鄧楊勇
(重慶市市政設(shè)計研究院,重慶 400000)
巖土體邊坡穩(wěn)定性問題在地質(zhì)災(zāi)害管理中非常常見,通常會給工程帶來一定的額外成本或者對工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響[1]。巖土層的非正常變化會導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害,降低邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。施工單位必須根據(jù)工程實際情況,制定出完備的滑坡治理方案,從而提前預(yù)防自然災(zāi)害現(xiàn)象對工程的影響,增強邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
不管是巖質(zhì)邊坡還是土質(zhì)邊坡,影響其穩(wěn)定性的原因都是多種多樣的。其中包括有巖土的物理性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特點以及多雨季節(jié)的滲水等,為了減少地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生,采用一定的措施做好預(yù)防工作非常重要。
邊坡的物理性質(zhì)會因為地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化而出現(xiàn)一定的變化,邊坡的結(jié)構(gòu)強度也會因為地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化而降低。一般來說,邊坡中具有較高的清水礦物比例,同時也具有比例較高的黏土礦物,所以邊坡比較容易出現(xiàn)穩(wěn)定性問題,邊坡的穩(wěn)定性也會因此降低。如果地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些變化,將很容易造成滑坡地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。
巖體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)并非一成不變,而是處于不斷的變化中,所以最終出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)面形狀各異,但是結(jié)構(gòu)面的不穩(wěn)定性會導(dǎo)致邊坡內(nèi)部的結(jié)構(gòu)受到損傷,使得邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大大降低,地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化將會增加地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率[2]。巖體內(nèi)會出現(xiàn)很多不同的結(jié)構(gòu)面,從而對巖體的完整性產(chǎn)生一定的影響,同時這也是出現(xiàn)巖質(zhì)滑坡的重要原因,我國的西北秦嶺地區(qū)以及祁連山區(qū)等發(fā)生滑坡的原因基本是結(jié)構(gòu)面的變化。一般來說,結(jié)構(gòu)面在形態(tài)上的變化會使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體性被破壞,內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能會因此發(fā)生碎裂,從而降低了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,最終導(dǎo)致滑坡自然災(zāi)害的出現(xiàn)。此外,因為內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再完整,所以內(nèi)部很難保持穩(wěn)定,也將增加滑坡形成的概率。
如果施工的環(huán)境是在降雨較多的地區(qū)或者季節(jié),那么可能會在巖石內(nèi)部積累大量的水,而大量的降水會對巖石的內(nèi)部造成一定的損傷,最終導(dǎo)致巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)松散碎裂,出現(xiàn)滑坡自然災(zāi)害。
區(qū)域地震會使得巖石結(jié)構(gòu)在一段時間內(nèi)受到嚴(yán)重的破壞,受到地震波的強烈撞擊,邊坡沿途的結(jié)構(gòu)面會因此出現(xiàn)很多新的結(jié)構(gòu)面,從而導(dǎo)致滑坡現(xiàn)象。一般來說,六級以上的地震引發(fā)滑坡的可能性會比較大。除自然因素外,某些人為因素也會導(dǎo)致滑坡,比如人為導(dǎo)致的植被破壞以及引水澆灌等,都有可能成為滑坡發(fā)生的直接或間接原因。
滑坡產(chǎn)生的原因與巖土體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)之間有非常密切的聯(lián)系,滑動的程度及方向等都跟結(jié)構(gòu)面有關(guān),而且邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性常常受到滑動面形態(tài)的影響。
1)順坡結(jié)構(gòu)。一般來說,順坡結(jié)構(gòu)會比較容易形成滑動面,如果層面傾角<地面坡度,形成的滑動面會比較完整。如果成面傾角比較小,證明結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。如果結(jié)構(gòu)面的抗剪強度存在一定的缺陷,那么需要加強對軟弱面滑動的重視程度。
2)反坡結(jié)構(gòu)。反坡結(jié)構(gòu)一般具有較強的穩(wěn)定性。在外力的作用下,不同的結(jié)構(gòu)面會一同對巖土體進(jìn)行切割,從而出現(xiàn)組合滑動面。圓弧形滑動面一般在松散體滑坡中比較常見。某些基巖滑坡會因為切成的問題而出現(xiàn)弧形滑動面,利用壓腳的方法來降低上部的重量,能夠有效解決諸如此類的滑坡問題。
一般都是以阻滑力和下滑力的比例作為判定邊坡穩(wěn)定性的依據(jù),當(dāng)比例>1時說明邊坡穩(wěn)定,當(dāng)比例=1時說明邊坡正處于臨界狀態(tài),其余情況則證明邊坡不穩(wěn)定。
在施工的過程中,如果自然邊坡沒有辦法達(dá)到預(yù)想的要求,那就需要利用人工邊坡來代替。主要通過開挖、回填以及切削的方式,對原有的邊坡進(jìn)行一定程度的改造與重修。根據(jù)巖土的物理性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)形態(tài)等方面特征來選擇人工邊坡穩(wěn)定性的坡度。
邊坡支護(hù)方案應(yīng)設(shè)置合理。在設(shè)計邊坡支護(hù)方案的過程中,一般要根據(jù)實際情況以及環(huán)境來制定,并考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件以及支護(hù)情況等。
1)了解現(xiàn)場情況。為了充分了解現(xiàn)場情況,相關(guān)人員必須做好前期的現(xiàn)場勘察工作,全面了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況,總結(jié)與歸納施工情況并以此為基礎(chǔ)合理地設(shè)計邊坡支護(hù)方案。
2)堅持科學(xué)、安全、可靠的原則。在設(shè)計的過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守科學(xué)、安全、可靠的設(shè)計原則,如果邊坡遭受到重創(chuàng)將會帶來非常嚴(yán)重的后果,所以在設(shè)計的過程中應(yīng)格外注意。在正式設(shè)計的過程中,必須緊密結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕嶋H情況以及經(jīng)過勘查工作得到的相關(guān)數(shù)據(jù),并對現(xiàn)場監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)核對與檢驗。
3)做好材料檢測工作。在材料的配置方面仍然需要給予足夠的重視,材料的選擇應(yīng)嚴(yán)格按照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從而確保材料的適合性和質(zhì)量。
4)支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇。主要有四種方式:
①放坡開挖。該方法適用于場地較為開闊、區(qū)域內(nèi)無重要建筑物的情況,對穩(wěn)定性的要求較嚴(yán)格、經(jīng)濟(jì)性較高。
②水泥土圍護(hù)墻。深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是利用深層攪拌機將土和水泥進(jìn)行攪拌,從而形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。因為坑內(nèi)的支撐力較弱,所以可以利用機械設(shè)備快速挖土。該方法經(jīng)濟(jì)性較高,施工過程中也不會產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音與污染,所以在鬧市地區(qū)施工也不會對周圍居住環(huán)境產(chǎn)生太大的影響。水泥土圍護(hù)墻的缺點是位移相對較大,一般通過中間加墩、起供等措施限制位移。另外是厚度較大,紅線以及周圍環(huán)境允許才能使用,并且在施工過程中要注意對周圍環(huán)境的影響。
③高壓旋噴樁。高壓旋噴樁用的材料是水泥漿,利用高壓將水泥噴入土層,與土體混合形成水泥土加固體。該方法所用到的機械設(shè)備較小、占地少、產(chǎn)生的噪音也較低。但施工費用較高,而且因為空間較小所以容易產(chǎn)生污染。對于無填充物的巖溶地段永凍土和對水泥有嚴(yán)重腐蝕的土質(zhì)則不適用。
④鋼筋混凝土板樁。該方法的施工過程較簡單、施工時間較短。曾被廣泛使用于基坑工程,但在施工時會產(chǎn)生較大的震動,所以在城市工程中受到限制。另外因為一般要在工廠預(yù)制材料,再運輸?shù)焦さ刂校猿杀鞠鄬^高。
在地質(zhì)災(zāi)害治理的工程中,施工人員應(yīng)高度重視排水工作。結(jié)合長期積累的施工經(jīng)驗,研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水的侵蝕一般是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要原因。因此,如果在治理時能夠合理規(guī)劃和排放水,將會有效減少因為水的侵蝕而導(dǎo)致山體發(fā)生滑坡的現(xiàn)象。在實際的排水作業(yè)中,一般通過人工挖掘引水渠,將積存的水排放出來,以降低巖石內(nèi)部水的存量,從而盡可能降低積水對施工山體的傷害,此外,也可以通過抽水設(shè)備以及其他方法來排出積存在地下的水。
就針對于影響邊坡穩(wěn)定性的因素進(jìn)行分析,可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致山體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性出現(xiàn)問題的原因是多種多樣的,但無論是哪一種原因?qū)е律襟w穩(wěn)定性降低,都會最終引起地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生[3]。所以在進(jìn)行實際的滑坡治理工作時,必須綜合分析邊坡自身的穩(wěn)定性,對存在有滑坡危險的山體進(jìn)行加固,并采取措施加強邊坡穩(wěn)定性,進(jìn)一步降低出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害事故的概率。
通過對滑坡治理過程的分析,可以發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)防護(hù)設(shè)施在工程開展過程中的重要性。就滑坡這種地質(zhì)災(zāi)害來說,其主要的防護(hù)措施有防滑擋土墻,墻體一般都會被應(yīng)用和設(shè)置在滑坡段的下方,以進(jìn)一步減少滑坡受到的沖擊,避免因為滑坡問題對相關(guān)工作人員以及施工內(nèi)容造成傷害。另外,施工人員經(jīng)常會在山體滑坡地段種植植被,該方法的原理是利用根莖的抓力以及土壤的吸附力,利用山體與土壤的相互作用力,使土層和地層結(jié)構(gòu)受應(yīng)力保持在恒定的范圍內(nèi)。
邊坡的主要功能是保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)的安全以及穩(wěn)定,為了確保邊坡的穩(wěn)定性,相關(guān)單位必須收集足夠的資料、及時到實地勘察,從而掌握真實的情況,堅持科學(xué)合理的原則,結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況設(shè)計治理方案,從而確保最終取得較好的治理效果,為工程的整體質(zhì)量提供保障。