高边坡工程勘察设计培训讲义

高边坡的勘察和设计主要内容

一、高边坡问题的提出二、高边坡的种类和变形类型三、高边坡的勘察和稳定性评价四、高边坡的设计一、高边坡问题的提出

（一）高边坡的界定——何为高边坡

（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失

（三）高边坡的特征

（一）高边坡的界定

一般认为边坡高度大于20m的土质边坡，或高度大于30m的岩质边坡。

（二）高边坡的变形、破坏及其造成的损失

高边坡早已存在，也曾造成过变形和损失。近年来，高边坡数量越来越多，高度越来越高。变形量大，增加投资、延误工期、造成灾害。

举例：云南澜沧江小湾电站边坡高达500m

云南元江－磨黑高速公路K259高110m的砂泥岩高边坡深圳－汕头高速公路K101滑坡推倒桩板墙深圳－汕头高速公路K102滑坡，抗滑桩与明洞处理花费8000余万元同江－三亚高速公路闽北八尺门互通区设在2个古滑坡上，治理费5000余万元云南元江－磨黑高速公路三菁公隧道进口高边坡发生滑坡，高130m，推倒中隔墙山西长治－晋城高速公路K31砂泥岩顺层滑坡，体积达25万m3北京－珠海高速公路粤北段K108高边坡滑坡，三次变更设计，治理费用2000余万元重庆万州－梁平高速公路K42砂泥岩顺层滑坡西安秦岭某试验基地花岗岩高边坡滑坡花岗岩中长100多m、宽80cm的张裂缝(三)高边坡的特征

1、高边坡是将地质体的一部分改造成人为工程设施，因此其稳定性取决于自然山坡的稳定状况(稳定、不稳定、极限平衡)、地质条件(地层岩性、地质构造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等)和人为改造的程度(开挖深度、坡形、坡率等)。

2、由不同的地层、岩性、风化程度的岩土体构成的自然山坡，受地质构造影响程度不同，水文地质条件不同，在自然营力作用下形成了各种形态的斜坡，如直线坡、凸形坡、凹形坡、阶梯状坡，且具有不同的稳定状态，这是在漫长的地质历史时期形成的，是动态的、变化的。自然斜坡是人工边坡的基础。

3、人工边坡是对自然斜坡的改造，它也有直线坡、凸形坡、凹形坡，更多的是阶梯状边坡。人工边坡改变了自然山坡的应力状态和地下水的渗流条件，而且是在短短几个月内改造完成的。自然山坡的应力调整有一个过程，强度低的软弱岩层调整较快，常在施工期就发生变形；强度高的坚硬岩层调整较慢，或可自身稳定，或在1～3年后发生变形。只有当人工边坡顺应自然，对其改变不大时，才可保持稳定，否则就会发生失稳，甚至引起自然山坡的破坏。

4、自然山坡和人工边坡都处在各种自然营力的作用之下，如阳光照射、降雨冲刷和下渗、风化和地震等。但人工边坡所造成的自然状态的改变使这种作用更强烈，如开挖暴露风化加剧、破坏植被地表水容易下渗、坡体松弛、爆破震动等都使边坡更容易发生变形。

5、自然条件千差万别，所以高边坡设计也变得十分复杂，每个工点都需单独分析和计算，这也许就是目前高边坡设计尚无规范可循的原因。二、高边坡的种类和变形类型（一）高边坡的种类（二）高边坡的变形类型（三）高边坡变形的条件和原因分析分类指标边坡类型1、按工程类别分1、道路边坡：堑坡、堤坡、洞口边坡等2、水利边坡：坝肩边坡、渠道边坡等3、露天矿边坡：采场边坡、弃碴场边坡等4、城建边坡：堑坡与深基坑边坡等2、按使用年限分1、临时边坡2、短期边坡（30年以内）3、永久边坡（>30年）3、按边坡岩土构成分1、土质边坡2、类土质边坡（全风化呈砂土状）3、岩质边坡4、二元结构边坡4、按边坡岩体结构分1、类均质土结构边坡2、近水平层状结构边坡3、顺倾层状结构边坡4、反倾层状结构边坡5、斜交层状结构边坡6、碎裂状结构边坡7、块状结构边坡（一）高边坡的种类高边坡分类表（二）高边坡的变形类型1、按变形性质分（1）坡面冲刷；（2）表层溜坍；（3）危岩、落石、崩塌；（4）坍塌；（5）滑坡；（6）倾倒；（7）错落。2、按变形深度分（1）坡面变形（深1～2m）；（2）边坡变形（深<10m），变形在边坡范围内；（3）坡体变形（深≥10m），变形超越边坡范围。3、按变形范围分（1）整体变形——整个边坡变形；（2）局部变形——部分边坡变形。4、按变形新老分（1）古老滑坡复活；（2）新发生的变形。边坡变形示意图：坡面裹冲刷堆积誓层坍猛塌强风化碗岩坍塌黄土滑畜坡破碎饥岩体迟滑坡强风超化砂捕泥岩拍局部移顺层镰滑坡砂泥岩格顺层滑溉坡砂泥岩拾切层滑帽坡砂泥岩僚老滑坡花与新滑问坡石灰岩惑的倾倒缺变形老滑砖坡因识开挖锋而复猫活危岩体花岗态岩顺启缓倾鱼节理柴面滑晶落错旁落（三竖）高痛边坡症变形汤的条加件和析原因丹分析从已经途发生的辣大量高脆边坡变罪形来分贩析有以脑下几方城面原因园：1、选弦线、喇选厂拨、选饮址时南对地袜质工宪作重溪视不废够，咱没有勇贯彻京“地魂质选劣线”消的原佳则，咬对已软经存间在的确古老凶滑坡召和潜好在滑歌坡（吨如岩政堆地弓段、戴顺层竹地段导）没数有认愿识或状认识欲不足创，将放线路捷布设院在这烫些地码段，是甚至后大填纠、大我挖，丢造成时老滑厉坡复映活或喘新生偿滑坡见。2、高择边坡帖变形挨最主皮要的故原因学是对沾高边乏坡的听地质沫决定砍性认由识不冻足，吵道路嗓工程承中重仁桥隧饿、轻沫路基六的指魄导思浆想没孩有彻帐底改语变，回对高脏边坡促没有于专门恶地质恢调查它和勘雹探，先只能讲凭经绳验盲物目设胁计，印这就笋难免袭不发他生问孟题。3、由向于对该高边纤坡重考视不疾够，惭过分响强调巴节约群工程估投资剃，本昼来可架以作谷隧道乓或外可移作仰桥或茄半路垒半桥骄的，似为节义省投道资而婆大挖瞎方，绘结果紫造成南高边焦坡变凳形，宏有时闻其治韵理费拉用比笑桥、他隧还套多。4、高边撇坡本应伙该作个摊别设计穗的，因流工作量争大、工毙期紧、告资料少爱，也只与能作一亚般边坡染对待，肺设计缺芬乏依据桌，或坡蕉形坡率求设计不殊符合当删地岩土拢条件，潜或没有怎排水与宿加固工察程，或名工程不判足以保若证稳定败。5、不科站学的施康工方法挑也是造经成边坡为失稳变塌形的重圈要原因蝇，如雨忠季大开迟挖大量浩雨水渗誉入坡体警，软化版坡体岩各土；大寄爆破施姿工破坏懂岩体完断整性；里开挖后蒜长期暴拴露而不优防护和暴加固，生甚至一撤挖到底奋不加固首等。这里强棒调坡体桐结构对歉高边坡赶变形的乳控制作庭用。所谓坡荐体结构星是指构非成坡体肆的不同沈岩层及臂构造结纹构面（换包括接斯触分界协面）的养产状、哭性质、穗厚度、丢含水状年况，在搁边坡上脂的分布迅位置及额其与开配挖面之半间的关趋系。它炸控制了疯边坡可普能发生堤变形的冲类型、赖位置和柿规模。品我们将愁之分为泛以下六蔑种：坡体结构类型特征1、类均质体结构各种类均质土坡体，多发生崩塌及沿弧形面的滑动。2、近水平层状结构倾角小于10°的土层和岩层坡体，多发生差异风化形成的崩塌、错落型滑坡、顺层滑坡。3、顺倾层状结构层面倾向开挖面，倾角大于10°，多发生顺层滑坡，倾角由下向上变陡者滑坡规模大，也有顺层～切层滑动。4、反倾层状结构层面倾向坡内，倾角大于10°，多发生切层滑坡、倾倒和倾倒型滑坡。5、碎裂状结构构造或风化破碎岩体，多发生坍塌及沿弧形面和构造面的滑坡。6、块状结构厚层块状岩体，一般稳定性好，当构造面倾向开挖面、倾角较陡时，易发生崩塌和滑坡。三、呆高边什坡的巴勘察（一）崇基础资士料的收纲集（二磨）高蛾边坡谱的地割面调葬查（三猎）高贞边坡垂的勘厌探（四）坊高边坡榜的稳定榜性评价（一租）基婆础资志料的当收集勘察之鼓前应充蹲分收集要边坡所歇在地段吩的地层景、岩性逢、地质普构造、窝降雨、制地震及健线路平奇、纵、报横断面汉初步设木计资料魔。（二帮）高啊边坡巩的地使面调害查地面地顷质调查狂是最重医要也是胆最基础初的工作渴，它包轿括以下缠一些内竿容：1、边坡承所在山严坡的走施向、坡夫向、坡志高，各以分段的床坡形、仙坡率、备坡高；报有无剥势蚀平台灭；植被恼状况；涝河流、祝沟谷发紧育程度男、分布叉密度、吉切割深帖度、走震向、沟比形、沟厉岸稳定斥状况；雕自然山西坡上有骂无变形痕现象，违其类型帮、规模缩慧和产生围的部位厅。2、线路横在山坡际上的位撞置、走秤向，欲圣开挖边谱坡的高意度和形美式。3、当上地同镜类地西层中玻已有伪人工版边坡监的形扣式和筑稳定公状况掉。4、山扩坡和揉边坡份上地司下水鬼出露岔位置什、高稀程、和流量铸变化朋。5、边润坡地影段的杜地层鬼、岩威性、块产状歌、风蔑化程萄度、循强度亚特征附，不移同地卫层在贴边坡耳上的箱分布尽位置笔，有供无软歌弱夹紫层或张接触放面，巧其产劫状与私边坡响开挖诵面的拾关系抄。6、地质葛构造（妇主要是筛小构造耀）的分注布位置烈、产状侦、发育批程度、枝延伸长聪度、充覆填物、辣含水状暗况，及龟其与开阻挖面的握关系。7、坡详体结豪构类浇型：仇类均饲质体氏结构顷、近霞水平喘层状扎结构宴、顺诉倾层骂状结竹构、幸反倾聪层状涨结构甘、碎等裂状洲结构丢和块菊状结牵构。8、已怪开挖因边坡作的施页工方京法，浆包括项施工建季节浩、开泄挖顺圣序和庭开挖地方式烦（如银爆破腥等）粒。9、边叮坡变酸形历支史过独程、否变形领类型飞、发咏生时性间、饱部位谊、裂乳缝分桶布、挺发展舅过程核，及邮其与胞施工缸和降乖雨等沃的关凭系。(三)高边种坡的绕勘探对地括面地乎质调粘查不冠能查输清的懂内容优，如竹地层豪分界册面、烧风化谱界面均、软常弱地补层或云夹层咱、地走下水痕的分径布、咽层数拢和水股量等长，应度布置妄必要反的勘竖探。授一般毫每段艘高边颈坡至算少应扫有一犯个代偶表性犹勘探邻断面健，最辱好是装每30～50业m布设一认个断面师。若有甲不良地恒质（如赤滑坡）译存在时叹，不良话地质体唇上应有雕主轴代寺表性断杜面。每薄一断面逐上应不街少于3个勘探辞点，勘致探点以辨钻孔为皂主，适税当配合经坑槽探杀和物探躺，用综秀合勘探臣手段查劳清地下桌情况。紫有条件礼时，对倚高度大愚、失稳肌危险性建大的边丑坡，应喘布置地育面和深执孔位移冬监测，迹以掌握肤边坡变巧形动态疗。在勘探陵的同时很，应取墨代表性堆岩、土虫、水样国进行试浩验，为剧设计提砍供参数捐。（四）剪高边坡贝的稳定培性评价1、稳各定等撇级的旬划分一般分控为稳定蜜坡、基旷本稳定除坡、欠璃稳定坡秤和不稳表定坡，兴其特征维如下表:分类边坡稳定性分级稳定系数稳定边坡边坡的坡形坡率符合岩土体的强度条件，无倾向临空面的不利结构面，无或少有地下水，整体或局部稳定系数均符合要求。>1.2基本稳定边坡边坡的坡形坡率符合岩土体的强度条件，无倾向临空面的不利结构面，少有地下水，整体和局部均稳定，但坡面有冲沟、剥落、落石等。1.1～1.2欠稳定边坡边坡整体稳定，但局部坡陡于岩土稳定角，或受地下水影响岩土强度降低，或有不利结构面倾向临空面，有局部坍、滑变形。1.0～1.1不稳定边坡边坡坡形坡率不符合岩土强度条件，或在古老滑体上开挖、堆载引起古老滑坡复活，或有发育的不利结构面倾向临空面，岩体破碎，地下水发育，开挖后会产生整体失稳。<1.02、高边磨坡的稳君定性评拖价方法人们早谅已熟悉逃用力学暴平衡计酿算法评塑价边坡服的稳定环性，它耗可以得胸出稳定醉系数的摸定量数绣据，而洲且可算底出需要堤加固工岭程承受展力的大降小。但郊是对于惠复杂的此高边坡战稳定性伪计算，榜由于计渔算的边弯界条件黎（范围策）和破唤坏面岩妨土参数那难以准腿确判定业、试验在和选取丑，使计铸算结果云的可信征度降低居。作者珠认为应政以工程棒地质分睛析对比钉法为基芹础辅以警力学计麦算两者屈结合较变为合理强，前者肠为后者赴提供变捞形类型蓬、范围成和边界羽条件，码后者则毛可得出多稳定系乳数和作姑用力大俭小，为靠设计提垃供依据婚。①工程办地质分规析对比栗法从以雪下几方折面分析吧对比：a、从自匪然极限玻稳定坡四的坡形震坡率坡克高与人萝工边坡乏的平均掀坡率和寻坡高对材比中评尝价其稳甜定性；b、从自如然山坡版已发生查的变形挎类型和耽规模推哄断人工桌边坡可载能发生招的变形揪类型和四规模；c、从坡聪体结构夫分析人料工边坡酿可能发箩生的变殊形类型个及产生嫩的部位芬（整体密或局部铺）；d、从作莫用因素悦及其变法化幅度亿分析，挥主要是辜开挖引汤起坡体过松弛、遗地表水旗下渗、阅岩土（贿特别是扯软弱带罢）强度泉降低分擦析可能攻发生的都变形类滩型及规默模；e、从剥已发窗生的邻变形笛分析毙其发剖生机浊制并织反演达出破朵坏时导的岩牢土强孟度参诞数。②力学勿计算法力学凤计算凶法有厕多种鲁，只幅有选茶择与恋调查光确定芬的破积坏类壳型及翁模式刺相一芝致的遮计算抛方法缎才能见得出析正确肉的结灾果。行其破匙坏范仰围主啦要是抚松弛毫范围候，除搏顺层喊滑坡翻外，短可用鲁有限槐元计果算开茶挖后都边坡竿的应国力场须和位疼移场避来确贺定。对土怪质边弹坡和隶类土肌质边笋坡可鹅用传租统的缩慧圆弧疯形破蚁坏面游进行冻计算鞭，但属沿土融层界闲面滑管动者秋不一微定是监圆弧针。岩橡质边糊坡，随即使妙是强侧风化岗岩体磨，其酿破坏爪也要毁沿不秩利结响构面值组合愿，因胁此多愈为折倡线形誉，用哥推力均传递隶法比慢较符明合实锡际。设其选幼用的诱计算炕参数C、Φ值也宏应根滑据地宝质情窜况不否同而残分段藏选取后。四、于高边娘坡的负设计（一）劳高边坡昆设计的址特点1、高供边坡蔽设计器以翔伍实的山地质蜘资料蜻为基织础。2、高洗边坡话设计顾是预锣测性鸦设计絮。3、高克边坡增设计岸是风控险性起设计课。4、高徒边坡停设计素应是番动态跌设计央。5、高摊边坡美设计渡对施疫工工稳艺提机出严址格要通求。（二）渔高边坡摸设计的娱原则1、高边广坡根据碧其使用吹年限和厘保护对输象的重耗要性，往应是安狠全可靠驱的。2、高纵度40m以下的但边坡原返则上以两放稳定射坡率为站主，大零于40m的边坡吸，放缓苦边坡可申能增加奔大量弃挖方、破名坏大量汪植被、推增大征上地量，霸于环保睁不利，伞应采取佳较陡的艺坡率增状加支挡岁加固工裂程以减他小边坡此高度。3、由屋于坡嘱脚应膊力和俱地下鼓水集唱中，宴加固唱工程阁应贯庄彻“姑固脚脸强腰群”的委原则钳，“适固脚谁”即滩加强内坡脚1、2或3级边门坡的扎支撑地力，概“强闻腰”陶则是腿防止织高边题坡的泪局部斩失稳喊。既阔要保辟整体算稳定督，也辆要保盗局部音稳定麦。4、高极边坡愚设计膝应有养完善拍的地布表和匠地下刺排水壶系统败，减插少水形对边炸坡稳义定的责影响晕。5、高折边坡虑设计陷应充蛙分考粪虑环颠境保再护，大美化均环境唱。（三）厅高边坡葵的设计工方法高边揉坡设旱计目同前尚塔无统瓣一的验方法穿，一矮般采救用三请种方俱法相投结合：1、工种程地敲质比掘拟法——从自然柱稳定坡驴的调查孔中寻找丑可供比伸拟的坡贷形、坡犹率和坡牵高。2、力学属计算法——选择符迹合坡体姥结构和论破坏模寻式的计租算方法番对设计映的坡形史进行稳禽定性计铸算，调舰整坡形统或增加听支挡工始程以达申到合理饰的设计证。既保肢整体稳彼定，又讯保局部膨稳定。3、经挡验对称比法——以类差似地承质条撞件下捉稳定炼的人殃工边作坡作斥参考嫩设计曾新的瓦边坡岔。4、坡剥形坡屿率的童设计岔：一般娃采用缓台阶淘状坡本形。每级怜台阶满的高度：8～10眯m。台阶（文卸荷平窗台）宽度：一鄙般2～3m；高佛度大下于30病m的边柳坡，滴在中贸部留4～6m的宽然平台家。坡率：土质深边坡：1:扣1～1:梁1.电5（黄妻土边矩坡除剧外）捆；类映土质泽边坡誓：1:挑1～1:孕1.狗5；强风晒化岩红边坡很：1:0归.75～1:1；弱风裕化岩边见坡：1:0煮.5～1:0俊.