边坡与滑坡的预加固理念

所谓边坡与滑坡的预加固就是指在对自然斜坡进行开挖、填方加载以前,设置支挡、加固、排水等防护工程对斜坡进行预判性加固,确保后期自然斜坡在工程扰动后保持稳定状态和满足人类的使用需求。
边坡与滑坡预加固工程的设置是建立在对自然斜坡的稳定性评价和人类工程扰动后形成的工程斜坡稳定性评价基础上的。也就是说,对于斜坡的稳定性评价,不但要重视自然状态下的稳定性,更要重视工程开挖、加载后的工程状态下的稳定性。
边坡和滑坡的预加固是一种理念,早期由于人们对坡体的时效变形、峰残值转化等缺乏深刻的认识,使工程预加大被一些管理人员和技术人员所忽略,难以下定决心或忽视了工程对斜坡的预先处治,导致工程开挖或加载后出现大量的老滑坡复活或工程滑坡的发生,造成后期病害坡体的治理费用大幅攀升或远超预加固工程的规模,这其实也是坡体“治早治小”的一种理念体现。这种情况的发生主要有两种情况:一是人们对边坡和滑坡在自然状态或工程扰动后的稳定性评价认识不统一,有的认为需要设置工程进行预先加固,有的认为不需要预加固;二是存在侥幸心理而不愿投资进行工程预加固,结果事与愿违,后期需要花更多钱来补偿当初的错误。
边坡和滑坡的预加固的意义在于有效减小由于工程扰动导致的坡体物理力学参数降低幅度,使其尽量保持在原状岩土体的峰值强度或尽量控制减小幅度,从而有效减小工程加固防护力度。即预加固可以最大程度的控制坡体自身的稳定性降低幅度,从而最大幅度的减少后期加固支挡的规模,达到投入与产出的最大性价比。
边坡和滑坡的预加固首先是工程影响区内设置合理的地表水和地下水截、疏、排措施。如边坡开挖前的堑顶截水沟,老滑坡上设置的仰斜排水孔、截水盲洞、集水井等有利于降低坡体地下水位提高坡体稳定性的工程措施,有条件时应优先采用。
如重庆张家坪滑坡在支挡加固工程实施前,在滑坡后缘设置截水盲洞后将滑带的内摩擦角提高了1.5度,使滑坡下滑力减小了2000KN/m以上,直接在后期支挡工程实施前取消了一排抗滑桩,节省了大量的工程投资。
再如广东省西部沿海高速公路K21滑坡在支挡加固工程实施前,在滑坡后部斜坡上设置了多孔大截面集水后将滑带的内摩擦角提高了1度,使滑坡下滑力减小了1600KN/m以上,从而大幅降低了后期的支挡加固工程规模。
边坡和滑坡的预加固其次是在工程影响区的斜坡上设置支挡工程、减载反压工程。如在老滑坡上设置抗滑挡墙、抗滑桩支挡工程和在滑坡前缘抗滑段设置的反压工程,在滑坡后缘设置减载工程,在路堑边坡设置的锚索、锚杆、微型桩、钢锚管等预加固工程。

图1 大型堆积体的预加固开挖

图2 隧道进洞前的边坡预锚工程

图3 大型崩塌体的预先嵌补锚固

如云南省保龙高速公路的滥渣河大型老滑坡中部高速公路以大桥的形式通过,桥梁实施前在滑坡前缘利用弃渣进行的反压,有效提高了滑坡的稳定性和安全性。大桥使用18年来一直保持稳定。
反之某高速公路大桥在滑坡前缘通过,由于技术人员忽略了工程对滑坡的扰动,而仅根据滑坡自然状态下的稳定性设置大桥通过滑坡前缘,造成桥墩施作时开挖滑坡前缘,导致滑坡复活后直接剪断了多个桥墩,后期不得不花费巨资进行滑坡治理和重新修建桥梁墩台,教训是深刻的。
需要说明的是卸载或反压不能引发新的坡体病害发生。如云南省某高速公路大桥通过滑坡前缘时为防止滑坡对大桥产生危害,技术人员通过在斜坡自然平台上进行卸载,却没有发现该自然斜坡平台为多级滑坡平台,导致卸载后直接诱发了后部老滑坡的复活,不得不花费巨资进行滑坡治理。真是“偷鸡不成,反蚀一把米”。
对于支挡工程型的预加固,当可能发生牵引式滑坡时,支挡工程应设置于保护结构物的斜坡下游侧,从而有效隔断坡体牵引危害所要保护的结构物。当可能发生推移式滑坡时,支挡工程应设置于保护结构物的斜坡上游侧,从而有效隔断坡体牵引危害所要保护的结构物。
此外,如隧道在进洞以前的预防偏压的抗滑桩、重力式挡墙等的设置,以及桥梁通过不良地质体为防止在后期暴雨或地震等不利工况下发生变形危及桥梁,仅在每个桥墩部位设置的2~3根预加固抗滑桩,这些都是工程预加固的表现。
图4 隧道口的偏压预先支挡工程
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