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边坡安全问题浅析 陈振建教授高级工程师福建省建筑科学研究院2009年5月 目录 一 边坡分类按形成分类按构成边坡的岩土性质分类二 术语三 边坡存在的工程 安全 问题边坡失稳的主要形式影响边坡稳定性的因素四 不同边坡的治理措施及注意事项边坡治理的主要原则边坡失稳的动力学类型五 边坡治理应关注的事项开挖边坡填方边坡 一 边坡分类 按形成分类1 天然边坡 由自然地质活动形成的边坡 如山坡 悬崖 古滑坡等2 人工边坡 经过人为工程改造的边坡 1 开挖边坡 2 填方边坡 3 半挖半填边坡 分级开挖边坡 加筋回填边坡 按构成边坡的岩土性质分类1 土质边坡 坡体由天然土或人工填土构成2 岩质边坡 坡体由岩石构成3 岩土混合边坡 坡体部分是岩体 部分是土体 按边坡高度分类 楔形体岩质边坡 二 术语 坡脚坡顶坡面坡率汇水面积坡高 山坡 汇水 坡脚 坡顶 坡面 坡率1 0 5 坡高h 三 边坡存在的工程 安全 问题 边坡失稳的主要型式1 崩塌 部分岩 土 体脱离母体 突然从较陡的边坡上崩落并沿坡面猛烈翻转 跳跃 最后停止运动 堆落在坡脚 脱离体规模巨大时称为山崩 规模较小时称为塌方 悬崖陡坡上个别岩块突然下落称为坠落或落石 有可能坠落的岩坡称为危石 2 剥落 边坡表层岩 土 长期遭受风化 在坡面水流冲刷和重力作用下 岩屑 土坡不断从边坡表面剥离并堆落在坡脚 3 滑坡 边坡在一定的环境条件下 部分岩 土 体沿一定的滑动面 缓慢地 有时是高速急剧移动现象 整体向下移动 移动部分的岩土体大部分仍与下部坡体保持接触 边坡失稳的主要形式 边坡滑塌 滑塌后 影响边坡稳定性的因素1 岩土性质 岩土的工程特性 抗风化和软化性能 抗剪强度 颗粒分布及透水性等 2 岩层产状及构造 包括节理 裂隙的发育程度及分布规律 结构面的形态及胶结情况 软弱面 破碎带的分布及它们与边坡的相互关系 下伏岩土面的形态 性质 产状 分风程度 完整性 3 水文地质条件 地下水埋藏条件 地下径流及富水性 4 风化作用 风化使岩土强度降低 裂隙增加 地表水入渗加强 沿裂隙风化时 可使岩土体脱离母体形成危岩或土质崩塌 影响边坡稳定性的因素 影响边坡稳定性的因素 5 气候条件 气候条件与岩土风化 机械及化学风化 有密切关系 降水使边坡稳定性劣化 6 地震作用 地震使边坡岩土体受到惯性力而增加下滑力 使岩土体孔隙压力上升降低了岩土体强度 四 不同边坡的治理措施及注意事项 边坡治理的主要原则a 治水 坡面截排水 坡体内排水b 锚固 浅层锚固与深层锚固c 支挡 挡土与护面d 表面被动防护 适用于稳定岩质边坡e 卸荷减载 如坡率法 支挡措施的应用应根据边坡的岩土体条件 水文地质条件 周边环境条件而定 同时还要考虑边坡潜在失稳的动力学条件 边坡失稳的动力学类型 a 牵引型 边坡下半部先失稳引起上部失稳b 推移型 边坡上部先失稳引起下部失稳c 推移牵引型 ab兼有 对于牵引型破坏的边坡 防护的重点在下部 若为开挖边坡或坡脚开挖 应分层 分段开挖及时防护 防护措施有支挡 锚固等多种形式 对于推移型边坡 防护重点可以上部也可沿全坡而防护 上半部的防护措施可采用卸荷减载 锚固等措施 对于推移牵引型破坏的边坡则应采取多种防护措施 边坡失稳的动力学类型 五 边坡治理应关注的事项 天然边坡的安全性评价一般由勘察设计单位承担 这里仅就人工边坡的安全稳定在施工中应注意的事项进行探讨 总的原则 动态设计 信息化施工 为实现这一原则 必须做到边坡施工过程中适时掌握现场岩土体条件是否与设计条件相符 边坡在各工况条件下是否满足相应的稳定性要求 为此 现场施工时要注意观察岩土体条件的变化 同时通过监测手段获取边坡的运行信息 a 土质边坡 严格按设计要求分层分段开挖 分层分段支护施工 挡土墙分段施工 关注土层变化 明显的颜色变化 同一土层厚度变化 注意土层中是否有原生结构面及其与坡向关系 从土体的含水量变化掌握边坡的水文地质条件及地下水渗流条件 开挖边坡 返回 开挖边坡 5 开挖边坡常遇残积土层 这类土常具遇水软化特性 当母岩为花岗岩类 凝灰熔岩时 其软化特性尤为明显 在这类土质开挖边坡需进行锚固作业 应注意成孔时干作业 6 在沉积岩区开挖土质边坡 应注意软弱土夹层的存在给边坡稳定带来的不利影响 硬土 硬土 软弱夹层土 边坡 h 潜在滑动面 b 岩质开挖边坡 1 开挖过程应注意观察岩体破碎程度和结构面产状 闭合情况 展布方式 平整或曲面 充填条件 若有不利边坡稳定结构面或结构面组合 应通知设计部门及时处理 2 及时排除危岩 3 注意不均匀风化 4 注意地下水渗出情况 5 当遇暴露后易风化岩层 及时进行坡面封闭 软弱结构面 c 岩土混合开挖边坡应特别注意岩土交界面的稳定 特别是地下水丰富的边坡 岩土交界面有可能是软弱面 填方边坡 所用土料和压实系数应满足设计要求 特别重视涉及边坡稳定区域内的土料和压实系数 填土 采用加筋土的边坡应注意加筋材料的保管 防护 施工过程加筋材料的预张拉 以确保边坡的长期稳定 填方边坡