一表面的滑动力超过结构实体抵抗滑动的能力，就会发生滑坡。[1] 2.2 内力变化 边坡在形成的过程中，其内部原有的应力状态发生了变化，引起了应力集中和应力重分布等。为适应这种应力状态的变化，边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏，这是推动边坡演变的内在原因；各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化，这些条件是推动边坡演变的外部因素。 2.3影响边坡稳定性的因素 日常生活中，边坡随处可见，在道路桥梁工程、矿山建设工程、 建筑工程、水利工程等众多工程领域中，均存在大量的边坡，其稳定性将对工程都有重大的影响。在三大自然灾害中，滑坡灾害同样严重地危及到国家财产和人们生命的安全，所以对工程实体的边坡进行稳定性分析研究是十分重要的。通过对边坡稳定性进行分析评价，总结变边坡稳定性的影响因素，合理安排预防措施，将会大大避免滑坡等自然灾害造成的损失。下面是对影响因素的简要总结： （1）地质条件：岩土体的工程地质性质，地质构造。坚硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主；软弱岩石边坡失稳以应力控制型失稳为主。对其它因素给定的边坡，岩土体的工程地质性质越优良，边坡的稳定性越高。 （2）水文地质条件；水文地质条件包括地下水的赋存、补给、径流和排泄条件。地下水的富集程度与气候条件、水文地质条件有关。由于岩土体的力学性质受水的影响很大，地下水富集程度的提高一方面增大坡体下滑力，另一方面降低软弱夹层和结构面的抗剪程度，引起孔隙水压力上升，降低滑动面上的有效正应力，导致滑动面的抗滑力减小。因此，地下水富集程度的改变相应地引起边坡稳定性发生改变。 （3）地貌因素；边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响是显而易见的，不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力，并引起张裂缝；在坡脚产生的强烈的剪应力，会形成剪切破坏带，这些作用极大地降低了边坡的稳定性。边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构面控制型失稳。 （4）气候因素；大气降雨是地下水的主要补给源。气候类型不同，大气降雨量也不同。由于不同地区的大气降雨量不同，即使其他条件相同，边坡的稳定性也不同。暴雨或长期降雨以及融雪过后，会出现边坡失稳增多的现象，这说明大气降雨等对边坡的稳定性有很大的影响。边坡稳定性会随着温差变化、 降雨雪及冻融等因素的强度的变化而变化。季节变化导致的强降雨雪、冰冻将会影起水位的上升，将会产生边坡不稳定的趋势大气降雨、融雪的增加提高了地下水的补给量，一方面降低岩体的强度，增大孔隙水的压力，使边坡滑动面的抗滑能力降低；另一方面增大边坡的下滑力，两者结合起来极大地降低了边坡的稳弱，从而导致裂隙增加，扩大，影响边定性。 （5）风化作用；风化作用使岩土的抗剪强度减弱，裂隙增加、扩大，影响边坡的形状和坡度，透水性增加，使地面水易于侵入，改变地下水的动态；沿裂隙风化时，可使岩土体脱落或沿斜坡崩塌、堆积、滑移等。 （6）人类的工程活动因素：削坡，不当的削坡往往使坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿，减小坡体滑动面抗滑力，而边坡下滑力却没有相应减小，这样使边坡的稳定性降低。当结构面或软弱夹层的覆盖层被切穿时，结构面与边坡面构成不利组合，导致边坡产生结构面控制型失稳。坡顶加载：对边坡稳定性产生的不利影响表现在两方面：一是在增加坡体下滑力的同时，没有成比例地增加滑动面的抗滑力；二是加大了坡顶张应力和坡脚剪应力的集中程度，使边坡岩土体破坏，强度降低，因而引起边坡稳定性降低。当坡顶加载物为松散物时，情况就更为严重，因为松散加载物能减少大气降雨的地表径流，增加大气降雨的入渗量，也会降低边坡的稳定性。地下开挖：地下开挖引起的地表移动和边坡失稳具有先沉陷、后开裂、再滑动的活动规律。地下开挖首先引起边坡地表运动，当地表移动到一定程度时，在边坡坡顶附近拉裂，并出现拉裂缝，坡脚附近出现剪切破坏带。当边坡岩土体破坏较严重时，拉裂缝与剪切破坏带贯通或近乎贯通，边坡滑动面的抗滑力急剧下降，边坡的稳定性显著降低，甚至失稳。 3.边坡稳定性分析常用方法 3.1 边坡的稳定性分析目的 （1）验算所拟定的边坡是否安全、合理、经济，边坡过陡可能发生坍塌，过缓则使土方工程量加大，不经济。（2）根据给定的边坡高度、土的性质等已知条件设计出合理的边坡断面。（3）对自然边坡进行稳定性分析和安全评价。[3] 3.2 边坡稳定性的分析方法 大致可以分为俩类：定性分析方法和定量分析方法。[1] （1）定性分析方法：定性分析方法是一种定性的分析方法。通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳机制进行分析，评价出所检测边坡稳定性现状及其可能的发展趋势等。自然历史分析法是通过对所检测区域的自然历史状况结合现在的破坏迹象做出综合评价和预测，从而得出边坡稳定性的总和评价。工程类比法是通过结合自身工程结构实体的现状以及地质环境等，和与此具有同等或相似的地质环境的结构实体进行对比归类，而得出的边坡稳定性综合评价。由此方法得到的稳定性分析结果具有较大的工程可实践性，是现在利用的比较广泛的边坡稳定性分析方法。  （2）定量分析法 极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及边坡上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。其基本原理是：设边坡的稳定安全系数为F，则当边坡土体的抗剪参数(摩擦因素ta n和粘结力C ) 降低 F倍后，边坡内某一最危险滑面上的滑体将濒于失稳的极限平衡状态。在极限平衡分析中需要假定滑裂面，如果滑裂面为任意形状，则为了确定沿滑裂面的应力分布，需要将滑动土体分成若干垂直土条，通过分析作用于土条上的力来建立平衡方程，此及条分法。数值分析法是利用计算方法求出边坡的应力分布和变形情况研究岩体中应力和应变的变化过程，求得各点上的局部稳定系数，由此判断边坡的稳定性。  （3）有限单元法：有限单元法是目前应用最广泛的数值分析方法。该方法最早应用在边坡岩石土体的稳定性分析中。也是目前最广泛使用的一种数值分析方法。有限单元法的基本思想是将一个连续体离散化，变换成有限数量的有限大的单元集合，这些单元之间只通过结点来连接和制约，用变换后的结构系统代替实际的系统采用标准的结构分析来进行处理。有限单元法(FEM)的缺点是不能很好地求解大变形和位移不连续等问题，对于无限域、应力集中问题等的求解不甚理想。 （4）边界单元法：边界单元法(BEM)是70年代发展起来的一种数值方法，其只需对研究区的边界进行离散化，具有输入数据少的特点。计算精度较高，在处理无限域方面有明显的优势。边界单元法(BEM)的缺点是处理材料的非线性、不均匀性、模拟分步开挖等方面较弱，不能求解大变形问题。 4 稳定边坡的措施 4.1坡比与台高 首先值得一提的是, 公路边坡不可以太陡, 但也不是越缓越好。相比填方边坡采用1∶115～1∶2 已基本够用, 而挖方边坡特别是高边坡却值得认真分析。下面根据不一样地质情况就挖方边坡提出建议方案（进行工作的具体或对某一问题制定的）,总的原则是坡度设置不宜太缓,而用增加台数的方式来处理稳定难题, 这样可减少斜坡面汇水面积, 对边坡稳定有利。 土质或强风化石质边坡 第一台台高6m, 坡比取1∶0175～ 1∶1; 以后各台台高不大于8m , 坡比取1∶1～ 1∶1125。 石质边坡 第一台台高8 m , 坡比1∶015～ 1∶0175, 以后各台台高不大于12m , 坡比1∶0175～ 1∶1, 较完整岩石可略陡。各种地质条件下的第一台碎落台宽度均考虑设置3 m , 别的各台2 m。 4.2防护与加固 .加固 防护是在边坡自身稳定的基础上进行的, 首先应当考虑边坡的加固, 加固的方法很多, 较可行的方法有： 抗滑墙、抗滑桩、预应力锚索、压浆锚柱等。这里值得一提的是“边坡防排水”也应作为间接加固边坡的一种方法赐与重视。边坡坍塌几乎都是在雨季出现, 因此, 其作用是显而易见的。对防排水系统的设置为, 坡顶截水沟按常规方式设置, 而坡面碎落台截水沟不必每台都设置, 在第一台上设置一道水泥混凝土截水沟即可。以上  各台浇筑坡度2％、厚度10cm 的水泥混凝土封闭, 在边沿设置拦水带, 每20 m左右设一道竖向排水沟, 将水排入第一台截水沟就能达到抱负的排水效果; 另外, 所设竖向排水沟还可起到对边坡加肋的作用, 取消高边坡碎落台上的截水沟可以避免由于施工质量不佳而造成的渗漏水现象。另一个非常值得重视的难题是, 在土质或强风化岩石上边坡的坡脚也便是路基侧沟边沿, 应设置抗滑墙或抗滑桩, 以避免牵引式滑坍的产生。 .防护 以往的边坡防护主要考虑防冲洗、防风化即可,现在的边坡防护还要考虑美观和环保难题。为了减小水对边坡的危害, 还应加上防渗水难题。根据以上几个方面的要求, 对边坡防护提出下列建议。  .下边坡 下边坡采用菱形网格加植树防护并加密排水沟。 .上边坡 上边坡第一台, 根据不一样地质情况采用护面墙、浆砌片石护坡、窗孔肋式护坡、六角空心砖护坡等防护形式; 以上各台, 仍根据不一样地质情况, 采用菱形网格、窗孔肋式护坡、喷射混凝土等防护形式。上述防护形式除护面墙、浆砌片石护坡和喷射混凝土外, 别的都可在其上加植树防护, 以恢复自然环境和美化公路。再者, 稳定性较好的岩石边坡不必再进行圬工防护, 只需在部分低凹处放置一点耕植土, 种植耐旱性较好的爬藤植物即可起到绿化美化的作用。边坡对高速公路的作用很大，设计单位要重视前期勘察工作, 尽量将地质、气候、水文等情况掌握详细些,尽量减少高填深挖, 而用桥梁和隧道代替,这样既可以减少对自然环境的破坏, 也可消除或减轻为搞好边坡防护与加固带来的难题, 从而减少高速公路的隐患。边坡工程研究的理论基础需要多种学科的相互结合，相互渗透，不仅包括工程数学、工程力学、工程地质学、岩土力学，还应结合计算机仿真技术，岩土工程测试技术等手段。经过 多年的研究和发展，从边坡的规律性分析，到边坡的变形破坏机制的研究，以及边坡稳定性评价和预测预报，均取得了令人瞩目的成果，已初步形成边坡工程独立的学科体系。这一体系包括下列四个部分： 边坡（或滑坡）的区域分布规律性研究；边坡的变形破坏机制研究； 边坡的稳定性评价和预测预报； 边坡工程治理。事实上，边坡工程研究理论和治理技术多种多样，各有其优点和局限性，系统和完善边坡工程领域的理论研究和应用开发是一项艰巨的任务。 三、 路基边坡的防护与加固 1.边坡防护与加固的基本要求 、路基防护应按照设计、施工与养护相结合的原则，深入调查研究，根据当地气候环境、工程地质和材料等情况，因地制宜，就地取材，选用适当的工程类型或采取综合措施，以保证路基的稳固。不要轻易取消或减少必要的防护工程措施，而给养护遗留繁重的工作量。 、路基防护措施是根据沿线不同土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料、气候等因地制宜选择，应密切结合路面排水作综合考虑。   、护坡方法应优先考虑采用植物防护，当土质不宜植物生长及难以保证边坡稳定时，要考虑经济性、施工及效果，采用圬工防护或相应的辅助设施。 、在防护方案设计时，应参照上述设计原则，初步选出护坡方法。在施工阶段，要对每个边坡的排水、土质等调查，根据调查结果变更原设计。  、在不良的气候和水文条件下，对粉砂、细砂与易于风化的岩石边坡，以及黄土和黄土类边坡，均宜在土石方施工完成后及时防护。路堑边坡应根据边坡岩层组成及坡面弱点分布情况考虑全面防护或局部防护。  、对于土路堤的坡面铺砌防护工程，最好待填土沉实或夯实后施工，并根据填料的性质及分层情况决定防护方式。铺砌的坡面应预先整平，坑洼处应填平夯实。 、对于不宜采用植物或混凝土网格中空植草的破碎岩路堑边坡，应综合考虑地形关系、基岩风化破碎程度、地震、暴雨、漏水、施工难易及经济性等因素，慎重选择喷浆(混凝土)、护面墙，落石防治等方案。  、混凝土网格中空植草护坡的目的，是防止受雨水侵蚀和风化严重的土质产生沟槽，及不适宜植物生长的土质和由于周围环境需要绿化的地方。该护坡方法不能承受土压力且造价高于植物护坡，使用时须充分分析。 2.坡面防护 2.1 种草及铺草皮 种草和铺草皮防护适用于边坡稳定，坡面冲刷轻微，且宜于草类生长的土质路堤和路堑边坡，用以防止表面水土流失、固结表土、增强路基的稳定性。铺草皮的方法常用的有平铺草皮、平铺叠置草皮、方格式草皮和卵(片)石方格草皮等四种形式。 选用草籽应注意当地的土壤和气候条件，通常以容易生长、根部发达、叶茎低矮、枝叶茂密的多年生草种为宜，最好采用几种草籽混合种植，使之生成良好的覆盖层。 种草坡面防护适用于边坡稳定、坡面冲刷较微且边坡高度不高、坡度不陡于1：1.25、适宜种草的土质边坡或经改良的边坡；一般要求边坡高度不高(<6m)、不浸水或短期浸水，边坡上已扎根的种草坡面防护可容许缓慢流水的短期冲刷。种草坡面防护一般不适于岩石边坡防护，若要在岩石边坡中适用，需使用针对岩石边坡研发的生物防护技术。 种草常用的几种播种方法：①撒播；是最简单易行的方法，适用于比较松软的土质边坡。②沟播；适用于土质比较坚硬的边坡上，须对沟内土体进行换土处理，使草籽易于发芽生长。③喷播；适用于人员作业不便，或因边坡土质过于贫瘠、或是岩石边坡上。④植生带；在暴雨强度较大的地区，可在坡面上铺设草坪植生带进行种草。 种草进行坡面防护的特点：施工简单方便、成本低、劳动强度小、施工进度快、美化路容与保护环境，具有较好的经济效益与社会效益，因此，在有条件的地方应尽量使用。 为克服边坡种草难以成活和不能立即发挥防护作用的缺点，可以用栽草代替种草。在苗圃的大批草籽成活后，拔草移栽在边坡上。与种草相比较，栽草可以较快地形成绿化带，较早发挥边坡防护的作用。 2.2 植树 在路基边坡上合理地植树，对于加固路基有良好的效果。也可和种草、铺草皮配合采用，使坡面形成良好的防护层。植树适用于土质边坡及严重风化的岩石边坡和裂隙粘土边坡，有利于及早成林，起到良好的防护作用。 植树的形式可以是带状或条形，也可以栽成连续式。植树防护除选用适合当地土壤和气候的树种外，还应注意保持树间合适的距离。 2.3 抹面与捶面 易于风化的岩石(页岩、泥岩、泥灰岩和千枚岩等)软质岩层的路堑边坡防护，可用混合材料抹面。对易于冲刷的边坡和易风化岩石坡防护可用混合材料捶面。 抹面或捶面的边坡坡度不受限制，但不能承受荷载和土压力，故要求边坡必须是稳定的、坡面应该平整干燥。 抹面用混合料有石灰炉渣混合灰浆、石灰炉渣三合土或四合土，以及水泥石灰砂浆等。捶面用混合料有水泥炉渣混合土、石灰炉渣三合土或四合土等。 为了防止抹面表面开裂、增强抗冲蚀能力，可在表面涂以软化点稍高于当地气温的沥青保护层。抹面和捶面防护工程应经常检查，发现裂缝、开裂或脱落应及时灌浆修补。 3.冲刷防护 公路路基和边坡的冲刷防护技术设施包括护面墙、干砌片石、浆砌片石、水泥混凝土预制块和土工织物等。 3.1 护面墙防护 为了覆盖各种软质岩层和较破碎岩石的挖方边坡，免受大气因素影响而修建的墙，称为护面墙。护面墙多用于风化的云母片岩、绿泥片岩、泥质页岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩石，以防止继续风化。 护面墙有实体式、孔窗式、拱式和助式等。实体式护面墙用于一般土质及破碎岩石边坡:孔窗式护面墙用于坡度小于1:0.75 的边坡，孔窗内可采用捶面(坡面干燥时)或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩石较完整而需要防护上部边坡或通过局部软弱地段；边坡岩层较完整且坡度较陡时可采用肋式护面墙。 护面墙除自重外，不承受其它荷载和墙后的压力。因此，护面墙所防护的挖方边坡陡度应符合极限稳定边坡的要求。 3.2 干砌片石防护 较软的土质路基边坡因雨水冲刷会发生泥流、拉沟与小型溜坍，或有严重剥落的较质岩层边坡，周期性浸水的河滩等均可采用干砌片石防护。 单层干砌片石护坡的厚度一般为0.15m，双层铺砌护坡的上层为0.25~0.35m、下层为0.15~0.25m。铺砌层的底面应设垫层，其材料通常用碎、砾石或砂砾混合物等。 3.3 浆砌片石防护 路基边坡小于1:1的土质或岩石边坡的坡面防护采用干砌片石不适宜或效果不好时，可采用浆砌片石护坡。若与浸水挡墙综合使用，以防护不同岩石和不同位置的边坡，可收到较好的效果。 浆砌片石护坡的厚度一般为0.2~0.5m，用于冲刷防护时根据水流速度大小或波浪大小确定，最小厚度一般不小于0.35m。采用浆砌片石护坡时应在路堤沉实或压实后施工，以免因路堤的沉降而引起护坡的损坏。 3.4 水泥混凝土预制块防护 在选择设计路基边坡冲刷防护类型时，有些地区缺乏片石、块石材料，此时可选择水泥混凝土预制块防护。它比浆砌片石防护能抵抗较大的水流速度和波浪的冲击（其容许水流速度在4~8m/s以上、容许波浪高度可在2m以上），还能抵抗较强的冰压力。 水泥混凝土预制块可制成边长不小于1m、厚度大于6cm的方块，并配置一定的钢筋。为了减小水流或波浪对预制块的冲击与上浮力，在预制板块时可留出整排的孔眼。 3.5 土工织物防护 土工织物是由高分子合成纤维制成的一种新型建筑材料，广泛应用于公路工程中的排水、过滤、分隔、加固和防护等。就防护而言，土工织物能减轻或分散传递到被保护材料上的应力和应变，或用于表面防护——设置在岩土上的土工织物，防止土体表面受到诸如气候、轻交通荷载等作用的损害，或用于界面防护——设置在两层材料之间的土工织物，防止其中一种材料受到另一种材料的集中应力作用或承受更大应变而带来的损害。 用土工织物加固公路路基边坡时，应修建在承载能力较高的路基边坡上：首先在清理好的原地面上摊铺织物，靠着临时挡土横板倾倒填筑材料，并振动压实到层厚的一半。在此阶段，前面上半层铺放铺筑材料并把后面织物折叠过来，然后填完整层材料并压实。最后将临时活动模板安放在修筑层之上的前末端，开始修筑另一层。 使用土工织物加固公路路基边坡，施工方便、少占土地、节约投资，是一种具有发展前途的公路路基边坡技术。 4. 挡土墙 挡土墙是一种一墙体自重来抵抗岩土的压力，防止边坡塌滑，是边坡保持稳定的饿、人工构筑物。路基边坡加固常用的挡土墙，一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝几部分组成。墙体常用的材料有片石砌体、片石混凝土或混凝土墙体结构，构造材料根据边坡所处的环境地质及建筑材料采集难易性和经济性比较，设计确定。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 5. 边坡防水 边坡一般是倾斜坡面的土体或岩体边坡，由于坡面倾斜，在坡体本身重力及其他外力作用下，整个坡体有从高处向低处滑动的趋势，同时，由于坡体土(岩)自身具有一定的强度和人力的工程措施，它会产生阻止坡体下滑的抵抗力。一般来说，如果边坡土(岩) 体内部某一个面上的滑动力超过了(岩) 体抵抗滑动的能力，边坡将产生滑动，即失去稳定；如果滑动力小于抵抗力，则认为边坡是稳定的。 边坡的稳定是一个比较复杂的问题,影响边坡稳定性的因素较多，简单归纳起来有以下几个方面：边坡体自身材料的物理力学性质；边坡的形状和尺寸；边坡的工作条件；边坡的加固措施等等,在这其中水是边坡失稳的重要因素之一。现在简单分析水流对边坡稳定性的影响边坡。 一般说，水对边坡的影响主要分以下两个方面：一是使得边坡土体剪应力增加；另一个是使得边坡土体本身抗剪强度减少。 边坡中的土是由于岩石的风化、剥离、搬迁、沉积等地质作用而形成的，与土层的深度、土的紧密情况不同，越到表面土越松散边坡。由于地表水流的作用下，水在坡表面流动的过程中不断地冲刷整个坡面的松散物质，存在一定的沟槽和低凹地,当水超过了低凹地或沟槽的蓄水能力，不仅形成一定向下的荷载，而且水存在岩土体的孔隙中时,会对岩体产生静水压力，即孔隙水压力。其作用方向与孔隙面相垂直，大小与孔隙水水头有关，水头越高，则静水压力越大，静水压力会对岩体产生一个下滑推力，当孔隙水压力剧增时引起滑坡，从而降低岩体的稳定性一般边坡岩土体的滑坡都是从坡顶裂缝开始。 水流渗进土体，使土体的密度增加，这是增加土体剪切应力的主要因素。水对岩质边坡的影响较小,这是因为岩质边坡的强度较高。当地表水在岩石坡面排泄受阻时，会加大岩体的重量,增加坡体的下滑力。对于遇水容易软化的岩层，地下水常可以使岩石内部的联结变弱,强度降低，从而导致土体康剪强度降低。 地下水在渗流过程中会对岩土体颗粒施加一个动水压力。它是一个体积力，其大小与流动水的体积、水的容重和水力梯度有关,其方向与水流的方向一致。结构面的填充物在水的浮力作用下，重量降低，动水压力稍大时，就会带走结构面中的填充物颗粒，侵蚀掏空岩块之间的填充物；同时动水还会磨平粗糙的岩石面,使其变得光滑，降低了岩石的摩擦系数,减小了岩体的抗滑力，降低了边坡的稳定性。由于水流对边坡稳定性的影响非常大，所以边坡工程对水流的防治是边坡稳定的重要方面。 6.  锚杆加固 锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，这种受拉杆件的固定端称为锚固端(或锚固段)，另一端与工程建筑物联结，可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力，利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。 锚固按结构形式可分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固(锚索)4类： （1）锚固洞  锚固洞加固，是治理边坡稳定的一种有效措施。在锚固洞加固的过程中应遵循由内向外、自上而下、循序渐进、逐层加固等原则，同一搞成结构面的锚固洞应跳洞开挖施工，避免不利结构面上已有抗滑力的削弱，从而影响边坡的稳定。 （2）喷混凝土护坡  喷混凝土护坡是一种生产效率高，施工速度快，不用模板，并把混凝土运输、浇筑、捣固结合在一起，实现机械化连续施工的新型混凝土施工工艺。因其是依靠一定的冲击速度喷射而成的，因而其作为临时支撑比木结构强度高，比钢结构经济。作为永久支护时，比现浇混凝土衬砌的早期强度高。配合使用锚杆。可以减少洞室开挖量，减薄衬砌厚度，节约水泥用量。特别是喷混凝土施工时，可以不用模板，不立拱架，加大了洞内的有效空间，施工时能紧跟开挖面进行喷射，减少岩石暴露风化的时间，及时控制围岩的变形。 （3）预应力锚固 预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架，由框架对不稳定坡体施加一个预应力，将不稳定松散岩体挤压，是岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定液体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。采用预应力锚索进行边坡加固，其优点有：在高边坡或隧洞洞口明挖中采用，可增加边坡稳定。从而减少开挖量，也为提前进洞创造条件；可在水库正常运行条件下用于混凝土坝体或坝基加固；用于修补混凝土裂缝或缺陷，可将集中荷载分散到较大范围内；加固洞室。改善洞室的受力条件等。这些优点使其在高边坡加固中得到广泛应用。 四、边坡防护整治工程实例分析 在公路工程建设中,滑坡是山区公路的主要病害之一,滑坡常使交通中断,大规模的滑坡,可堵塞河道、摧毁公路,对山区建设和交通设施危害极大。对滑坡的处理,一般是采用“防治结合,以防为主”的原则,应重视滑坡的调查工作,查清产生滑坡的原因,采取适当的处理措施。以下是边坡防护整治工程的一个实例分析。 1 .工程概况 某公路k137 + 720～k137 + 880 左上边坡长约160 m ,坡高25～35 m。地貌上属低山丘陵地带,地形起伏较大。本路段属深挖路堑,左上边坡设计开挖台阶放坡坡度自下而上分别为:1∶0. 5 、1∶1 、1∶1. 5共3 级,设计台高10 m/ 级。在边坡已基本按设计坡度开挖好并对第二、三级边坡进行面浆砌片石防护。施工过程中,由于当地连降大雨(雨季来临) ,边坡的上部出现了裂缝,已用片石砌好的面发生鼓起开裂现象。随着时间的推移和降雨的影响,裂缝加大,第一级边坡已大面积塌落,严重威胁到了边坡的稳定和安全。根据已钻孔的5 个钻孔地质资料和几场大雨过程监测及进一步地面地质调查,发现边坡实际地质情况有一定变化,滑体厚度要比原来估计的厚。几场大雨后,边坡的滑动又有新发展,边坡面的开裂、鼓起等现象已延伸到第三级台阶面(即最上一级台阶) ,并破坏了原浆砌片石护坡。现场调查表明,新出现的坡面裂缝呈弧形,走向与坡面走向基本一致,其分布范围大致在k137 + 825～k137 + 900 之间。在一级台阶面约k137 + 825～k137 + 900 一带,由于坡体物质为松散破碎的泥夹石,已发生较大崩塌。另外,坡顶台面已填平的原裂缝,也出现重新开裂的现象。 2 .边坡工程 水文地质条件k137+720～k137+880左上边坡属峰丛尘洼地、谷地地貌区,处于峰丛斜坡地带,地面高程327～340m ,山坡顶部高程354.78 m ,自然边坡稳定。在边坡的上部,存在一宽约10～15m 的平台,平台向内倾斜紧靠平台内侧为一灰岩陡壁。根据现场地质调查和边坡面揭露情况,边坡的地层主要岩性为碎石土(全风化硅质砂岩)、灰岩及粘土,以碎石土为主,偶有灰岩小面积零星出露(主要在第一级边坡),呈不连续分布,产状71°∠78°,中层状,一部份岩石呈弧石状态存在,与土成互夹层。碎石土淡黄～黄红色,中密状态,裂隙发育,粘土主要分布在灰岩间隙间,含水量较高。该段边坡处于区域地下水位以上,不受区域地下水的影响,但边坡所在地区气候温和,雨量充沛,夏季降雨强度大年平均降雨量达1200 mm 以上,是影响边坡稳定主要因素之一。施工期大雨过程观测及地面地质调查显示,边坡滑动范围为:坡底限于k137+810～k137+915 ,坡顶宽度为k137+830～k137+ 895,纵深到坡缘后直立岩壁,纵深厚度17～20m ,宽度为30～35m ,后缘主滑动裂缝宽0.3～2.7m ,垂直错距0.1～0.5m。地质调查发现,k137+810～k137+915 段为断层破碎带,岩体强烈皱断。其中k137 +830～k137+900尤为严重,岩石破碎,裂隙张开并有泥质充填。由于有泥质掩盖,断层产状难以测定,但坡面可见一组明显的引起滑动的顺倾断层擦痕面,产状为225°∠55°。在半个月内的三次强降雨过程后,k137+875～k137+915段出现较大范围下滑,滑体后缘达到边坡第二级平台以上6 m ,滑动距离1～2m。使该段边坡极不稳定。钻探资料显示: 钻孔ZK1 、ZK6 、ZK16 、ZK27 、ZK28 揭露的岩石面埋深分别为17.0 m、17.5 m、20.5 m、16.1 m、17.1 m ,些深度位置相当于边坡第二级平台以下3～5 m ,与边坡岩石出露位置基本一致,这说明坡后缘陡立岩壁在地面以下仍然较陡,坡体内岩层面比较平缓。 3.边坡稳定性分析评价 3. 1边坡稳定性分析 根据现场勘测和近期监测结果,结合以往相似边坡治理经验,经综合分析认为,边坡坡体的岩性特征、特殊的坡顶地貌和大气降雨的共同作用,影响本边坡失稳的主要原因有: 1) 边坡坡体的地层岩性以碎石土为主,碎石土裂隙、孔隙发育,雨水易于往土体中下渗,致使边坡土体含水量增高,容重变大,而强度和摩擦力降低,从而使边坡失稳。 2) 在边坡的上部,存在一宽约10～15m的平台,平台向内倾斜,紧靠平台内侧为一灰岩陡壁,这样边坡的上部平台就形成了一个自然的汇水体,在下大雨时,山顶和平台的水便汇集在边支的上部平台处,沿着岩土体的裂隙、孔隙往坡体内渗流,由于水的作用造成边坡失稳。 3) 断层破碎带及其顺倾裂隙的存在破坏坡体 下部岩石的整体稳定性,降低其支撑能力,使边坡失稳。综上所述,可以判断,目前滑坡发展的机理是:一级台阶的崩塌,导致上部坡体失去支撑,离崩塌最近的坡体重新失稳位移,并牵动其后部坡体逐级向下滑动。属典型的牵引式滑坡。 3. 2 边坡系数计算 3. 2.1 岩质滑坡 根据极限平衡法计算，需考虑应力沿滑面施加的抗滑力和垂直滑面施加的法向阻滑力。稳定系数计算如下： 应力锚索对滑坡示意图 3. 2.1 最优锚固脚 1）理论公式 理论分析表明，锚索倾角满足下式时是最经济的： 式中：θ ——锚索倾角（°）； α ——滑面倾角（°）； Φ ——滑面内摩擦角（°）。 2）实际经验 对于自由注浆锚索，锚固角倾角应大于11度，否则应增设止浆环进行压力注浆。一般不小于15度，不大于45度。 为计算方便,在滑坡剩余推力计算中,把假定滑动面简化为折线形,进行滑坡剩余下滑力计算(计算过程在这里不再详细列出)。经实验和计算,上部土层C 为65 kPa ,< 为22°;下部土层C 为35 kPa ,< 为15°,安全系数按1.2 控制。由计算结果知道,本边坡k137 + 850 坡脚处的剩余滑坡推力约为420 kN。 4.加固方案与措施 从上述边坡的地质条件和地形地貌分析,造成本边坡失稳的主要原因是边坡特殊的岩性组合和水的作用,所以整治加固方案针对坡体加固及治水方面考虑,拟定了两个处治方案(原设计方案为挡土墙加护面墙方案) 。 4. 1 　锚杆、锚索加固及卸载方案(图1 、图2) 图2 中, AOA′横断面图为原防护方案, BOB′横断面图为现防护方案, COC′横断面图为现防护方案。图1.坡面俯视图。 1) 清理修整坡面:根据边坡破坏情况,把坡面上已松动的岩土体清除出坡体。第二级平台以上10 m 设第三级平台,第三级平台以上进行削坡处理,坡比1∶2 ,并植草绿化。 2) 锚杆喷射混凝土加固:第一级边坡按3 m ×3 m 呈梅花状布置4 排锚杆,锚杆孔径100 mm ,孔深12 m ,倾角30°,设计抗拔力50 kN。第一级边坡坡面采用挂网喷射混凝土加固,钢筋a6.5 I 级圆钢,按200 mm ×200 mm 布置。 图.1 坡面俯视图 A-A′横断面 B-B′横断面 C-C′横断面 图.2 边坡横断面示意图 3) 锚索加固:在第一边坡平台以上5 m ,呈梅花状布置4 排锚索,并用砼锁 梁连接,锚索设计抗拔力450 kN ,排距5 m ,孔距4 m ,锚索孔径110 mm ,倾角30°,孔深20～35 m ,设计锚固段6 m(施工中应保证进入完整基岩6 m) 。 4) 灌浆加固:在边坡顶部平台,已施工了5 个钻孔,已经达到灌浆加固和勘探的目的,该边坡不再进行钻孔灌浆。 5) 路基以上3 m 及边坡第一级平台各布置一排泄水孔,孔距10. 0 m ,孔深8～10 m。 6) 绿化方案:在边坡第一级平台及各排锚索位置设置种植槽,种植迎春花、爬山虎等草本植物进行坡面绿化。 4. 2 挡土墙加抗滑桩方案(图3) 本方案采用坡脚设置挡土墙,另在第二级平台设置一排抗滑桩,抗滑桩采用1. 6 m ×2. 0 m 矩形桩,间距5 m ,桩长16 m ,共设18 根,挡土墙长110m ,高8 m ,另在第一级平台以上采用满铺草皮。 图.3 挡土墙加抗滑桩方案 五、结论 边坡稳定性的影响因素很多，边坡加固的方法也多种多样，不同的工程我们应以不同的方法应对。如今，我国正面临前所未有的发展态势，由此也带来了环境的破坏，自然灾害增多，所以，关于边坡稳定性及其加固的研究也将越来越重要，我们也能够当投入更多的经历，应对可能发生的边坡灾害。 六、参考文献： 【1】程良奎  岩土加固实用技术    地震出版社1994 【2】林宗元  岩土工程治理    辽宁科学技术出版社1993 【3】罗缵锦  路基边坡风化与防护  中南公路工程1997(4) 【4】杨航宇  公路边坡防护与治理  人民交通出版社2002