姚峰
福建岩土工程勘察研究院有限公司 福建省龙岩市 364000
摘要：在我国进入21世纪的新时期，市场经济在迅猛发展，在经济建设和大开发进程中，基础工程建设对于带动地方经济的发展具有重要作用。南方省份许多城市位于群山峻岭及丘陵地带，其地质环境较为复杂，在工程建设中存在的一些岩土工程问题，给工程建设带来很大的困难，同时也提出了一些新的岩土工程课题，土质边坡的稳定性问题即是其中之一。
关键词：土质边坡；数值模拟；边坡变形；监测
引言
土质边坡的失稳滑塌在基础工程和建筑施工中属于一种常见地质灾害，边坡稳定性定量分析是边坡支护设计和治理的研究基础，任何有效的加固处理措施都源自对边坡稳定安全系数和临界滑动面位置的合理确定。一般将土质类边坡的稳定性问题假定为平面应变问题，将土质边坡的滑裂面简化为圆弧曲面。通常采用极限平衡分析理论，利用瑞典条分法（Fellenius）、Bishop法、Janbu法、Spencer法、Morgenstern-Price法。这些方法最大的差异在于土条间相互作用力的考虑不同，从而影响计算所得边坡的稳定性安全系数。文中利用GEO5软件对土质边坡的稳定性进行计算分析，确定边坡的潜在滑动面，采取有效的加固治理措施，将潜在的威胁扼杀在初步阶段。
1统计参数连续变化的非平稳随机场
若参数的均值与方差不随土体空间位置而变化，其协方差函数只与空间两点的相对位置有关，而与绝对位置无关，则认为土性参数随机场是平稳或均匀的（homogeneousrandomfield，记作HRF），由参数均值、方差、相关函数或相关长度即可构建一个平稳随机场。若土性参数的协方差函数与空间两点的绝对位置有关，则为非平稳或非均匀随机场（non-homogeneousrandomfield，即NHRF）。根据参数统计特性随深度的变化情况，目前已有的土性参数随机场主要包括均值和标准差沿深度不变的平稳随机场；均值随深度线性增加而标准差不变的非平稳随机场以及均值与标准差均随深度线性增加的非平稳随机场。
2土质边坡的稳定性分析与治理技术研究
2.1不同断面土质边坡的稳定性变化
通过在GEO5软件的岩土工程有限元分析模块中建立不同几何断面的土质边坡模型。在边坡坡高较高时，当边坡坡高大于10m、坡率小于1∶1时，边坡安全系数无法满足相关规范要求。
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边坡未进行分级放坡的有限元分析（安全系数1.09）
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边坡分级放坡（第二级坡率1:1.0）的有限元分析（安全系数1.21）
对其进行分级，于8m处分级后的稳定性较边坡未分级有明显提高，二级坡坡率由1∶0.8缓至1∶1.0后安全系数变化较小，仅最大剪应变值有所增大。所以当土体物理力学参数确定，分级坡率一致即能满足规范要求时，可不将二级坡放缓。若稳定性不能满足要求，应先考虑将分级台阶宽度放缓，当受限于占地时，边坡分级台阶宽度不宜小于2m。坡率为1∶1.0或1∶0.8时，当最大剪应变数值较大并集中在坡脚处时边坡即发生破坏。当坡率为1∶0.8时，不能满足规范对正常工况下的边坡最小稳定安全系数要求。因此，在边坡设计中，通过边坡分级增加边坡稳定性是非常有效的方式，应在场地条件允许的情况下尽量分级放坡并放缓坡率。
2.2锚喷支护
(1)适用条件
凡坡面汇水面积较大、植被不发育，易于喷浆(喷射混凝土)防护的边坡，在土层较厚的情况下，如果坡面持续受雨水冲刷，将导致坡面形成沟槽或小型崩塌，从而影响整个边坡的稳定性。锚杆具有较高的强度，较好的抗裂性能，能使坡面内一定深度内的岩土层得以加强，并能承受少量的碎石等所产生的侧压力。
(2)构造要求
①为防止坡面流水的冲刷，沿喷浆(喷射混凝土)坡面顶缘外侧设置一条小型截水沟。②锚固深度视边坡土层的密实程度及土层的厚度而定，用1:1的水泥净浆固结。③喷射混凝土的厚度不小于5cm。沿马道延伸方向每隔约10m设置一道20mm的伸缩缝，缝内用沥青麻筋填塞。④锚杆的类型有树脂锚杆、全长砂浆锚杆(包括灌浆锚杆和自钻式注浆锚杆)、塑料锚杆(包括玻璃钢锚杆和塑料锚杆)、水泥锚杆和缝管锚杆。⑤提高锚杆承载力的措施主要有延长锚固段长度、二次压浆、采用端头扩大或多段扩大头锚杆、重复高压灌浆和改变锚杆传力特征的剪力或压力型锚杆。其中二次压浆和重复高压灌浆相对其他方式更为有效实用。
2.3预应力锚索格构梁
预应力锚索格构梁是最近几年发展起来的一种新型加固措施。结构分为锚索和格构梁两部分。
(1)作用机理是把破碎松散岩层组合连接成整体，并锚固在地层深部稳固的土体或岩体上，通过施加预应力，使锚索长度范围内的土体挤压密实，提高土层层面间的正压力和摩阻力，阻止开裂松散土体位移，从而达到加固边坡的目的。
这种方法的最大特点是:可保持既有坡面状态下深入坡体内部进行大范围加固，预先主动对边坡松散土层施加正压力，起到挤密锁固作用；同时，锚索孔高压注浆，浆液充填裂隙和孔隙，又可提高土体的强度和整体性。
(2)适用条件
裂隙发育、岩土层复杂、放缓边坡工作量巨大的高陡边坡。
(3)构造要求
①格构梁:格构为钢筋混凝土梁，采用混凝土浇注，它不仅为预应力锚索提供反力装置，而且也对边坡岩土有着框箍和压紧作用。②格构梁的施工顺序为:刻槽一绑扎钢筋一支模一浇注混凝土。③格构梁与锚索交叉部位预留塑料套管，便于锚索从中间穿过；在锚头部位预埋承压钢板，并与格构梁浇筑成整体。④预应力锚索施工程序为:放样一成孔一锚索制作安装一注浆一张拉锁定。可与喷射混凝土或框格护坡相结合。
结语
本文针对由土层构成的土质边坡，提出并建立了不同的坡体模型，采用有限元极限分析方法，进行了边坡稳定性分析。通过不同随坡体模型下边坡稳定性计算结果的对比分析，研究了分级放坡对边坡稳定可靠度的影响。
参考文献
[1]卢坤林. 基于极限平衡理论的土质边坡空间效应研究及应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 000(006):001295-1295.
[2]申翼, 李玮. 格构锚杆组合加固技术在高边坡治理中的应用[J]. 百科论坛电子杂志, 2018, 000(005):223.