填方式边坡治理中若干问题分析

填方式边坡治理中若干问题分析　Ｓｅｖｅｒａｌ　Ｉｓｓｕｅｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｆｉｌｌ　Ｓｌｏｐｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　■邓小波’。李成芳　摘要：山区建设中．经常遇到大量的边坡　台理工程　本　文根据作者多年的工程实践．针对填方式边坡治理中　存在的若干问题．讨论了边坡的破坏方式．设计施工　中存在的问题．以及边坡变形监测中的若干问题．得　到了一些有益的结论　关键词：填方式边坡；边坡稳定－｝生；锚杆挡墙：密实度；　变彤监测　Ａｂｓｔｒａｅｔ：Ｓｌｏｐｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｓ　ｏｆｔｅｎ　ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｏｕｎｔａｉｎ　ａｒｅａ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｕｔｈｏｒ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，　Ｓｏｍｅ　Ｐｒｏｂｌｅｍ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．ｓｕｃｈ　ａｓ　ｍｌ　ｓｌｏｐｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｌ　ｓｌｏｐｅ　ａｎｄ　ｓｌｏｐｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｌｌ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｃｉｖｉｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆＩＩｌ　ｓｌｏｐｅ；ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ａｎｃｈｏｒ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｌｌ；ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒ　收稿日期：２（）０６—５—１ｆ】　中图分类号：ＴＵ４５７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—９１０７（２００６）０６．０７—０Ｏ７３—６）４　作者单位：１重庆市建筑科学研究院　２重庆大学土木工程学院　我国是个多山的国家，尤其是在重庆，为典型的山地城市，地形地貌　变化大，工程地质条件复杂　在山区土建生产实践活动中，随着房屋建筑、　铁路、公路、库区或场地等工程的大量建设和发展，用地矛盾越来越突出，　特殊的地理条件使人们不得不通过开山、填壑等方式来获取珍贵的土地．　从而形成大量的高边坡。山区的自然灾害多与边坡有关，边坡治理不当造　成的工程事故时有发生，严重地危害着人民生命和财产的安全。　边坡按其形成原因，可分为自然边坡和人工边坡。自然边坡是指具有　定倾斜度的地面：人工边坡是由于土建工程开挖或填筑施工所形成的　人工边坡又可分为挖方式和填方式两类。山区建设中形成的人工边坡，以　挖方式岩质及土一岩二元结构边坡和填方式土一岩二元结构边坡为主　根　据重庆市建筑科学研究院对大量的支挡结构破坏案例调查表明，山区人　工边坡的破坏以填方式土一岩二元结构边坡破坏为主．本文主要针对该　类型边坡治理中存在的一些问题进行讨论。　１填方式边坡常用的支挡结构类型　山区填方边坡治理中，常见的挡土结构形式有：重力式挡墙、锚杆挡　墙、加筋土挡墙、扶壁式挡墙等。其中，又以重力式挡墙和锚杆挡墙为主。　１．１重力式挡墙　重力式挡墙是应用最广泛的　种挡土结构形式，主要依靠其自身重　量来支挡边坡的推力。这种结构形式，可就地取材，施工方便，造价低廉而　广受欢迎　１．２锚杆挡墙　对于高大边坡工程，采用重力式挡墙进行支护便显得不经济。如果采　用重力式，要保证其稳定性，势必造成很大的体量，材料用量较多，不太经　济．还可能造成肥大的基础。过大的基础将影响到各种地下管线的布置及　单体建筑工程基础的设计，而且会占用大量的土地。一般而言，重力式挡　墙适用于边坡高度小于５ｍ的边坡工程，而锚杆支挡结构能有效地解决这　些问题，特别是对于高大边坡，优势特别明显。这种支护结构在重庆的边　坡治理中．占有非常大的比例。　７３　维普资讯 http://www.cqvip.com

熊　，　●　●●　，●　要破裂角破坏，按主动－Ｉ－／ｉ，力计算（图１）。　乙　２．２沿土一岩界面产生滑移破坏［１　边坡墙背填料为各种类型的土．其下为　岩石．土一岩交界面是一个岩土物理力学性质　发生突变的部位．抗滑移能力取决于上覆土　体的抗剪强度：一般说来，该土一岩交界面是　一个良好的隔水面．当地表及地下水渗透至　图ｌ沿填土内破裂面滑移破坏　该交界面时受阻而汇聚．从而在界面附近形　成一个连续的饱水带．造成土体抗剪强度降　低。土体因饱水而容重增大．同时动水压力主　要也是在这里形成．从而构成了对边坡稳定　不利的组合关系。当边坡的坡角０大于库伦破　裂角４５　ｏ＋要时，通常会发生这种破坏方式。此　乙　时．作用在挡土结构上的土压力大于主动土　压力．应采用有限填土条件下的土压力计算．　边坡的破裂面为岩石坡面（图２）。当边坡的破　裂面为折线时，可采用传递系数法进行分析。　２．３岩石边坡滑移造成挡墙失稳破坏　图２沿土一岩界面滑移破坏　这种类型的边坡破坏．主要是由于岩石　边坡存在外倾结构面或边坡为碎裂状岩体．　２填方式边坡的稳定性分析　沿圆弧形滑移面剪切破坏（图３）　。　通常在设计计算过程中，应根据地质情况，对上述三种情　在工程设计中，边坡是否安全合理，必须通过边坡的稳　况分别进行验算，判断边坡的稳定性，取最不利情况作为设计　定性分析进行验算。山区填方边坡主要为　土一岩二元结构边坡。为了工程建设的需　要，往往需将斜坡（一般为岩质斜坡１通过　填筑各种类型的土．以达到平整场地的目　的，从而在临空面形成陡峭的边坡。这种　边坡的主要破坏特征为：　２．１沿填土内４５。＋要滑裂面滑移　￡　破坏　当墙背填土密实．边坡的坡角０小于　库伦破裂角４５。＋号时，边坡通常沿４５Ｄ＋　图３岩体滑移破坏　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｒ。。。。　，　Ｌ　图４填土造成挡墙变形锚杆下挠　图　依据。　３设计施工中存在的问题　３．１墙背填料及密实问题　山区边坡的填料一般就地取材．主要利用挖方地段爆破　后形成的碎石土进行填筑．粒径往往不能满足要求，而且压实　度也不易达到要求　如果填土不密实。作用在支挡结构上的土　压力将比主动土压力大．接近静止土压力，从而造成支挡结构　的实际受力情况与设计假定模型不符．结构处于偏不安全状　态。所以。对于填方式挡墙，填土的密实度必须达到一定的要　求。才能确保挡墙的可靠性。事实上，很多施工单位并没有认　识到这一原理．他们认为填土的密实程度对挡墙的安全影响　不大。但根据重庆市建筑科学研究院对多个边坡的填土密实　度检测・情况表明，施工质量不窖乐观。再者，对于填土材料，应　采用透水性材料．不能使用膨胀土、高液限粘土、腐植土、盐溃　土、淤泥、白垩土、硅藻土和冻土块。同时，填料中不应含有机　物、冰块、草皮、树根等杂物或生活垃圾。　３．２填方式锚杆挡墙施工中的相关问题　对于高大填方式边坡工程，重庆市的习惯做法为采用钢　筋混凝土桩锚挡土结构体系。对于预应力锚索，其抗弯刚度较　小．墙背填土在碾压荷载作用下会出现绷断现象，故一般不宜　采用．这个观点已被广大设计者所接受。对于普通锚杆挡墙，　笔者在对若干个工程进行施工质量鉴定时，常发现挡板和竖　７　５　维普资讯 http://www.cqvip.com

酱　重０　庆ｌ　２　建ｌ暑　筑ｌｌ　垂　工　于填土不密实及挡板内倾造成的土压力增大问题。　对每次监测得到的数据及时绘成位移一时间变形曲线，根　据曲线变化特征，判断边坡的稳定性：当曲线平缓时，认为变　４边坡工程变形监测的相关问题　形稳定，可对数据进行回归分析，推定最终变形值；当出现下　术ｌ　般说来．边坡破坏跨塌的发生都有明显前兆现象，而　边坡变形特性就是最直接、最容易捕捉到的破坏特征，所以边　坡变形监测是进行滑坡预报的可靠方法之一。《建筑边坡工程　技术规范》（ＧＢ５０３３０－２００２）明确规定，边坡工程应根据其安　全等级、支护结构变形控制要求、地质和支护结构特点，对边　坡的变形情况进行监测　受业主委托．重庆市建筑科学研究院曾对数十个边坡的　变形情况进行了长达数年的监测。监测过程发现，《规范》的可　操作性不强，《规范》只对不同类型边坡的监测项目作了规定，　但边坡的变形允许值没有作出规定．只提出按当地经验确定　边坡的变形允许值：多数设计单位在设计时．只对支挡结构的　承载能力进行了验算．没有考虑正常使用状态下支挡结构的　变形情况，设计施工图只提出应进行变形监测，但变形控制值　也没有交代，致使监测过程具有一定的盲目性，效果并不十分　理想　边坡的变形大小受边坡高度、地质情况、支护结构类型及　施工方法等多种因素的影响，目前尚无成熟的计算方法。对于　重庆地区的填方式锚杆挡墙工程．锚固段一般为岩石．锚杆的　破坏一般为脆性破坏，破坏前的变形并不明显，通常变形值在　１ｍｍ以内［钔，可以不考虑锚固端的变形量，而认为锚杆的变形　是由自由段钢筋的弹性变形引起的　该变形量可根据虎克定　律计算值进行初步估算［　！　ｓ　：　Ｅ　Ａ　（１）＼　　Ｌ一锚杆自由段长度：　Ｎ。　——锚杆轴线拉力标准值：　Ｅ　ｓ＿一钢筋弹性模量：　Ｓ——钢筋截面面积　边坡失稳的预测预报是一个复杂的系统工程．也是一项　世界性的科学难题，为了跟踪边坡的变形状况．及时了解边坡　的稳定性，根据工程实践，可按下列原则进行监测预报：　龇　７　６　列情况时，必须立即向相关单位进行报告，以便采取相关措　施：变形速度无明显下降且测试累计变形量接近理论计算值　Ｓ　：监测资料表明，变形速度表现为加速趋势：墙背填土或支　挡结构出现开裂现象　目前．上述方法在边坡监测工程中应用较普遍，取得了较　好的效果。同时也应指出，采用该方法对边坡变形进行预测预　报．感觉到“前瞻性”仍不足．只能在出现较明显变形情况下进　行预报　为此。国内外学者通过引入数学方法和建立各种理论　模型（典型的理论模型有：斋滕法、灰色理论模型、非线性动力　模型、神经网络模型等），用于拟台不同滑坡的位移一时间曲　线，根据所建模型进行外推预测，取得了一定的成果，但要作　出对边坡破坏的准确预测，还十分困难，有待进一步研究。　５结语　填方式边坡是最容易发生跨塌破坏的一种支挡结构体　系，本文分析了这种支护体系的三种破坏方式，同时指出了设　计和施工过程中的常见问题和解决措施．讨论了边坡监测中　存在的问题及判定变形稳定的方法．对类似工程有一定的借　鉴作用。　参考文献．　．　［１］徐泰松．深圳地区人工边坡失稳类型及主要控制因　素分析［Ｊ］．岩土工程界，２００４，７（１）：６８～７Ｏ．　［２］ＧＢ５０３３０～２００２，建筑边坡工程技术规范［Ｓ］．　［３］黄求顺，张四平，胡岱文．边坡工程［Ｍ］．重庆：重庆　大学出版社．２００３．　［４］雷用，王平。张翼．边坡工程的变形控制措施探讨　［Ｊ］．地下空间，２００２，２２（１）：９０－９２．　（责任编辑：余咏梅）