摘要：高边坡如果没有良好的稳定性, 则可能会发生变形或者坍塌等地质灾害, 给国家和人民群众生命财产安全带来了严重威胁。以珠海某岩质高边坡为例进行分析, 根据高边坡所在位置的地质条件以及岩石的特征并利用极限平衡状态法对高边坡的稳定性进行分析, 并提出相应的支护方案, 从而提高高边坡的稳定性。
关键词：岩质高边坡; 稳定性; 支护设计;
作者简介： 蒙辉颖 (1981-) , 男 (汉族) , 海南海口人, 工程师, 现从事岩土工程勘察、设计, 地质灾害治理工程勘查、设计、施工和监理, 地基与基础施工工作。;
收稿日期：2019-05-28
Received： 2019-05-28
1 概述
边坡的稳定性是岩土工程中一个非常重要的研究内容，边坡是否稳定与建筑物以及人民的安全具有密切的联系。因此，必须加强对边坡稳定性的研究，尽可能提高边坡的稳定性。如果岩质边坡的高度超过30m，则被称为高边坡，此类边坡的高度较高，相比于普通边坡发生变形的可能性更大，并且发生破坏时，可能会造成更大的事故，故此类边坡的支护设计必须要考虑多种因素的影响，保证高边坡的稳定性，从而将高边坡发生破坏的几率尽可能降到最小。
2 工程概况
该坡位于珠海市某区，边坡宽约110m，基本呈东西展布，自上而下将边坡分为三级，场地地貌类型属于珠江三角洲残丘台地，相对高差为35.51m，边坡陡峭，坡度为15°～85°。该坡坡脚有居民楼及小区道路和一座公用配电站，坡体灾害主要由崩塌和危岩组成，治理设计安全等级为一级。
场地地势较高，地形条件有利于地表排水，边坡勘查期间，勘查深度的范围内未发现稳定的地下水位，但强热带风暴、暴雨和洪涝等灾害性气象条件对边坡稳定影响很大，应做好相应的防洪排涝措施。
3 边坡稳定性分析
在进行边坡的支护设计之前需要对边坡的稳定性进行相应的分析，主要可以利用数值模拟法以及极限平衡状态法等。由于该工程的地质条件比较复杂，并且为高边坡，其破坏模式也比较复杂，因此需要建立准确的计算方法对高边坡的稳定性进行有效的评价，从而进行支护设计。
3.1 边坡计算剖面的确定
边坡的计算剖面采用最不利情况下的剖面，并且其特征如图1所示。
3.2 选取力学参数
依据边坡勘查成果报告以及工程经验，对边坡的岩土物理力学参数进行选取，如表1所示。
3.3 边坡的稳定性计算
边坡的稳定性受到多种因素的影响，例如地下水、地震作用、岩体结构面的产状以及抗剪强度等。在本工程项目中考虑的主要是在自然状态下边坡的稳定性，根据莫尔—库伦准则以及极限平衡状态法对边坡的稳定性进行一定的分析并将边坡稳定的安全系数计算出来，其计算如公式（1）、（2）、（3）以及（4）所示，本工程的安全系数为1.03。
表1 岩土物理力学参数
式中：k、li——边坡稳定的安全系数以及第i计算条块滑体的滑动面长度；
Gi、Ni——第i条块滑体在单位宽度上所受的的重力以及重力在与结构面方向垂直的方向上的分力；
Ri、Ti——第i条块滑体在与结构面平行的方向上的抗滑力以及在结构面上的下滑力；
ci、θi、φi——第i条块滑体在结构面上的粘结强度标准值、倾角以及内摩擦角。
根据《建筑边坡工程技术规范》对边坡的稳定性状态进行相应的划分，边坡的稳定性状态可以利用计算得到的安全系数按照表2进行确定。
表2 边坡的稳定状态划分表
通过查表2可知，在自然状态下，该边坡处于欠稳定的状态之下，并且工程的挖方量非常大，因此会造成边坡的应力进行重新的调整，进而将原有的平衡状态破坏，故需要进行支护设计，从而使高边坡的稳定性得到有效的保证。
4 边坡的防护设计
4.1 岩石锚喷支护
通过对边坡的高度、本工程所在位置的地质状况以及周围的环境情况进行分析，选择岩石锚喷支护作为该边坡的支护方案。岩石锚喷支护具有合理经济、技术先进以及安全性高的特点，利用该种支护形式可以保证边坡的稳定性以及周围建筑以及各种设施的安全。本工程的具体的支护方案如下：
(1）锚杆的长度为12m，各个锚杆之间的距离为2.0m，并且采用的是全粘结钢筋锚杆，其排列方式为行列式。在进行实际的施工时，由于锚杆的耐久性等因素会影响支护的效果，因此，锚杆实际的锚固长度可以进行适当的增加。各个锚杆的倾角宜设置在15°～25°之间。
(2）坡面采用混凝土挂网坡面，利用的混凝土等级为C20，喷射的混凝土厚度为100mm，并且利用?6.5@250×250钢筋网片进行双网配筋，边坡的总长度大约为180m，边坡的支护断面如图2所示。
根据规范的规定，在对边坡的稳定性进行验算时，其安全系数的选用需要满足表2的要求。利用极限平衡状态法对该高边坡进行计算之后，经过加固之后的边坡，其稳定系数取为1.5，满足标准规范的规定。
4.2 微型桩的设计方案
微型桩的长度通常设置在30m之内，并且直径在100～300mm之间，在中小型的滑坡上可以利用该种技术进行支护。在进行设置时，需要对桩头进行连接操作，防止抗弯刚度达不到要求的现象发生，网状结构的斜桩以及排列的直桩是最主要的布置形式，由于目前没有科学有效的计算方式，因此施工操作需要采用工程类比的方法，按照工程经验进行，微型桩具有很多的优点，例如只需要很小的施工区域、施工时不会对周围的土体产生很大的干扰以及施工的速度比较快等，但是如果发生边坡的规模超过一定的范围的问题，下滑推力将会增大，使微型桩的抗剪强度不能满足要求，进而使施工的成本增加。
4.3 半边桩设计技术
半边桩技术是一种比较常见并且应用范围比较广的高边坡加固技术，主要是对边坡的中间部位进行设计，在边坡的中间部位上放置一个长度大致为7m的宽大平台，根据工程的实际情况将其进行埋置，埋置深度要尽量大，从而形成一个半无限体的锚固条件，并且需要限制下部边坡的开挖以及爆破，进而保证半边桩的实际支护效果。
4.4 板桩墙设计技术
板桩墙技术包含支护结构式锚杆挡墙技术，路堑在进行开挖时，岩层可能会发生倾向临空的问题，坡体开始动工时，一层或者多层的软弱层可能会出现剪断现象。因此，需要进行板桩墙的设计，从而解决滑坡的问题，但是这种技术在进行施工时会耗费大量的时间，并且成本比较高，施工难度比较大。
5 结语
高边坡的稳定性如果不能得到良好的保证，将会造成严重的后果，因此必须对高边坡的稳定性加强分析，并进行有效的支护。本文首先分析工程的实际情况，利用极限平衡状态法对实际工程的岩质高边坡的稳定性进行有效的分析，并提出利用岩石锚喷支护的方式对高边坡进行支护，从而提高边坡的稳定性，此外，板桩墙设计技术、微型桩的设计技术、半边桩设计技术都可以提高高边坡的稳定性，但是不同的支护技术都有自己的特点以及适用范围，在实际的支护过程中，需要根据边坡的具体情况进行选择，以使支护效果达到预期的标准。
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