李燕清 蒋凌云 唐玉婷 刘 宇 周 强 刘 涛

(吉首大学张家界学院，湖南 张家界 427000)

1 概述

在工程建设中，边坡失稳破坏是较为普遍的工程问题之一，如房屋建造时易引起周边边坡产生滑动破坏。而处理此类边坡问题时，因其结构自身极为复杂，加之岩土体特征的多样性，使危岩边坡问题的处理变得更为棘手。有数据显示我国每年因滑坡等地质灾害造成的经济损失高达80亿元～200亿元。因此，在工程前期设计与施工过程中应谨慎，稍有不慎将酿成重大工程事故，对人民财产和安全都将产生极大危害。目前，由于人类对于一些边坡破坏情况认识尚且不足，其中过于保守的边坡设计支护使边坡维护工程产生过高的经济成本，造成不必要的浪费，又因边坡时常会出现一些规模不一的失稳事故，虽边坡加固方法众多,但随着现代化进程的推进，工程建设的规模不断扩大的同时边坡高度也随之增加，从而对边坡加固技术的要求也越来越高。故本文就预应力锚索法、注浆法、抗滑桩、挡土墙四种边坡加固措施深入探讨，探索出更多新的边坡加固方法与技术，从而达到避免或降低因边坡失稳所引起的地质灾害频率，以此减少因工程建设引起的人民财产损失。

2 边坡加固技术

2.1 预应力锚索法

使用预应力锚索技术时，作为施工人员需要了解预应力锚索这项技术的工作原理，只有深入的了解才能更好地应用到实际工程中去。预应力锚索加固边坡技术中，锚索自身有张拉预应力，能将锚具与桩身固定在一起，锚索将产生反作用力，通过与桩身的接触将这一反作用力传递至周围土体，通过此加固方式可有效维护并提高土体的稳定性。预应力锚索由锚头、索体和锚固体三部分构成。其中锚头通过与岩土边坡土体的接触在锚抓力的作用下将自身承受的锚固力分散传递至周边土体中。预应力锚索施工工艺如下：施工准备边坡开挖→搭设脚手架与放样→造孔→锚索体制造及安装→锚索注浆→锚索张拉锁定及封锚。预应力锚索作为边坡加固的一种重要措施，其主要作用机理是在边坡土体中提供分散应力。该方法可充分发挥土体自承能力，节省材料，减少支护结构重量；其次还可一定程度上减少土方开挖，达到环保节能的效果同时也降低了造价，充分体现自身在加固边坡中的优势。

2.2 注浆法边坡加固技术

注浆法简而言之就是在边坡中注入浆料，具体而言就是利用注浆浆料借助于气压等技术方法对工程中出现的不稳固边坡区域，施工场区裂缝等进行注浆处理，随后浆料慢慢凝固，从而提升边坡的强度及稳定性，最终达到加固目的。

注浆法包括注浆顺序和引孔施工，第一注浆顺序非常重要，必须严格按照相关技术标准进行，从而确保注浆效果及施工质量。因此，注浆前应先排尽边坡内的地下水，同时采取一定措施进行地表截水；其次先进行支挡结构的注浆，而后进行滑坡体注浆，最后进行边坡整体注浆；边坡注浆需要先填充注浆、劈裂注浆、压密注浆、抬升注浆等步骤。第二是引孔施工，此过程需特别注意怎样钻进成孔和固壁操作，因这两个问题直接影响到最终的工程质量和注浆效果。所以在钻孔过程中应尽量避免用水作为冲洗液，可直接打入对地层孔隙度进行改变。

注浆法在边坡加固中的应用能够有效促进道路边坡加固的稳定性及施工质量，其效果显着。

2.3 挡土墙边坡加固技术

挡土墙施工技术是一种可防止山坡或填土土体因受到外力作用而产生变形失去稳定的技术，对危岩边坡具有阻止性以及防护性等良好特点，属构筑结构中的一种，目前广泛应用于路基工程与边坡防护工程，既能提高土体的稳定性，也能节约土地资源。此外，挡土墙还有弱化水流防止破坏路基边坡的作用。为满足不同区域工程使用要求，也为了使做法更有针对性，故国内外学者们研究设计了多种形式的挡土墙，常用的几种形式如下。

2.3.1悬臂式挡土墙

悬臂式挡土墙相对其他挡土墙结构而言是一种较为轻型的支护结构，材料部分主要是钢筋混凝土，结构部分则是由墙趾板、墙踵板、竖壁所组成。因其占地面积小，自重轻，解决了石料缺少、地基承载力低的填方地段使用的难题，也可用于挡土高度很高的土边坡中；相对缺点而言，如若挡土墙较高时，竖壁下部的弯曲程度会越来越大，所采用的钢筋材料花费也会较多，导致产生的经济费用相对较高。

2.3.2重力式挡土墙

重力式挡土墙是一种依靠墙自身重力来维持土体压力稳定性的挡土结构物，按其墙背坡度一般可分为倾斜、直立、俯斜三种形式。所采用的砌体材料有多种选择，例如块石、混凝土预制块等，通常做成简易梯形，相比悬臂式挡土墙而言，其差别在于重力式挡土墙通常不配置钢筋或者只有在部分区间配少许钢筋，在土石方开挖时不至影响到相邻建筑物安全，故其经济效益较为乐观。

2.3.3锚杆式挡土墙

锚杆式挡土墙如同一种防护措施，但其又与一般防护措施有所不同，因其结构较简单且受力也很特殊。主要由挡板、肋板、锚杆组成，将锚杆固定在岩体内用以支撑肋柱。适用地质类型主要是墙高较大、石料缺乏或挖基困难的地区。锚杆式挡土墙是一种柔性支挡结构，且占地面积小，施工便捷，不易变形，安全系数高等优势，故在建筑中得到广泛应用。

2.3.4加筋挡土墙

加筋挡土墙是把多种材料混合组成的加筋土当作一个载体用来支撑土体侧压力的挡土结构物。其在土体中发挥的主要作用是加入拉筋使其与接触土体之间产生摩擦，从而可间接削弱土体变形，加强了土体自身的工程特性。加筋挡土墙适用于地形平坦开阔的填方路段，不适于地形地貌陡峭的山坡和挖方路段。

2.3.5扶壁式挡土墙

扶壁式挡土墙是顺着悬臂式挡土墙所在位置，在相隔等距离处每隔一段增加一道扶壁，把力臂和踵板连接起来形成一个整体的一种挡土墙。一般为钢筋混凝土结构，结构整体来说构造简单，施工方便，因其墙身断面小、质量轻等优点，故其材料强度性能也得到充分发挥，适用于石料缺乏及地震多发区域。

在国外，扶壁式和悬臂式挡土墙已普遍应用，然而在我国此方法却应用较少，伴随我国高等级公路往中西部地区发展，则此方法的应用机会也将有所增加。我国自20世纪70年代中期就开始对加筋土技术进行初步的研究和简单应用，1978年我国第一座实验性加筋土挡墙在云南田坝贮煤场修建，加筋土挡墙已在公路、铁路、水利、建筑和煤矿等部门得到应用，特别是广泛应用于公路部门。现如今挡土墙的设计不仅要符合使用要求，更要做到与自然环境相协调，在设计中墙面的质感、色彩以及造型设计要做到统一中寓有变化，以此来提高挡土墙的环境质量。

2.4 抗滑桩边坡加固技术

抗滑桩通常为坡体水平剪切破坏或支撑土体的一种边坡支撑结构，因其施工安全可靠且工艺简单所以广泛应用于边坡工程。抗滑桩的发展历史和探索大致有三个阶段：首先，20世纪初直至50年代，抗滑桩开始被运用于工程施工建造中；其次，20世纪50年代～70年代，抗滑桩运用广泛且替代了抗滑挡土墙；最后，锚索抗滑桩真正开始被运用并以此作为其开端标志。我国在借鉴国外先进技术及丰富经验成果的基础上加以反思探索，慢慢向更好的方向发展。抗滑桩的设计计算在国内外也各有异同，由于其在支挡滑坡的过程中主要承受侧向力，故与平常建筑地基、桥梁桩承受侧向力的桩存在较大差别。目前对抗滑的设计计算方法都只是考虑桩处于弹性阶段，如压力法、位移法、悬臂桩法、矩阵分析法、有限单元法、地基系数法等。我国一位知名研究人士吴恒立提出计算推力桩的双参数法，与之一起的还有综合刚度原理，其所提出的方法考虑了周边土体是处于非弹性阶段还是线弹性阶段，但这两者都主要适用于桩顶作用有横向荷载或桩外露部分作用有分布荷载的情况。在国外，习惯于使用线弹性地基系数法，在计算抗滑桩内力时更为简便，而我国大多数采用地基系数法与悬臂桩法。在危岩边坡的防护治理工程中，抗滑桩边坡加固技术被广泛运用，然而在前面提到的关于抗滑桩计算的叙述中，有限元法与位移法还是存在一些弊端，故目前工程设计中往往仍旧采用压力法来进行相应的设计。关于抗滑桩边坡加固的理论探索虽已成体系，但依旧不够成熟，迫切需要更多的科研学者来对其进行更深层次研究。

3 边坡加固技术的发展

边坡支护不仅工程技术复杂，而且施工难度大。改革开放以来，经济开始复苏，基础建设也在迅速发展，需要基础建设的工程项目日益增多，所使用的边坡支护手段越来越先进。在20世纪50年代，我国边坡支护主要采用的措施有地表排水、削坡减载和挡墙防护处治等。但这些技术不能使边坡达到真正稳定的状态，当环境发生变化时，边坡极有可能会失稳。60年代末，我国在铁路建设中对边坡使用抗滑桩技术，并取得成功，因此抗滑桩技术得以推广应用。同时期法国在比利牛斯山上修建世界上第一座加筋挡土墙，获得成功之后，在欧洲迅速普及，70年代中期我国开始加筋土技术研究和应用，加筋挡土墙已在公路、铁路、水利、建筑和煤矿等部门得到广泛应用，特别是公路部门最为广泛。80年代末期，锚喷防护技术在我国被使用，此技术简单、安全且施工速度快，因此很快得到广泛应用。90年代末，注浆加固及锚固结构开始广泛地用于边坡治理，此方法能对边坡进行深层的加固，对边坡的深层加固及稳定性问题有极大的帮助，使根治边坡问题成为可能，是一种具有广泛的应用前景的边坡支护技术。

4 结语

边坡在自然与人为因素作用下的破坏形式主要有滑坡、滑塌和剥落等，若边坡发生破坏将严重危害人类的人身安全和财产安全。目前，可供采用的边坡支护技术很多，本文主要分析的是预应力锚索、注浆法、挡土墙和抗滑桩的研究现状。四种技术虽是分开分析，但在如今的边坡治理中，强调使用多措施综合治理的原则，从而最大程度加强边坡的稳定性。由此可见，随着科学技术的发展，边坡加固技术将会得到进一步的发展，并逐渐走向完善。