边坡稳定性的工程地质评价

第一篇：边坡稳定性的工程地质评价

边坡稳定性的工程地质评价方法

边坡稳定分析应收集下列资料：①地形和地貌特征；②地层岩性和岩土体结构特征：③断层、裂隙和软弱层的分布、产状、充填物质以及结构面的组合与连通率；④边坡岩体风化、卸荷深度；⑤各类岩土和潜在滑动面的物理力学参数以及岩体应力；⑥岩土体变形监测和地下水观测资料；⑦坡脚淹没、地表水位变幅和坡体透水与排水资料；⑧降雨历时、降雨强度和冻融资料；⑨地震基本烈度和动参数；⑩边坡施工开挖方式、开挖程序、爆破方法、边坡外荷载、坡脚采空和开挖坡的高度和坡度等。

1、现场调研，收集上述资料

2、往年边坡地质灾害（滑坡、泥石流、地裂缝）发生、发育

情况

3、项目区所在地区志、乡志

4、项目区图纸（看情况）

5、现场岩石取样

第二篇：水利工程边坡稳定性研究论文

边坡形态规模与变形机理分析

1边坡的形态规模

根据层面、坡面及节理裂隙赤平投影分析(图2)，J1、J2对左岸边坡稳定性不起控制作用，其稳定性主要受J3控制，受卸荷作用的影响，在左岸J3以倾北东方向(产状为NW290°～335°/NE∠70°～80°)为主。受此外倾结构面的控制，边坡前缘的强风化、强卸荷岩体属潜在不稳定块体，在暴雨、地震等作用下，可能失稳而发生崩塌、掉块。

2边坡变形机理分析

从岩体力学的观点来看，岩体边坡的破坏不外乎剪切和拉断两种形式。大量的野外调查资料及理论研究表明，绝大部分岩体边坡的破坏均为剪切滑动破坏。研究滑动破坏问题的关键在于研究滑动面的形态、性质及其受力平衡关系［1］。同时，滑动面的形态及其组合特征不同，决定着要采用的具体分析方法的不同。金佛山左岸岩质边坡的变形发育主要在坡脚平缓结构面，向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性的滑移。上部岩性为块状灰岩，岩体坚硬，厚度大，底部为粉砂岩夹页岩，岩性相对软弱，存在易压缩变形的特点。针对相对较软弱的粉砂岩层，增加了钻孔，采用孔内全断面成像方法，查明对应层位深度分别为57．8～62．8m和93．5～98．5m，确实存在相对软弱、破碎的粉砂质页岩层，为软弱夹层，属滑坡体深部潜在软弱面，目前尚未完全贯通形成滑动面。上部为崩坡积土层和强风化岩块等，中、下部以弱风化粉砂岩、页岩岩体为主，掺杂有强风化、强卸荷岩体，部分岩体看似完整，但产状凌乱，局部还有架空现象。因此，认为左岸岩质高边坡是潜在滑坡，是一个深层、顺层、复合机制成因的滑坡，下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式。

稳定性分析

1边坡计算模型

对重庆市金佛山水利工程坝址区左岸岩质高边坡稳定性采用有限元强度折减法，分析天然、开挖、加固状态的边坡稳定性。饱和状态模拟开挖前后遇强降雨的土体饱和情况，加固之后考虑竣工期和蓄水期两种情况。据王俊杰，等［2］提出的边坡简化计算方法和陈锦璐，等［3］在网格、边界条件对有限元计算结果的影响分析研究，将边坡剖面简化并划分网格，如图3。

2计算参数

结构模型采用摩尔库伦屈服准则，采用非关联流动法则(剪胀角φ=0)。屈服准则假定:作用在某一点的剪应力等于该点的抗剪强度时，该点发生破坏，剪切强度与正应力呈线性关系。摩尔库伦模型是基于材料破坏时应力状态的莫尔圆提出的，破坏线是与莫尔圆相切的直线，强度准则为:=c－σtanφ(1)式中:为剪切强度;σ为正应力;c为材料黏聚力;φ为材料内摩擦角。相应的计算参数见表1。

3失稳破坏判定准则

目前，判断边坡失稳破坏的标准通常包括:有限元数值计算的不收敛、塑性区的贯通、广义剪应变的贯通等［4］。吕庆，等［5］认为在小应变假设中用数值计算不收敛作为判据，但是，计算不收敛的原因比较多，如荷载过大，计算单元有奇异等。因此，以此为判据适用范围有一定的限制。栾茂田，等［6］建议采用塑性应变贯通作为判据，以此作为判据时主观因素占很大成分，未排除弹性塑性应变的影响，破坏界限比较模糊。分析边坡失稳破坏的主要特征可知，不管其内部的变形机理是广义剪应变还是塑性应变，其最终结果是产生位移，位移是边坡内部作用的外在表现。滑动主要是由剪应变和位移造成的。随着强度参数的不断折减，边坡上的位移矢量和剪应变不断向坡脚处增大，因此，以坡顶特征点位移突变为失稳判据，意义明确，界限清晰。

4计算结果分析

各工况有限元强度折减法计算得到的安全系数见表2。鉴于方案1的安全系数最小，笔者给出了该方案的强度折减系数与坡顶位移的变化曲线(图4)，塑性应变云图、位移等值线云图(图5)。图6为边坡开挖后天然含水与饱和状态时的塑性应变云图。图4表明，折减系数在1．42时发生坡顶的位移矢量的突变，此后，位移陡增，表明此时塑性区已经贯通，开始滑动，当安全系数为1．42时处于临界状态。因此，以此作为安全系数，概念、意义明确。图5显示，金佛山左岸岩质高边坡具有圆弧-折线的潜在滑动面，形态由底部的条状带页岩控制，滑坡体前缘及浅层岩体变形强烈。下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式，是一个深层、顺层、复合机制成因的潜在滑坡。边坡岩体随变形发展，平行临空面的裂隙容易被拉开［7］，在遇到沉积岩的岩层分界面时，裂隙被岩层结构面分割。在薄弱、结构有突起的部位，形成应力集中区和近似平行于坡面的台阶状裂隙。最终，薄弱裂隙连通、岩体滑动。以1∶0．3的坡比折线形开挖岩体表面强风化和弱风化的部分岩体。开挖后天然和饱和状态的安全系数分别为1．73和1．62。图6显示，饱和后土体软化［8］，整个塑性区包围的岩体增大，潜在下滑岩体增大。天然状态时潜在滑弧在前部形成直线段，塑性区离开挖后的临空面较近，表部卸荷岩体容易形成裂隙而最终达到整体的塑性区贯通。临空面上岩体卸荷回弹，坡顶的后部产生张拉裂缝，在雨水入渗作用下，由于裂隙底部的岩体渗透系数小，排水不畅，静水压力作用于裂隙面，增大了下滑力，这往往是暴雨后岩质边坡容易产生破坏的重要原因［9］。

鉴于上述分析，建议清除表层强风化、强卸荷岩体，开挖坡度应小于外倾结构面的最小倾角并保护好开挖面，及时锚喷支护。岩质高边坡的上部还存在韩家店组(S2h)的页岩，以黏土矿物为主，抗风化能力差。在天然含水量的情况下新鲜岩石层面结合尚牢，遇水软化，湿水后易崩解。因此，建议上部采用10cm厚混凝土喷锚支护，下部有宽张裂隙带J2，是岩体风化和卸荷的产物，有方解石填充，采用锚杆锚固，并用自密实混凝土填充，保证岩体的完整性，防止此卸荷裂隙扩张。加固后边坡采用简化计算方法，在加固区域分别采用提高岩体强度指标以代替加固区域的强度参数，根据工程经验，加固区岩体强度参数提高20%。加固后边坡天然和饱和含水状态安全系数分别为1．85和1．78，均比未加固时有明显提高，加固效果显著。

结论

从边坡形态规模、变形机理及安全性方面，对金佛山左岸岩质高边坡进行了分析评价，得出以下结论。1)边坡前缘的强风化、强卸荷岩体属潜在不稳定块体，建议清除表层强风化、强卸荷岩体，开挖坡度小于外倾结构面最小倾角并保护好开挖面、及时锚喷支护;弱卸荷带以内岩体受卸荷作用影响小，完整性和稳定性较好，边坡现状整体稳定，发生大规模破坏可能性极小。2)左岸岩质高边坡是一个深层、顺层、复合机制成因的潜在滑坡，下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式。

第三篇：边坡稳定性施工公路工程论文整理

边坡稳定性施工公路工程论文整理

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目前，我国山区高速公路建设迅猛发展。在高等级公路的修建中，出现大量的深挖路堑与高填路堤边坡，其防护问题非常突出。为了满足安全可靠和经济合理双重目标，对高边坡病害特征的深入分析和对其治理工程方案的慎重选择显得十分重要。

公路边坡沿公路分布的范围广，对自然环境的破坏范围大，如果在防护的同时，能够注意保护环境和创造环境，采用适当的绿化防护方法来进行，则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点，也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。

边坡设计应遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的设计原则。

对公路边坡进行防护，必须考虑以下问题：①边坡稳定：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差与温度变化的影响，防止和延缓软岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变过程，从而保护路基的整体稳定性。②环境保护：使工程对环境的扰乱程度减少到最小，并谋求人工构造物与自然环境相协调。③综合效应：综合防光，防眩，防烟，诱导司机视线，改善景观等目的进行边坡绿化防护，充分发挥防护工程的综合效益。

1工程防护

1.1 抹面与捶面[1]

1.1.1适用条件：

①对各种易于风化的软岩层（如泥质砂岩、页岩、千枚岩、泥质板岩等）边坡，当岩层风化不甚严重时；

②所防护的边坡，本身必须是稳定的，但其坡面形状、陡度及平顺性不受限制；

③所防护的边坡，必须是干燥、无地下水的岩质边坡。

1.1.2构造要求：

①抹面厚度一般为5～7cm，捶面厚度为10～15cm，一般为等厚截面。

②抹面与捶面工程的周边与未防护坡面衔接处，应严格封闭。如在其边坡顶部做截水沟，沟底与沟边也要做抹面或捶面防护。

③大面积抹面或捶面时，每隔5～10m应设伸缩缝。

1.2 灌浆与勾缝[1]

灌浆适用于石质坚硬、不易风化、岩层内部节理发育，但裂缝宽度较小的岩质路堑边坡。

勾缝适用于石质较坚硬、不易风化、张开节理不甚发育，且节理缝较大较深的岩石路堑边坡上。

1.3水泥土护坡

1.3.1适用条件：

①适用于粉土、粉砂、粉质粘土、粘土等填方边坡。

②易受洪水浸淹的路基填方边坡。

③可用于盐渍土地区。

1.3.2构造要求：水泥土护坡厚度一般为10～20cm。水泥掺量一般为8％～15％，具体掺量施工时根据现场试验确定。

1.4 护面墙[1]

1.4.1适用条件：

①多用于易风化的云母岩、绿泥片岩、千枚岩及其它风化严重的软质岩层和较破碎的岩石地段，以防止继续风化；

②所防护的边坡本身必须是稳固的；

③护面墙有实体护面墙、孔窗式护面墙、拱式护面墙和肋式护面墙。实体护面墙适用于一般土质及碎石边坡；空窗式护面墙用于边坡缓于1：0.75，孔窗内可采用捶面（坡面干燥时）或干砌片石；拱式护面墙用于边坡下部岩层较完整，而需要防护上部边坡者或通过个别软弱地段时，边坡岩层较完整且坡度较陡时采用肋式护面墙。

1.4.2构造要求：

（1）实体护面墙

①厚度视墙高而定，一般采用0.4～0.6m，底宽一般等于顶宽加H/10～H/20;单级护墙的高度一般不超过15m，多级护墙的总高度一般不超过30m。

②沿墙身长度每隔10m设置一道2cm的伸缩缝，缝内用沥青麻筋填塞。在泄水孔后用碎石和砂做成反滤层，以排除墙后排水。

③修筑护面墙前，对所有的边坡清除风化层至新鲜岩层，对风化迅速的岩质（如云母岩、绿泥片岩等）边坡，清挖出新鲜岩面后，应立即修筑护面墙。

④顶部应用原土夯填，以免水流冲刷。

（2）孔窗式护面墙

孔窗式护面墙的窗孔通常为半圆拱形，高2.5～3.5m,宽2～3m，半径1～1.5m。其基础、厚度、伸缩缝等与实体护面墙相同，窗孔内视具体情况，采用干砌片石、植草或捶面。

（3）拱式护面墙

拱跨较小时（2～3m），拱圈可采用10#水泥砂浆砌片石，拱高视边坡下面完整岩层高度而定，拱跨较大时，可采用砼拱圈。

1.5 喷浆或喷射混凝土防护[1]

1.5.1适用条件：

①适用于岩性较差、强度较底、易风化或坚硬岩层风化破碎、节理发育、其表层风化剥落的岩质边坡；

②当岩质边坡因风化剥落和节理切割而导致大面积碎落，以及局部小型坍塌、落石时，可采用局部加固处理后，进行大面积喷浆（喷射混凝土）。

③对于上部岩层风化破碎下部岩层坚硬完整的高大路堑边坡；

④不能承受山体压力，边坡须是稳定的。

1.5.2构造要求：

①喷浆厚度不宜小于1.5～2cm，喷射混凝土的厚度以3～5cm为宜。

②为防止坡面水的冲刷，沿喷浆（喷射混凝土）坡面顶缘外侧设置一条小型截水沟。

③浆体两侧凿槽嵌入岩层内。

1.6 喷锚防护[2]

1.6.1适用条件：

凡易于喷浆（喷射混凝土）防护的岩质边坡，当岩层风化破碎严重、节理发育，在破碎岩层较厚的情况下，如果继续风化，将导致坠石或小型崩塌，从而影响整个边坡的稳定性。它具有较高的强度，较好的抗裂性能，能使坡面内一定深度内的破碎岩层得以加强，并能承受少量的破碎体所产生的侧压力。

1.6.2构造要求：

①为防止坡面水的冲刷，沿喷浆（喷射混凝土）坡面顶缘外侧设置一条小型截水沟。

②锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而定，用1：3的水泥沙浆固结。

③喷浆厚度不小于3cm，喷射混凝土的厚度不小于5cm。

④锚杆的类型有树脂锚杆、全长砂浆锚杆、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比较实用有效。

1.7 土钉墙[3]

土钉墙是一种较新式的结构物，它主要由“钉”（即锚杆）、混凝土面板（挂网喷射混凝土）、锚板组成。

1.7.1作用机理

通过规则排列的锚杆（“钉”）、面板、锚板将边坡一定范围内的土体进行原位加固，形成一种复合结构式的墙――土钉墙，墙后土压力由土钉墙承担。

1.7.2适用条件

主要适用于风化破碎较严重的岩石边坡，也可用于粉土、砾石和砂土边坡。承受土压力一般，其最大优点是从上往下逐层开挖土石方并及时对边坡进行封闭加固，能有效减少边坡因开挖临空而带来的英里释放，使边坡保持原来的稳定结构，避免坍塌。

1.7.3构造要求：

①施工程序为：成孔－清孔－置筋－注浆－喷射第一层细石混凝土－装挂钢丝网－喷射第二层细石混凝土；

②第一层细石混凝土厚7～10cm,第二层细石混凝土厚8cm。

1.8 预应力锚索梁[4]

预应力锚索梁是最近几年发展起来的一种新型加固措施。结构分为锚索和锚梁两部分。

1.8.1作用机理

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岩体上，通过施加预应力，使锚索长度范围内的软弱岩体（层）挤压密实，提高岩层层面间的正压力和摩阻力，阻止开裂松散岩体位移，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岩层施加正压力，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，又可提高破碎岩体的强度和整体性；结构简单、工期短、造价低廉。

1.8.2适用条件

裂隙和断层发育、防缓边坡工作量巨大的高陡边坡。

3.构造要求：

①锚梁：锚梁为钢筋混凝土梁，采用C30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锚梁的施工顺序为：防线挖槽―绑扎钢筋―支模―浇注混凝土。

③锚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，并与锚梁浇注成整体。

④预应力锚索施工程序为：放点钻孔―编制钢绞线―注浆―张拉锁定。

⑤可与喷射混凝土或框格护坡相结合。

2植物防护

2.1 种草

2.1.1适用条件

边坡稳定、坡面冲刷轻微的路堤或路堑边坡，一般要求边坡坡度不陡于1:1，边坡坡面水径流速度不超过0.6m/s，长期浸水边坡不适用。

2.1.2种植方式

根据施工方法不同，有以下几种方式：

（1）种子撒播法：适用于边坡土质较软，厚度在25mm以下的沙性土，23mm以下的粘性土，以及边坡缓于1：1的情况。

（2）喷播法：适用于砾间有砂的砾质土，或厚度在25mm以下的砂质土，厚度在23mm以下的粘性土、亚粘土土坡，或当厚度在25mm以上的硬质土时，在常降暴雨地区，则与铺席工程并用。

（3）客土喷播法[5]：客土喷播技术是一种改善边坡植生环境，促进植物生长，从而在普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡上实现立体绿化、恢复自然植被的新技术。客土喷播法具有广泛的适应性，土质或岩质边坡都适用。

（4）点穴、挖沟法

方法：点穴法是在边坡上用钻具挖掘直径5～8cm、深10～15cm的洞，每平方米约8～12个，将固体肥料等防入，用土、砂等将洞埋住后，再种种子。挖沟法是在边坡大致按水平间隔50cm左右，挖掘10～15cm深的沟，放入肥料后，撒播种子。

适用于：公路两侧的绿化用地立地条件较差的情况，如硬质土或花岗岩风化砂土挖方边坡。

2.2 铺草皮

2.2.1适用条件

各种土质边坡，特别是坡面冲刷比较严重、边坡较陡（可达60°），径流速度达0.6m/s时。

2.2.2铺草皮的方式

平铺、水平叠铺、垂直坡面或与坡面成一半破脚的倾斜叠置，以及采用片石等铺砌成方格或拱形边框、方格内铺草皮等。

2.3 植树

适用于：各种土质边坡和风化极严重的岩石边坡，边坡坡度不陡于1：1.5，在路基边坡和漫水河滩上种植植物，对于加固路基与防护河岸收到良好的效果。可以降低水流速，种在河滩上可促使泥沙淤积，防止水流直接冲刷路堤。植树最好与植草相结合。高等级公路边坡上严禁种乔木。柔性支护

3.1 三维植被网[6]

三维植被网又称防侵蚀网，以热塑树脂为原料。结构分为上下两层，上层为一个经双面拉伸的高模量基础层，强度足以防止植被网的变形，并能有效防止水土流失，下层是一层弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。

3.1.1作用机理：

三维植被网是由多层塑料凹凸网和高强度平网复合而成的立体网结构。面层外观凹凸不平。材质疏松柔韧，留有90%以上的空间可填充土壤及沙粒，将草籽及表层土壤牢牢护在立体网中间。

3.1.2特点

① 固土效果极好。实验证明：在草皮形成之前，当坡度为45度时，三维植被网的固土阻滞率高达97.5%。即使坡面角达到90°时，三维植被网仍可保留阻滞住60%的土壤。

② 抗冲刷能力强。三维网垫及植物根系可起到浅层加筋的作用，这种复合体系具有及强的抗冲刷能力，能够达到有效防护边坡的目的。

③ 网垫原材料采用聚乙烯，无毒且化学性质稳定可靠，埋在地下寿命可达50年以上，即使暴露在阳光下寿命也长达10多年。

④ 草种采用混合草种，生长成坪快；抗逆性强、耐贫瘠、耐粗放式管理等。

3.1.3适用条件

设计稳定的土质和岩质边坡，特别是土质贫瘠的边坡和土石混填的边坡可以起到固土防冲并改善植草质量的良好效果。

3.2 钢绳网主动防护[9]

通过锚杆和支撑绳以固定方式将钢绳网盖在坡面上。

作用机理为通过固定在锚杆或支撑绳上并施以一定预张拉的钢绳网，以及在用作风化剥落、溜塌或坍落防护中抑制细小颗粒、洒落或土体流失时铺以金属网或土工格栅，对整个边坡形成连续支撑。其预张拉作业使系统紧贴坡面形成了局部岩坡或土体移动或发生细小位移后将其裹缚于原位附近的预应力，从而实现其主动防护的功能。其系统作用原理类似喷锚支护等层面防护体系。然其柔性特征能使系统将局部体中下滑力向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力，从而使系统能承受较大的下滑力，同时它与三维植被网一样与植物配套实现植物防护，使植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，实现最佳边坡防护和环保。

3.3钢绳网被动防护

该方法是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网，由钢绳网、固定系统、减压环和钢柱四部分组成。

3.3.1.适用条件

岩体交互发育、坡面整体性差，有岩崩可能的高路堑边坡。

3.3.2作用机理

当落石冲击拦石网时，其冲击力通过网的柔性得以首先消散，并将剩余荷载从冲击点向绳网系统周边逐级加载，最终传到锚固基岩和地层，且由锚杆及其基础承受的最终剩余荷载以达很小的程度。

4综合防护

4.1岩质边坡绿化喷播技术[8]

绿化喷播技术，其核心是在岩质坡面营造一个既能让植物生长发育而种植基质又不被冲刷的多孔稳定结构。它利用特制喷混机械将土壤、肥料、有机质、保水材料、植物种子、水泥等混合干料加水后喷射到岩面上，由于水泥的粘结作用，上述混合物可在岩石表面形成一层具有连续空隙的硬化体。一定程度的硬化使种植免遭冲蚀，而空隙内填有种子、土壤、保水材料等，空隙既是种植基质的填充空间，又是植物根系的生长空间。

4.1.1适用条件

不仅适用于所有开挖后的岩体边坡，而且对于岩堆、软岩、碎裂岩、散体岩、极酸性土岩以及挡土墙、护面墙、混凝土结构边坡等不宜绿化的恶劣环境。

4.1.2施工方法

①修整边坡

在高速公路边坡支护工程中，坡面比较平整，一般只需清除表面杂物即可。如有非常凹凸的地方须进行处理。

②锚杆、挂网

先在坡面上打孔，然后将机编网开卷铺挂在坡面上，再用锚杆或锚钉固定。对于坡度较小（>1:1）、岩体结构稳定的边坡，或已做拱架的陡坡，可不挂网，面向岩面直接喷射混合好的材料。

③喷混

材料按比例混合后利用特制喷混机械将混合物加水及PH缓冲剂后喷射到岩面上。喷射分两次进行，首先喷射不含种子的混合料，喷射厚度7～8cm，紧接着第二次喷射含有种子的混合料，喷射厚度2～3cm。喷射混合材料平均厚度10cm,变幅为3～15cm。

④覆盖

可在喷射后覆盖无纺布、草帘、遮荫网、稻草等保湿及防止雨水冲刷。

⑤养护

喷播后如未下雨则需每天浇水保持土壤湿润。一般7天左右发芽，一个月成坪，两个月覆盖率达90%以上，成坪后可逐渐减少浇水次数。

4.2框格护坡

4.2.1适用条件：

风化较严重的岩质边坡和坡面稳定的较高土质边坡。

4.2.2框格形式选择

框格护坡可选用菱形框格、六边形框格、主从式框格等

构造要求：

①框格内植草，通常采用借土喷播法或植草皮等方法。

② 框格形式主要有正方形、菱形、拱形、主肋加斜向横肋或波浪形横肋以及几种几何图形组合等形式，框格及横肋宽0.4～0.6m，主肋宽一般1m左右，框格间距2.5～3.5m。

③ 应根据情况设置固定桩或锚固筋固定。

K58+500和K62+500处边坡防护

1.1原方案分析

挂网喷播防护和框架锚杆防护(锚杆混凝土框架+混凝土空心块+喷播植草)为两边坡处的原方案。

1.1.1挂网喷播防护

挂网喷播主要应用于土质边坡及沙石土混合型边坡，特别是土质贫瘠的较矮路堑边坡和土石混填的路基边坡，一般不超过1：1.25，常用坡度1：1.5，试验证明：当坡面角为45°时，如果并且在草皮形成之前，对于挂网喷播(平面网)防护来说，一般的挂网植草垫的同土阻滞率约为74%；而挂网植草垫固土阻滞率在坡面角为60°的情况下一般都为0%，这样的情况下，同土作用就已经失去了。所以当边坡坡面角较大时，不宜使用挂网喷播防护。

1.1.2框架锚杆防护

对于锚杆混凝土框架植草防护来说，一般的适用情况如下，包括岩石路堑边坡、以及边坡高度较大、稳定性较差的土质边坡。这样的情况下，非预应力的系统锚杆往往采用于风化破碎的岩石路堑边坡，以及坡体中无不良结构面的情况下；预应力锚索则往往采用于滑动面（或者破坏面）的土质边坡和岩石路堑边坡，以及边坡中存在不良结构面的情况下。

1.2改善方案

1.2.1K58+500边坡

这里考虑到K58+500处风化土质边坡的情况，表1为两种组合防护方案(，这些都是在工程实际情况的实地考察分析的基础上得到的，唯一目的就是要在保证边坡稳定性基础上，还能满足景观观察的需要。

1K58+500和K62+500处边坡防护

1.1原方案分析

挂网喷播防护和框架锚杆防护(锚杆混凝土框架+混凝土空心块+喷播植草)为两边坡处的原方案。

1.1.1挂网喷播防护

挂网喷播主要应用于土质边坡及沙石土混合型边坡，特别是土质贫瘠的较矮路堑边坡和土石混填的路基边坡，一般不超过1：1.25，常用坡度1：1.5，试验证明：当坡面角为45°时，如果并且在草皮形成之前，对于挂网喷播(平面网)防护来说，一般的挂网植草垫的同土阻滞率约为74%；而挂网植草垫固土阻滞率在坡面角为60°的情况下一般都为0%，这样的情况下，同土作用就已经失去了。所以当边坡坡面角较大时，不宜使用挂网喷播防护。

1.1.2框架锚杆防护

对于锚杆混凝土框架植草防护来说，一般的适用情况如下，包括岩石路堑边坡、以及边坡高度较大、稳定性较差的土质边坡。这样的情况下，非预应力的系统锚杆往往采用于风化破碎的岩石路堑边坡，以及坡体中无不良结构面的情况下；预应力锚索则往往采用于滑动面（或者破坏面）的土质边坡和岩石路堑边坡，以及边坡中存在不良结构面的情况下。

1.2改善方案

1.2.1K58+500边坡

这里考虑到K58+500处风化土质边坡的情况，表1为两种组合防护方案(，这些都是在工程实际情况的实地考察分析的基础上得到的，唯一目的就是要在保证边坡稳定性基础上，还能满足景观观察的需要。

对于一级碎落台自然式栽植观赏性来说，这包括有灌木及地被植物黑心菊等；而对于二级碎落台以上自然式来说，则一般应该栽植适应性较强的灌木以及种植迎春、蔷薇等垂枝植物，还有就是，应该对于在碎落台上下部栽植地锦问题进行注意。刺槐、山杨、旱柳、沙棘、杏、云杉弹子松、榆树、刺槐一般往往是挡墙端头进行遮挡裁植的树种。

2其他土质边坡防护分析及改善方案

关于植物防护和工程防护相结合的综合方式，可以根据边坡的具体情况，选用土质边坡的防护形式。

2.1植草防护

为了达到减少坡面土体冲刷，降低雨水，从而保证公路绿化效果的目的，在实际调查基础上，采用的植草防护措施主要是利用配合混凝土预制块或块片石的综合防护技术。对于观赏性要求较高的路段，包括服务区站点附近的公路边坡或者立交区匝道高边坡等特殊要求的边坡，这种植草综合防护尤其适用。

2.2骨架植物防护

作为一种常用的一种综台防护方法的骨架植物防护，主要是利用在框内进行种草、铺草皮的防护，并且一般来说框格是由混凝土、浆砌块(片)石等骨架做成的。

对于护坡植物来说，主要有以下几种：草地早熟禾、紫羊茅、紫花苜蓿、无芒雀麦、冰草、小冠花等等，而花卉为地被菊或当地的野花。花灌本为丁香、连翘等。

对于植生带来说，一般具有、种子肥料不易移动以及播种施肥均匀特点,也就是说种子、肥料、无纺布综合为一体，这样对于运输和现场施工情况，采用捆卷包装更为方便。

3叠拱及窗式防护方案分析及改善方案

3.1叠拱防护

这里采用K107+000~K128+120为例子进行说明，其中，草灌结合普通喷播对于叠拱边坡二层以下(含两层)是原来方案的设计，普通喷播主要对象为灌木为主。但是在实际过程中，叠拱防护则是由于某些地方的地下水过大而冲毁。所以，改善方案则为利用叠拱防护方式而进行的二次修补，这样就可以进行相关的绿化防护工作，达到，稳同边坡、上侧排水功能；同时，爬藤植物应该在叠拱边缘种植，还应该遮挡圬工材料。

3.2窗式防护

植生袋绿化方案原来为窗式护面墙，这里，一根锚杆固定每个植生袋，同时直径为8mm的锚杆的深度为20~30cm，地锦一般在沿窗式护面墙内侧栽植。存在的问题则是视觉效果得到影响，主要是因为窗式护面墙圬工面太大，同时也说明了窗室内填土不够。改善方案则是应该在栽种攀爬植物以遮盖墙体圬工的同时，当然范围是在在修建的窗式护面墙窗室内，还应该对于未施工的窗式护面墙边坡高度不大的情况下，修改成拱式或其他少圬工护面形式。

4其他石质边坡防护分析及改善方案

可以对于稳定的石质边坡不改变原貌，不进行人为防护。另外，最好采用光面爆破技术对于边坡进行开挖施工，这样就能够充分展示裸露岩体的结构、纹理、质感等，个性的自然美也就相应的被展现出来。

5结语

本文主要针对某高速公路两段的边坡处的实际情况，提出了相应的边坡防护方案。同时，对沿线其他土质、石质边坡的防护也提出了可行性意见，并对高速公路叠拱防护及窗式防护存在的问题提出了改善方案。

1对公路工程边坡稳定性造成影响的因素

地形的产生通常是有两种状况：一种为自然形成的，而另一种则是人为制造的。坡度、坡宽、坡高以及坡向等是地形的主要表现形式，这些形式的存在会对边坡稳定性造成一定程度的影响，其中对公路边坡稳定性造成最大影响的因素则是边坡的坡度，很可能会有土壤侵蚀及山崩等灾害问题出现。

2公路路基加固的常用方法

2.1灰土处理法

在一些较差路基土的状况下，可运用石灰使软土作为路基填料得到改善，但是对石灰改良公路路基土的理论研究较少，通常运用8%左右的灰土实施处理，对于处理深度而言，应与实际情况相结合进行确定，若运用深度为60cm的方式进行处理，则应在20cm的下方对土壤重量8%的石灰加入进行处理，使其与石灰土路基要求相满足且压实平整之后，即可将上面的40cm分为两层，添加石灰以后开展分层压实操作。

2.2粒料加固法

对于洼地、沟渠及水塘而言，在排水处理以后，由于下层土有较大含水量，可运用较好水稳定性的粒料实施加固。在下层对一层10cm左右厚度的小颗粒碎石或砂砾垫层进行铺筑，能有效地避免路面竣工后会有较大变形产生。对于碎石和砂砾等材料来说，最大粒径应控制在30cm以下。在对石块或混凝土块进行使用时，应进行码放整齐，用碎石将间隙中间灌满，使每层的厚度保持在30cm以下即可。

2.3混合加固法

根据施工条件和材料来源，在相同地段内，可将前几种方法相结合，对地基实施综合加固操作。

2.4袋装砂井排水固结法

首先，应对符合要求的编织袋进行选用，确保编织袋不易漏砂，且存在良好的'透水性及足够的强度，不易出现腐蚀和老化现象。其次，确保运用的砂子有良好的透水性存在，且具有较低的含泥量。在打桩时应采用专用的设备对袋装砂井进行操作，在套管的下端对分离的预制混凝土桩尖进行安装，该桩尖应有足够的强度存在，严密操作顶面和钢套管接触位置，避免有软土挤入管内的现象产生，对袋装下沉造成影响。先将道路中心线放出，然后与砂井间距相结合，用标钎从砂井起点放出桩位线。在整平的土基上对一层厚度为30～50cm的砂垫层放出，并开展适量洒水碾压，使其与压实度要求相符。移动打桩设备开展打桩操作，将袋装沉入管底后再将套管抽出，移动打桩设备开展袋装砂井的继续打设。

2.5塑板桩排水固结法

塑料排水板法是运用带沟槽的塑料芯板使其作为排水板，又被称之为塑料板法。运用塑料排水板将地下水竖向排出，并与排水夹层相互配合，塑料排水板有较好的滤水性，对排水效果得到有效保障，并有一定的强度和延伸率存在，与地基变形的能力相适应，板截面尺寸较小，在插入时会有较小的地基扰动存在，施工相对便捷。该方法与袋装砂井排水加固法基本相同，在地面的滚筒上架设塑板带，塑板通过附设在导架上端的滑轮向钢套管内进入，通过矩形桩尖伸出卡紧桩靴，桩靴为一焊有门形钢筋的钢板，塑板从桩头伸出，穿过桩靴空档再向管内回插，使桩靴钢板和桩头达到贴严状态。

3公路路基稳定性控制的有效施工措施

3.1防治裂缝的施工措施

裂缝的产生一般分为两大类型：第一类是由于外界荷载的反复作用导致的裂缝产生，整体道床仅能对本体承受力进行支撑，无法支撑外界所带来的拉力，这样可能会有网状裂缝出现；第二类则是由于基层开裂造成的放射性裂缝产生，由于自身温度的变化引发温度裂缝形成，该类裂缝也称之为非荷载裂缝。在施工过程中，这两种裂缝可运用科学合理的设计实施有效避免。

（1）有效控制整体道床的基层裂缝。对基层施工材料进行选择时，建议对较小收缩性的混凝土进行选用使其作为材料，并在施工过程中对混凝土自身的裂缝机理实施充分考虑；

（2）有效控制整体道床的面层裂缝。通常情况下，低温等因素是造成整体道床有非荷载裂缝产生的主要原因，直接关系到沥青自身的质量问题，一般沥青有较高的针入度指标，温度的敏感性相对较差。

3.2路基平整度的施工控制

对于路基施工来说，即便有平整的面层摊铺，若基层做得不够平整，则压实质量也就不会较高。由于虚铺厚度的差异也会造成路面有不平整问题出现。在施工过程中，为了使公路路面的平整度得到保障，首先，在对底基层和基层进行施工的过程中，应严格按照相关的技术规范和施工要求进行施工作业；其次，应对基层养护工作进行做好，在完成基层的施工作业以后并开展养护作业时，应运用喷洒沥青乳液的方法、不透水薄膜或湿砂覆盖的方式实施操作。运用洒水养护施工时，应对行车的数量进行严格控制，开展修补和压实操作，禁止运用松散的粒料开展填补施工；再次，对基层的平整度进行准确控制。在准备摊铺面层的过程中，应先清扫干净基层的表面，确保基层表面不会有杂质和浮粒存在，使其达到较高的整洁性。严格按照规范实施抄平放线操作，使基准线的标高及基层的标高达到准确无误。材料为水泥稳定碎石时，应运用摊铺机进行摊平；最后，还应对施工中的接缝部位进行处理好，否则会对路面的平整度造成影响。

3.3路基填料的施工控制

路基填料的压实程度和材料性质对公路路基的强度及稳定性造成直接影响，所以在选择路基填料时有一定的要求：首先，所选路基填料的含水量及塑性指数都应与要求相符，禁止对冻土、有机土、含草皮土及淤泥等类型的土进行选用；其次，建议不得对较大塑性指数的土进行运用，若必须进行使用时，应在与最佳含水量相接近时开展碾压作业，并对相应的排水设施放置好。

4结语

综上所述，导致公路边坡失稳的因素相对较多，并非单一存在，一般是由各类因素共同作用而产生的。所以，公路工程边坡防护工作应综合考虑的因素较多，例如边坡周围环境、地质构造、降水量、地形以及地质材料等。然后运用相应的防护措施实施边坡加固，使边坡的稳定性得到有效保障，对公路的正常运行及人们的生命财产安全产生极为重要的作用。

第四篇：基于支护结构应力监测的边坡稳定性分析

基于支护结构应力监测的边坡稳定性分析

摘 要：通?^对某高速公路边坡防护结构开展实时应力监测，根据监测数据分析判断边坡施工过程中的稳定状态以及应力损失情况，结合数值分析模型模拟应力损失后的土体受力和位移情况，分析结果表明，监测边坡处于稳定状态。

关键词：应力；监测；边坡；稳定性

中图分类号：U416 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）17-0008-03

Abstract： Through the real-time stress monitoring of the slope protection structure of a certain expressway，the stable state and the stress loss of the slope during the construction process are analyzed and judged according to the monitoring data.Based on the numerical analysis model to simulate the stress loss of soil force and displacement，the analysis results show that the monitoring slope is in a stable state.Keywords： stress； monitoring； slope； stability

某山区高速公路沿线部分边坡开挖高度高，多采用锚固防护形式，而支护结构的工作应力是影响防护结构安全的重要因素。如果支护结构的工作应力过高，可能使防护设施发生突然破坏，成为工程中的“定时炸弹”；反之，如果工作应力衰减过大，则起不到主动加固岩土体的作用。因此，有必要开展基于支护结构应力监测的边坡稳定性分析技术研究，评估边坡稳定性和安全防护有效性，保证锚固结构安全和边坡稳定性。工程概况

本项目选择位于浙江省某山区高速公路LP02合同段一路堑高边坡作为监测研究对象。该边坡最大开挖高度54.5m，分八级开挖支护，各级防护措施分别为：第一级设挡墙防护，第二、三级设锚杆框格防护，第四、五级设锚索框格植被防护，第六级骨架植草防护，第七、八级边坡高次团粒防护。锚索锚固段全部进入中风化岩层。边坡地质情况如下：坡表分布厚度不等的残破积粉质黏土层，局部为含碎石粉质黏土层，褐黄色，可塑，碎石含量在25%左右，风化强烈，厚约1.0～4.8m，属普通土（Ⅱ）；下伏基岩为片麻岩：全风化，浅黄色、浅灰褐色，砂土状，具有可塑性，厚约10.7～26m，属普通土（Ⅱ）；强风化，变晶结构，片麻状结构，裂隙发育，岩芯呈碎块状及碎屑状，属软石（Ⅳ）；中风化，变晶结构，片麻状结构，节理裂隙较发育，裂隙间由方解石脉充填，属次坚石（Ⅴ）。监测点布设

针对试验监测边坡的防护工程情况，在边坡第四、五级预应力锚索框格防护工程中选择两个监测断面，每个监测断面设置4个测点，开展应力监测。该边坡锚索设计长度为27m～36m，锚固段长度设计值均为12m，锚固力设计值为780kN。监测原理是采用弹性波锚头激振方法实时监测预应力变化，具体监测方法是选择典型锚索埋设压力环进行长期预应力监测，并对无损检测技术提供验证；采用锚头激振技术对预应力锚索的工作应力进行无损检测，对边坡预应力锚索工作应力的整体情况进行评估。

测力计在安装前可以根据工程实际情况进行现场率定。为了保证锚索测力计能够真实反映受力状况，需要在测力计两个端面放置承载垫板，使加载荷载呈均匀分布。同时，承载垫板在加工时应格外小心，表面应平整，如果垫板表面有焊渣等异物，可能导致加载过程中出现读数误差。在正式加压前，应先预压二次，预压时应缓慢施压，并在最大压力处保持一分钟以上。预压结束，测力计应静止10分钟后才能进行正式率定。

根据边坡防护设计要求，测力计安装在锚固端。安装时钢绞线或锚索从锚索计中心穿过，测力计处于钢板和工作锚之间。锚索测力计典型安装示意图见图1所示。

测力计安装完成后，各模块与数据采集仪之间通过电缆连接组成一套完成的应力监测系统，为了方便野外长期监测，为整套监测系统安装了太阳能供电系统，保证监测系统的长期稳定工作。监测系统现场布设图见图2。监测数据分析

应力监测设备安装完成后，采用BSIL-MICRO-MCU测量系统对应力开展实时监测，通过对前期监测数据整理，得到各监测点应力监测数据曲线图，其中一个监测点的监测数据见图3。从监测数据曲线图来看，该边坡锚索预应力趋于稳定，说明该边坡施工过程中处于稳定状态。从监测数据分析可以看出，当锚索锁定后，随着时间的推移，会发生荷载损失，损失率大约在10%～20%。这主要是由于岩土体的压缩、锚索材料的变形松弛等原因造成的。稳定性分析

根据监测点边坡断面截面尺寸及锚索布置情况，采用FLAC 3D数值分析软件建立边坡模型开展边坡稳定性分析，如图4所示。模型建立时的假设条件包括：不考虑Y方向不平衡力对边坡稳定性的影响。边坡侧面采用法向约束，底面采用固定约束。模型建立的过程：先采用弹性模型生成初始地应力场，再降土体定义为摩尔库伦模型，最后添加锚索构件，开始计算分析。

模型分析计算中采用的方法是强度折减法。该方法将边坡刚好达到临界破坏状态时岩土体的抗剪强度进行折减的程度定义为边坡安全系数，也就是岩土体实际抗剪强度与临界破坏时的折减后剪切强度的比值。在分析计算结果时，当安全系数大于1时，边坡处于相对稳定状态；当安全系数小于1时，边坡处于不稳定状态，需要加固措施。

在开展计算分析前，先计算开挖后未采取防护措施时的边坡安全系数，计算结果：安全系数0.92，小于1，说明此时边坡处于不稳定状态。边坡剪切计算云图中可以发现，出现了塑性贯通区，见图5，即出现了潜在滑动面，边坡可能发生失稳破坏。

第五篇：边坡护理

【摘 要】 本文从边坡岩体特征及结构构造等方面对边坡可能出现的变形失稳机理进行了分析，基于边坡破坏形式进行锚固支护设计并实施治理施工，其成功经验可为今后类似工程的设计、施工治理提供借鉴。

【关键词】 边坡 锚固 治理 预应力锚索

1.工程概况

昆明二电厂2×300MW工程煤场边坡位于昆明二电厂北侧，成昆铁路东面。在场地平整工程施工边坡开挖过程中，形成30多米高，200多米长的高陡边坡，由于多种因素的影响，产生一系列的山体变形、坡面坍塌等高边坡病害，给工程项目的继续进行造成一定的困难。经过专家的多次论证：场区首先要进行高边坡病害治理，以确保边坡的稳定及场地内厂房建成后的正常使用，才可进行下一步工程建设。

2.工程地质概况

拟建场地处于山前斜坡地形，地貌属低中山残丘坡地，原始地形坡度20~25°，边坡上部为红褐色含角砾（碎石）粘土，硬塑状态，中部为角砾混碎石层，下部基岩为褐红色板岩局部夹灰黑色炭质页岩、板岩。属软质岩石，呈半坚硬状，极易风化，强风化后呈叶片状、条状及土状。岩层纵横节理发肓。

各地层主要物理力学指标如下：

拟建区域无主干断层通过，岩层单斜产出，倾向125°~135°，倾角55°~65°；发育有二组节理，节理产状为240°∠57°、155°∠60°，节理密度为3~4/m。

场地地处山麓斜坡部位，地下水为第四系所含孔隙型潜水及其下伏基岩裂隙水，旱、雨季地下水位升降幅度较大，旱季边坡几乎处于干燥状态，雨季坡面有水渗出。

边坡前期开挖后形成近55°的边坡，坡高约30米，边坡病害表现为中部局部发生坍塌，坡顶出现裂缝，对场地内的工程建设及厂房建成后的正常使用造成安全隐患。

3.边坡稳定性分析

3.1 边坡失稳形成机理

处于相对稳定状态的自然坡体，由于工程建设的需要，特进行边坡开挖而调整边坡的坡度。随着调陡边坡开挖的不断进行，临空面不断加高，改变着斜坡的应力状态，使之由稳定向不稳定状态发展。于是，在重力、施工震动、降雨等各种内外因素的作用下，沿各种地质软弱面形成不稳定体，逐渐向下挤压、滑动，边坡上部出现拉、张裂缝。此时，坡体的内外应力水平发生变化，坡脚附近产生剪应力集中。随着边坡开挖的进一步开展，临空面的加高，削弱了抗滑支撑部分，产生边坡的坍塌滑动

3.2 边坡与结构面的组合关系

二电厂工程煤场边坡平面上呈内凹近直角相交的形态，倾向120°，直立。坡向与岩层倾向基本一致，坡向与节理倾向间夹角为45°~75°，坡向与节理面倾向均呈较大角度斜交关系。

3.3 边坡变形破坏原因分析

从上述边坡与岩层及边坡与节理的组合关系分析，边坡产生沿层面的顺层滑动或沿贯通节理面的追踪滑移破坏的可能性极大。由于陡倾的岩面与节理面的组合，一是形成双结构面，二是形成类似于硬性结构面发育且两组相交所形成的碎裂块状岩体。因此，边坡可能出现的变形破坏工程地质模型主要有三种：一种是顺层滑动，即沿着岩层的软弱结合面产生滑动，此种模型的变形破坏形式为线型滑动；二是由于双结构面产生的，结构面交线倾向坡外，与边坡坡向小角度相交，交线倾角50°左右，此种模型的变形破坏形式为楔形体的滑动；第三种模型即碎裂块体工程地质模型，此种模型的变形破坏形式为碎屑式近视于圆弧形滑动。此外，由于边坡岩体破碎，施工开挖坡度较陡，因而，边坡在开挖过程中可能产生的较小规模的变形破坏形式为崩塌。在三种主要的变形破坏形式中，楔形破坏最容易发生，但却以顺层滑动所产生的线型破坏的规模最大。

二电厂工程煤场边坡开挖高陡临空，造成坡体卸荷，原始的极限平衡被破坏，坡脚应力集中发展，超过坡脚岩土的承载能力而失稳；另外区内裂隙发育，坡向与地层倾向一致，在软弱下部支撑被卸载的情况下，坡体在自重作用下迅速变形积聚发展，从而沿着原始软弱结构面下滑所致。

4.边坡治理工程措施

根据上述对边坡破坏形式的分析，同时考虑在确保边坡稳定的前提下，在原有开挖坡比上进行加固的要求，以防止或有效地控制坡体应力松弛、加固不利结构面组合变形和破坏为主，采用以锚固支挡为主的防治方案进行综合治理。结合边坡较高且陡，岩体为软质岩石及边坡开挖的实际情况，设计上部采用锚杆格构 梁支护、中部采用预应力锚索格构梁支护、下部为重力式挡墙支挡，格构梁间植草护坡美化场区环境，保证边坡的整体稳定。

设计参数选取：坡高31米，坡度45°，水平向地震系数0.16，岩体密度22.5 KN/m3，岩体粘聚力65.00Kpa，岩体内摩擦角22°，锚索采用1860级钢绞线，锚固体与土体摩阻强度0.38Mpa。锚索锚固段长度取为10米，设计抗拔力取为600KN。加固后边坡的极限安全系数=1.589，边坡稳定安全系数=1.35。

在现边坡上部最高处设臵4排预应力锚杆，锚杆水平间距为4m，纵向垂直间距为2.83m，锚杆单根长15m，锚筋为1φ32钢筋线，孔径φ110mm，与水平面夹角为25°，锚杆间用锚杆格构梁连接。

在现边坡中部设臵4排预应力锚索，锚索水平间距为4m，纵向垂直间距为2.83m，锚索单根长20m，锚筋为4φ15.24钢绞线，锚固段长均为10m，孔径φ130mm，与水平面夹角为25°，锚索间用锚索格构梁连接。

在坡脚设臵挡土墙，坡顶适宜位臵设臵梯形截水沟。在格构梁间坡面实施人工生物工程护坡，对坡面进行绿化植草封闭处理，阻止大气降水的下渗和边坡物质的物理风化。（具体设臵见立面及剖面图）

5.锚固施工及边坡加固效果评价

5.1 边坡锚固施工工序

边坡锚固采用自上而下的施工工序：测放开挖边线→一层土（石）方开挖→一层锚索（杆）施工→一层锚垫板施工→一层锚索预紧→第二层土（石）方开挖→二层锚索（杆）施工→二层锚垫板施工→二层锚索预紧→依次开挖重复以上施工工序至支护标高。

5.2 预应力锚索的施工工艺

预应力锚索的施工工艺复杂、技术含量高、各工序间的连续性强、机械化程度高，具有一套完整的施工工艺，其施工工序为：施工放线→锚索钻孔→清孔、锚索制作和安装→配臵浆液→向孔内注浆→锚索地梁浇筑→预应力张拉锁定→封锚。

（1）锚索（杆）钻孔

根据场地地质条件，锚索成孔采用干钻成孔技术，以高压风作为冷却介质，若遇岩层破碎，易产生塌孔、卡钻等异常情况，采用跟管钻进或注浆处理等措施，禁止采用湿作法以确保边坡岩体地质条件不被恶化和保证孔壁的粘结性能。将钻机平整、稳定、定位准确安放，选用φ130mm钻具成孔，设计角度25°，嵌入边坡中风化岩层一般不大于10m。钻至规定深度（需超钻50cm）经技术人员鉴定符合设计要求后，方可终孔。

（2）锚索制作

锚索编制前对钻孔实际长度进行测量，根据终孔长度（L1），按锚索长度L=L1+1.5m-0.5m下料组装锚索，每4根为1组。用电动切割机切割钢绞线，再将导向尖锥、扩张环、紧箍环等元件组装成型，按设计图纸要求进行防腐处理。施工注意事项为：

①锚索制作场地要求干净，原则上保证锚索不受油脂、泥土等异物粘附，保证锚索洁净；

②自由段表面先用防护油涂刷，再以塑料管穿套单根钢绞线；

③用人工把导向帽的一端对号插入相对应的钻孔内，并确定锚索是否插入到设计深度。如锚索插入有阻力则用高压风清孔，或用钻机冲孔、扫孔，直到锚索安装到位为止。

（3）锚索安装、清孔、压浆

锚索安装前将压浆管安放在锚索结构中心，一起顺畅送到孔中，及时用压力水或高压风吹洗孔内灰尘，再将搅拌均匀的M30水泥浆通过压浆机灌入孔中，一次性灌满。

①锚索运输、安装时不被弄脏、不变形；

②压浆机（灰浆输送泵）由专人操作，其进浆口应套上细筛，以免有水泥堵塞管道产生事故，灌浆工作压力通常为0.3~0.5MP；

③水泥浆水灰比为0.40~0.45，每25根锚索随机抽样制作一组水泥浆试块送检。在浆液池中将浆液搅拌均匀后，一面继续搅拌，一面向孔内注浆，直到孔内流出新鲜浆液停止注浆。

（4）张拉

张拉就是给锚索施加预应力的过程。待锚索锚固段水泥浆、混凝土格构梁均达设计强度的80%后方可进行。根据设计人员的要求，由业主或监理人员选定锚索作抗拔试验，合格后再依据设计要求采用“两次五级加荷”进行张拉，每级稳压间隔时间5~10min，依据设计要求选择超张拉5%。

（5）封锚

张拉锁定7天后如没有发现异常情况，可进行封锚处理。用手持电动切割机在距锚具顶面10~12cm处切断多余钢绞线，并补浆至满为止，然后对锚具和钢绞线进行防腐处理，再用C15细石混凝土封闭外锚头以防风化侵蚀。

5.3 治理过程回顾

对边坡锚固工程而言，边坡开挖质量控制的好坏及临时采用的一些预加固措施对边坡治理的成败起着至关重要的作用，边坡治理工程开挖应严格按设计坡比，分台高程进行自上而下逐级削坡，完成一级削坡即锚固一级，然后开挖下一级边坡并锚固，依次削坡和锚固不应一次削坡到底或削好几级再锚固。但在工程施工过程中，因考虑施工进度等综合因素，常常在上部加固尚未生效时，下部开挖已经完成，开挖面长时间暴露导致边坡发生较大变形甚至失稳破坏，故边坡开挖必须贯彻逐级开挖逐级加固的原则，必要时可采取有针对性的预加固施工方案。

那么在本工程前期边坡开挖施工过程中，由于管理不到位，土方施工队未严格按设计要求的坡比、高度分级开挖，基本上是一次开挖到底，形成近55°的高陡边坡。经过一段长时间暴露，未能及时锚固致使坡顶变形过大，导致坡顶开裂、坡面坍塌，致使坡体出现险情，严重威胁整个边坡体的安全。

针对边坡变形、坍塌的具体情况，为控制边坡变形、坍塌的扩大及解除险情采用了下列治理措施：

（1）调整边坡开挖坡比为1∶1，坡顶开挖边线外延，重新分级削坡开挖，确保塌方区不再扩大，达到控制边坡变形的目的。

（2）制定行之有效的加固方案

①设计上部采用锚杆格构梁支护、中部采用预应力锚索格构梁支护、下部为重力式挡墙支挡，格构梁间植草护坡美化场区环境，保证边坡的整体稳定。

②在原来塌方形成的空洞处用C20钢筋砼浇筑起来。

③严格控制开挖高度，分级开挖高度为10m，开挖削坡完后，进行快速的锚固施工并快速封闭坡面。

由于工程施工严格按设计及规范要求实施，固从边坡二次削坡开挖直至锚固施工支护到底，坡顶水平位移没有继续增加，确保了整个边坡治理工程的安全稳定，边坡支护效果良好，受到了业主方的高度评价。

5.4 边坡锚固治理效果评价

经过对本工程实施情况的总结，结合多方面、多种方案经济效益分析表明，预应力锚索（杆）工程造价低，具有显著的经济效益，无论从安全性、工人劳动条件、人力物力资源的投入，针对岩质边坡、高陡边坡而言锚索加固方案明显优于抗滑桩等其它加固方案。

（1）锚索受力可靠，当锚索施加预应力后，对被锚固的岩体立即产生主动压力，发挥锚固效应，对控制边坡的变形极为有利。

（2）锚索施工无须放炮开挖，对岩体基本不产生扰动和破坏，在锚索孔内灌浆能增加孔周围岩体的力学性能。另外，施工干扰少，安全易得到保证。

（3）采用预应力锚索加固可使作用力均匀地分布在需加固的岩体上，增加了边坡体的整体强度，更容易保持边坡的完整。

（4）预应力锚索可以通过锚索的长度安装到较深的岩体之中，其安全性能更加可靠，故在滑面较深的边坡加固工程中具有明显的应用前景。

6.结束语

预应锚索在高边坡防护加固施工中，显示出了对地形、工程地质条件适应力强，施工工艺简便，操作灵活的特点，与其他支挡结构相比具有许多优点，设计理论和工程实践日趋成熟，具有广阔的应用和推广前景。在边坡设计中，要尊重边坡的自然规律，结合边坡现场岩体特征，参考现有边坡，经严格计算设臵边坡坡率等要素，避免不当设计而产生边坡病害，增加工程投入。通过二电厂边坡的工程实践有以下几方面的认识和体会：

（1）具主动加固特性的预应力锚固措施对控制边坡施工过程的变形，提高其短期和长期稳定性具有重要的作用；采用预应力锚索加固可使作用力均匀地分布于需加固的岩体上，增加了边坡体的整体强度，更容易保持边坡的完整。

（2）边坡防护加固工程的作用机理主要体现为改善边坡应力状态，控制坡体变形和塑性区发展，以提高边坡稳定性。

（3）采用逐级开挖，逐级加固的施工方案，对控制边坡开挖变形，防止坡体应力条件恶化，提高坡体的长期稳定性具有重要的意义。切忌并台开挖或从上而下一挖制底，延误边坡加固时机，造成灾害和损失。

（4）应根据边坡开挖的地质条件和边坡变形监测结果，进行动态设计和信息化施工，即可保证边坡加固工程既安全可靠又经济合理。