从既有边坡分析工程边坡的稳定性与处治方案

自然边坡的是坡体内在性质的外在反映，是进行工程地质类比的一种有效方法。

对于堆积体边坡，自然地形地貌往往是坡体稳定休止角的一种外在客观反映，只是由于地表经受长期的“风吹雨淋”，造成地表坡度往往较坡体的综合类摩擦角小一些。因此，通过外在地形地貌，可以在一定程度上推断坡体的物理力学性质，从而作为工程边坡坡形坡率或处治工程的有益参考。

对于岩质边坡，自然地形地貌往往往往受控于坡体的结构面，是坡体在地质历史期依附于结构面受控改造的结果。因此自然地形地貌往往反映了坡体内部岩体的结构面形态、组合配套等内容。因此，通过外在地形地貌，可以有效推断坡体的结构面形态和物理力学性质，从而作为工程边坡坡形坡率或处治工程的有益参考。

同样，作为既有的工程边坡，也可以看作是人为改造的、历史较短的一种特殊自然边坡。其使用期间的稳定状况、形态等，也可以作为新建工程边坡的有益参考。

一、某公路路堑边坡的坡体由中密～密实的块石土构成，其下为中风化玄武岩。原设计坡率1：0.5，坡高16m，公路使用多年来整体稳定性较好，但存在局部的溜滑和危岩落石。公路加宽改造时需对路堑边坡进行开挖，技术人员拟采用2.2×3.4×30m@6m的锚索桩进行支挡加固，其中桩体悬臂长15m，设置了三排锚索进行约束。桩后设置1：0.75坡率放坡，边坡总高度21.6m，工程造价为A万元。

图1 拟采用的工程处治断面图

从既有公路路堑边坡分析，由于公路使用多年来整体稳定性较好，只存在局部的溜滑和危岩落石。这说明原公路的坡体处于基本稳定状态，但由于坡率偏陡，为达到稳定休止角，坡体出现局部滑塌和危岩落石。加之坡体加宽厚度约为10m，则这10m堆积体的土压力或抗剪力也可以作为拟设置工程的有益参考，即设置2.2×3.4×30m@6m的锚索桩进行支挡是明显偏于保守的。

因此，建议依据既有公路的病害特征，建议设置1:0.5坡率后进行必要的工程锚固，从而在边坡高度为26m有所加高的情况下，防止边坡出现滑塌或危岩落石病害。且考虑到堆积体距下伏中风化玄武岩面约为8m，为有效防止出现依附于土岩界面的潜在变形，在坡脚设置长15m的钢锚管框架进行预加固。

图2 优化后的工程处治断面图

该方案工程针对性强，工程施做简单方便，工程造价约为0.37A万元，为一个相对较优的方案。

二、某自然边坡由中风化灰岩构成，坡体产状126°∠29°。该段自然坡度平缓，坡度约为28°，其中在坡体下部河岸侧存在高约8m的自然陡坎。拟建公路拟从陡坎上部以挖方的形式通过，形成了典型的顺层边坡。故为防止出现顺层滑坡，技术人员拟在坡脚设置2.4×3.6×22m@6m的锚索桩进行支挡，其中桩体悬臂长14m，设置了三排锚索进行约束，工程造价为B万元。

图3 拟采用的工程处治断面图

从自然边坡的状态分析，在河岸冲刷等作用下，坡体下部河岸的陡坎部位呈现“自然顺层边坡”，但岸坡没有发现沿层面整体滑移的迹象。这说明灰岩的层面的物理力学性质较好，无软弱夹层发育，层面的抗剪力可以有效平衡坡体重力作用形成的下滑力。因此，其可作为在公路开挖后的边坡开程设置和加固参考，且在勘察钻孔中也没有发现软弱夹层的存在，由此说明，即拟采用2.4×3.6×22m@6m的锚索桩进行支挡是明显偏于保守的，也就是说，并不一定的所有的顺层边坡都会发生滑坡（人类工程使用年限内）。

基于此，建议在中风化灰岩地层中对公路边坡设置1:0.5坡率后，利用抗剪能力强度的钢锚管进行加固，尽量减小边坡开挖造成的扰动，从而可有效确保公路边坡的稳定。其工程造价为约为0.12B万元。

图4 优化后的工程处治断面图

该边坡自使用十余年来，坡体稳定性一直良好，显示依据自然坡体分析工程边坡和进行的工程处治是合理有效的，经济的。

综上，工程主地质类比在岩土工程中具有不可替代的作用，是合理进行工程边坡设置和处治的有效参考。只有贯彻“小心求证，大胆处治”的理念，有效掌握工程地质资料，并进行合理的分析，则工程边坡的设置和处治具有较高品质的。