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【摘要】边坡治理是建筑和岩土工程领域最常见的技术问题，边坡治理的关键在于查明滑坡的形成机理以及掌握不同的边坡加固方式的特点。本文搜集了大量的国内外关于边坡治理的经典工程案例，对边坡治理方式选取时的关键技术问题进行了归纳总结，同时也展示了一些边坡治理的新思路。并结合我国边坡工程现状，剖析了几种常见的加固结构与边坡的相互作用机理。
【关键词】边坡；加固；方式；作用机理
1、引言
边坡是具有一侧临空面的地质体，分为自然形成的边坡和人类活动挖方、填土等形成的边坡。边坡的稳定性问题关乎人们的生命财产安全和工程建设的顺利进行，是工程师和中外学者广泛关注的热点，也是我国政府密切关心的问题，比如三峡地区修建水库，就形成了2874个边坡需要治理。
2、边坡治理方式的选取特点
地域性：根据不同的地理环境、人口密度、土地空间边坡加固措施有所不同。在降雨充沛的地区，水土流失严重，则对边坡表面的防渗、防土壤流失、防岩石风化等要求比较高。比如，在马来西亚地区，年降水量2250mm，远高于世界平均水平，为防止水土流失边坡常采用植物加固方式或者边坡表面堆岩堆的方式，植物加固边坡的原理：植物根茎增强了土体的抗剪能力；植物蒸腾作用吸收边坡内的水分，使得边坡表面出现负的孔压。在边坡表面堆积岩石块体，增强了边坡的表面排水，土体流失得到了缓解，是一种很便捷、施工快速的方法。但同时，堆积也可能造成边坡下滑力增加大于抗滑力增加，在其他地区采用这种方式效果可能很差。再比如，在我国青海西藏地区，冻土边坡很常见，用常规的挡土墙去加固边坡就不合适，因为土体的冻融会导致边坡与支挡结构的变形不协调，会对支挡结构造成严重的破坏。应该设法去阻止边坡土体与外界的温度交换，减轻冻融循环，比如铺盖草垫。在我国膨胀土地区的斜坡，一般的加固措施无法奏效，就要考虑挖除换填的方式根治不稳定斜坡。
时效性：根据边坡滑坡体的移动速率，要考虑加固方式的工程周期。一般情况下，周期短，见效较快的是在坡脚堆载，这种加固方式能明显地减轻边坡的位移速率，但是抗滑力增加的却很少，安全系数增加不明显，此种方法可作为紧急处理措施，在此法进行的同时，一系列的支挡措施（挡土墙、抗滑桩等）应加紧修筑。在坡脚的挡土墙不能提供足够抗力时，一般会在边坡上打抗滑桩，并辅以排水、压脚等措施减缓移动速率，为施工争取时间。
针对性：在制定合理的边坡加固方式之前应进行地质调查弄明白边坡的不稳定机制以及影响因素，这样不仅有利于加固决策的正确有效，还能减少不必要的花费。比如，对于拉力型边坡，驱动力主要在前缘，重点治理措施应在坡脚，可采用坡脚加载，建造岩堆，增加抗滑力。对于移动型的高边坡，应尽快在坡顶卸荷，一是降低滑动速率，二是减少下滑的能量。锚杆加固在岩质边坡中最常见，而岩质边坡有弯曲型、曲屈型、倾覆型失稳，这时候就要根据不同的失稳模式设置锚杆的倾斜角度和长度。还要根据推力型和拉力型以确定锚杆布置的密度。
一些新思路。边坡的不稳定和启动的主要因素是重力，若是边坡的材料变得很轻，某些情况下下滑力的减少大于抗滑力，则边坡就处于较稳定的状态，为此，有些地区用EPS等轻质材料作为填土边坡。南京大学一些学者用有机聚合物土壤稳定剂来治理边坡表层土流失现象，这种稳定剂与土壤混合后一部分进入土体空隙中，一部分在土体表面，与土体形成团聚物改善了土体的水稳定性，有效地阻止了水土流失，该材料已成功应用于江苏某高速公路路基，保证了路基斜坡的稳定性。英国在边坡治理时使用了石灰桩，其加固机理是：石灰桩在滑坡体中大量吸水，使得边坡体中出现了负孔压，同时边坡土体与石灰反应增强了桩身的强度，也有效地限制了边坡的变形。中欧某地使用的抗滑桩兼具排水井的功能，大大降低了边坡的孔隙水压力。
3、常见的边坡加固物的作用机理
边坡的治理分主动型和被动型，传统的挡墙、抗滑桩等支挡结构是被动抵抗边坡的推力和剪力。主动型，一是主动改善边坡体内在的性质，比如岩土体的强度性质，主动加强排水；二是对边坡施加预应力，比如，预应力锚索，增加了滑坡的正应力，从而增加了滑动面处的摩擦力。又分为刚性支护和柔性支护，柔性支护是指利用结构的延性，能使得边坡体与结构相互作用具有较好的变形能力不易发生变形破坏，几种常见的柔性支护机理如下：
加筋土挡墙加固边坡机理：加筋土挡墙承受墙后的作用力、限制边坡变形。加筋土挡墙是在墙后填土内设置了筋带，使筋带与土体共同作用，增强土体自身稳定的主动约束形式，提高了土体自身的稳定性，又弥补了土体不能抗拉的和强度低的弱点，筋带通过与土体的摩擦力与准粘聚力形成复合土体，筋带在土体发生变形时被动受力，通过受拉作用对土体进行加固，筋带间土体的变形则由墙面予以约束。
土钉墙加固边坡机理：土钉墙能够增强原位土体的强度，土钉依靠与岩土的摩擦作用，约束土体变形；土钉与复合体共同承担外荷载和自重应力，尤其当土体进入塑性状态时，应力向土钉转移，土钉荷载分担作用明显，使得复合体的塑性变形延迟，不会突然倒塌；土钉有着应力传递与扩散作用，将滑裂区的部分应力传到稳定岩层中；土钉约束坡面变形。
桩体：由于边坡中的桩遭受侧向边坡体推力作用，桩体会发生一定程度的挠曲，反而会激发桩体的侧向抵抗力，因此桩加固边坡也被认为是一种柔性支护方式。主要加固机理为：桩土相对移动，桩产生侧向抗力，限制滑坡体的变形；桩贯穿边坡滑动面，以自身的强度抵抗滑动面的剪力；桩体起到应力传递作用，可将滑动面以上的滑坡体推力转移到滑动面以下的地层中去。失效模式有三种：滑动面以上桩附近土体失效；滑动面以下桩嵌固端岩土体失效；桩结构破坏。
结论：
本文针对边坡治理中的关键问题进行了分析，可以看出，边坡加固方式的選择时要考虑地域性、时效性和针对性，才有可能取得最佳的治理效果。同时，最常见的三种边坡加固构筑物有加筋挡土墙、土钉墙及抗滑桩，它们与边坡地质体的作用机理和对边坡稳定性的控制程度有所不同，洞晓其中的原理才能加以合理利用。本文对边坡治理相关的工程技术以及科学研究具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]李海光，周德培.新型支挡结构设计与工程实例[M].人民交通出版社，2004.
[2]朱彦鹏，董建华，叶帅华.黄土边坡柔性支挡结构的静动力分析方法综述[C].第十一届全国土力学及岩土工程学术会议论文集.2011.[M].
【关键词】边坡；加固；方式；作用机理
1、引言
边坡是具有一侧临空面的地质体，分为自然形成的边坡和人类活动挖方、填土等形成的边坡。边坡的稳定性问题关乎人们的生命财产安全和工程建设的顺利进行，是工程师和中外学者广泛关注的热点，也是我国政府密切关心的问题，比如三峡地区修建水库，就形成了2874个边坡需要治理。
2、边坡治理方式的选取特点
地域性：根据不同的地理环境、人口密度、土地空间边坡加固措施有所不同。在降雨充沛的地区，水土流失严重，则对边坡表面的防渗、防土壤流失、防岩石风化等要求比较高。比如，在马来西亚地区，年降水量2250mm，远高于世界平均水平，为防止水土流失边坡常采用植物加固方式或者边坡表面堆岩堆的方式，植物加固边坡的原理：植物根茎增强了土体的抗剪能力；植物蒸腾作用吸收边坡内的水分，使得边坡表面出现负的孔压。在边坡表面堆积岩石块体，增强了边坡的表面排水，土体流失得到了缓解，是一种很便捷、施工快速的方法。但同时，堆积也可能造成边坡下滑力增加大于抗滑力增加，在其他地区采用这种方式效果可能很差。再比如，在我国青海西藏地区，冻土边坡很常见，用常规的挡土墙去加固边坡就不合适，因为土体的冻融会导致边坡与支挡结构的变形不协调，会对支挡结构造成严重的破坏。应该设法去阻止边坡土体与外界的温度交换，减轻冻融循环，比如铺盖草垫。在我国膨胀土地区的斜坡，一般的加固措施无法奏效，就要考虑挖除换填的方式根治不稳定斜坡。
时效性：根据边坡滑坡体的移动速率，要考虑加固方式的工程周期。一般情况下，周期短，见效较快的是在坡脚堆载，这种加固方式能明显地减轻边坡的位移速率，但是抗滑力增加的却很少，安全系数增加不明显，此种方法可作为紧急处理措施，在此法进行的同时，一系列的支挡措施（挡土墙、抗滑桩等）应加紧修筑。在坡脚的挡土墙不能提供足够抗力时，一般会在边坡上打抗滑桩，并辅以排水、压脚等措施减缓移动速率，为施工争取时间。
针对性：在制定合理的边坡加固方式之前应进行地质调查弄明白边坡的不稳定机制以及影响因素，这样不仅有利于加固决策的正确有效，还能减少不必要的花费。比如，对于拉力型边坡，驱动力主要在前缘，重点治理措施应在坡脚，可采用坡脚加载，建造岩堆，增加抗滑力。对于移动型的高边坡，应尽快在坡顶卸荷，一是降低滑动速率，二是减少下滑的能量。锚杆加固在岩质边坡中最常见，而岩质边坡有弯曲型、曲屈型、倾覆型失稳，这时候就要根据不同的失稳模式设置锚杆的倾斜角度和长度。还要根据推力型和拉力型以确定锚杆布置的密度。
一些新思路。边坡的不稳定和启动的主要因素是重力，若是边坡的材料变得很轻，某些情况下下滑力的减少大于抗滑力，则边坡就处于较稳定的状态，为此，有些地区用EPS等轻质材料作为填土边坡。南京大学一些学者用有机聚合物土壤稳定剂来治理边坡表层土流失现象，这种稳定剂与土壤混合后一部分进入土体空隙中，一部分在土体表面，与土体形成团聚物改善了土体的水稳定性，有效地阻止了水土流失，该材料已成功应用于江苏某高速公路路基，保证了路基斜坡的稳定性。英国在边坡治理时使用了石灰桩，其加固机理是：石灰桩在滑坡体中大量吸水，使得边坡体中出现了负孔压，同时边坡土体与石灰反应增强了桩身的强度，也有效地限制了边坡的变形。中欧某地使用的抗滑桩兼具排水井的功能，大大降低了边坡的孔隙水压力。
3、常见的边坡加固物的作用机理
边坡的治理分主动型和被动型，传统的挡墙、抗滑桩等支挡结构是被动抵抗边坡的推力和剪力。主动型，一是主动改善边坡体内在的性质，比如岩土体的强度性质，主动加强排水；二是对边坡施加预应力，比如，预应力锚索，增加了滑坡的正应力，从而增加了滑动面处的摩擦力。又分为刚性支护和柔性支护，柔性支护是指利用结构的延性，能使得边坡体与结构相互作用具有较好的变形能力不易发生变形破坏，几种常见的柔性支护机理如下：
加筋土挡墙加固边坡机理：加筋土挡墙承受墙后的作用力、限制边坡变形。加筋土挡墙是在墙后填土内设置了筋带，使筋带与土体共同作用，增强土体自身稳定的主动约束形式，提高了土体自身的稳定性，又弥补了土体不能抗拉的和强度低的弱点，筋带通过与土体的摩擦力与准粘聚力形成复合土体，筋带在土体发生变形时被动受力，通过受拉作用对土体进行加固，筋带间土体的变形则由墙面予以约束。
土钉墙加固边坡机理：土钉墙能够增强原位土体的强度，土钉依靠与岩土的摩擦作用，约束土体变形；土钉与复合体共同承担外荷载和自重应力，尤其当土体进入塑性状态时，应力向土钉转移，土钉荷载分担作用明显，使得复合体的塑性变形延迟，不会突然倒塌；土钉有着应力传递与扩散作用，将滑裂区的部分应力传到稳定岩层中；土钉约束坡面变形。
桩体：由于边坡中的桩遭受侧向边坡体推力作用，桩体会发生一定程度的挠曲，反而会激发桩体的侧向抵抗力，因此桩加固边坡也被认为是一种柔性支护方式。主要加固机理为：桩土相对移动，桩产生侧向抗力，限制滑坡体的变形；桩贯穿边坡滑动面，以自身的强度抵抗滑动面的剪力；桩体起到应力传递作用，可将滑动面以上的滑坡体推力转移到滑动面以下的地层中去。失效模式有三种：滑动面以上桩附近土体失效；滑动面以下桩嵌固端岩土体失效；桩结构破坏。
结论：
本文针对边坡治理中的关键问题进行了分析，可以看出，边坡加固方式的選择时要考虑地域性、时效性和针对性，才有可能取得最佳的治理效果。同时，最常见的三种边坡加固构筑物有加筋挡土墙、土钉墙及抗滑桩，它们与边坡地质体的作用机理和对边坡稳定性的控制程度有所不同，洞晓其中的原理才能加以合理利用。本文对边坡治理相关的工程技术以及科学研究具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]李海光，周德培.新型支挡结构设计与工程实例[M].人民交通出版社，2004.
[2]朱彦鹏，董建华，叶帅华.黄土边坡柔性支挡结构的静动力分析方法综述[C].第十一届全国土力学及岩土工程学术会议论文集.2011.[M].