边坡加固施工技术在岩土工程中的应用探讨

摘要：现阶段，在岩土工程领域，边坡的稳定性是一个至关重要的问题。边坡失稳可能导致严重的地质灾害，如滑坡、崩塌等，给人民生命财产和工程建设带来巨大威胁。因此，边坡加固施工技术在岩土工程中的应用意义重大，它不仅关乎工程的安全和效益，还与生态环境保护、土地资源利用以及科学技术发展紧密相连。本文重点研究边坡加固施工技术在岩土工程中的应用，以供参考。

关键词：边坡加固；施工技术；岩土工程；应用策略

引言：边坡加固施工技术是指通过一系列的工程措施和方法，提高边坡的稳定性，防止边坡变形和破坏。常见的边坡加固技术包括抗滑桩、锚杆（索）、土钉墙、挡土墙、注浆加固、格构梁等。

1 项目概况

本项目位于深圳市南山区科技园北区，为新建某研发中心配套设施，该研发中心总建筑面积约50万m2，主要包括科研、办公和生活用房等功能。其中，南侧地块拟建多层地下室，与地铁9号线留仙洞站相邻，由于用地红线限制以及建设需要，需对地铁车站范围内的部分区域进行拆除重建。在地铁施工过程中，将形成长约36m，宽约48m的临近既有地铁车站的边坡支护结构，该边坡采用预应力锚索框架梁+桩板墙支护体系，基础置于中风化岩层中，地面以上高度约7～10m，该段边坡地层自上而下分别为素填土、淤泥质粉质黏土、全风化凝灰岩和强风化凝灰岩[1]。素填土厚度约10m；淤泥质粉质黏土层厚度约35m；全风化凝灰岩层厚度约8m；强风化凝灰岩层厚度约6m，由于本段边坡紧邻已建地铁车站C出入口通道，且周围环境复杂，在进行支护设计时需考虑多种因素对边坡稳定性可能造成的不利影响，因此基坑开挖卸荷作用引起的应力重分布及其导致的变形问题；地下水位变化对边坡稳定性的影响；周边建筑物施工期间振动荷载对边坡的影响等。见图1、表1。

图1 边坡加固施工现场

表1 边坡坡度一般取值

2 边坡加固施工技术在岩土工程中的应用策略

2.1 优化边坡加固方案

为了保证本工程施工期及运营期边坡的稳定性，同时考虑到经济、技术等因素，设计采用“预应力锚索+挂网喷浆”联合支护方式进行加固。具体而言在边坡上部设置一排预应力锚索，对边坡土体施加预拉力以增加其抗滑能力，下部则采取挂网喷浆措施，提高边坡整体稳定性能，还需针对不同位置处的边坡情况采取差异化的加固措施，确保整个边坡体系达到最优状态。其具体内容如下：1.预应力锚索布置。由于边坡高度较大，预应力锚索需要分段设置并逐层张拉锁定，从而形成一个完整的受力结构体系[2]。本工程共设4排预应力锚索，分别位于边坡顶部和中部区域，其中第一排与第二排之间间隔3m，其余两排间距均为6m。每根锚索长度为8～20m不等，直径为15mm，材料选用高强度低松弛钢绞线，弹性模量E=195GPa，极限抗拔承载力标准值Ru≥150kN。2.挂网喷射混凝土。待预应力锚索张拉完成后，即可开始挂网喷射混凝土作业。挂网采用Φ8钢筋焊接成网格骨架，网格尺寸为20cm×20cm，钢筋搭接长度不小于30d（d为钢筋直径），然后将网格内表面喷射C20混凝土至设计厚度。该部分主要作用是封闭岩面裂隙以及提供一定的刚度支撑，防止边坡失稳。3.边坡监测。为保障加固效果，需对边坡进行实时监测。监测内容包括水平位移、竖向沉降、裂缝发展等方面。通过安装专业仪器设备并结合人工巡查，及时发现问题并处理，确保边坡处于安全可控状态。

2.2 边坡加固施工工艺

1.测量定位。在进行土方开挖前，需要对边坡进行精确的测量和定位，以确定锚索孔位、钻孔深度等参数。本工程采用全站仪进行坐标放样，保证孔位偏差小于2cm，确保注浆效果。2.钻机就位。按照设计要求选择合适型号的钻机并将其安装到位，然后进行基础验收工作，待合格后方可进行下一步工序。为了避免钻进过程中出现斜孔或坍塌现象，应保持钻杆垂直度。3.制备泥浆。由于地层松散且存在地下水，需要制备具有流动性、黏聚力大、稳定性好的泥浆。本工程选用PHP泥浆作为护壁剂，配合比为水∶膨润土=0.8～1%，掺入纤维素酶(CMC-Na)提高泥浆的造壁性能[3]。4.钻进成孔。使用钻机沿导向架缓慢匀速地钻进，当钻进至设计深度后，立即停止钻进，进行清孔处理。本工程采用反循环回转钻进技术，通过反复扫孔使孔底干净无杂物。5.制作钢筋笼。将加工好的钢筋骨架分段焊接成型，每段长度约为6m，主筋直径为18mm，箍筋直径为10mm，间距为100×100mm，为防止混凝土灌注时钢筋骨架上浮，需设置加强环。6.安设预应力锚索。将预先制成的钢绞线一端固定在钢筋骨架内侧，另一端穿过已经预留好的注浆管，与高压水泵相连接。7.封堵灌浆口。完成预应力锚索张拉后，及时采取措施封闭灌浆口，以防止漏浆及外部杂质进入孔道内部。8.养护。预应力锚索张拉结束后，应对锚固系统进行养护，时间不得少于两周。

2.3 加强工程地质勘察

在进行边坡加固施工前，必须进行详细的工程地质勘察，了解边坡的地质条件、岩土体性质、地下水分布等情况。勘察结果是选择合适加固技术和制定施工方案的基础。运用极限平衡法、数值分析法等对边坡的稳定性进行分析，确定潜在的滑动面和安全系数，根据稳定性分析结果，判断边坡是否需要加固以及加固的程度。此外，根据工程地质勘察和稳定性分析结果，结合工程的具体要求和条件，选择合适的边坡加固技术。例如，对于滑坡推力较大的边坡，可选择抗滑桩；对于浅层滑坡或边坡坡面防护，可选择土钉墙或格构梁。

2.4 创新不同类型边坡的加固技术

2.4.1 土质边坡

岩土工程中，如道路、桥梁、建筑等项目常常会涉及到边坡，如果边坡不稳定，可能会发生滑坡、崩塌等灾害，给工程本身带来巨大的破坏。边坡加固施工技术能够增强边坡的抗滑能力和稳定性，有效预防这些灾害的发生。对于土质边坡，常用的加固技术有土钉墙、挡土墙、注浆加固等。土钉墙适用于高度较小、坡度较缓的土质边坡；挡土墙适用于高度较大、边坡较陡的土质边坡；注浆加固适用于土体强度较低、孔隙较大的土质边坡。

2.4.2 岩质边坡

岩质边坡的加固技术主要有锚杆、抗滑桩、格构梁等。锚杆适用于岩体裂隙发育、坡面较破碎的岩质边坡；抗滑桩适用于滑坡推力较大、岩体完整性较好的岩质边坡；格构梁适用于坡面风化严重、岩体较破碎的岩质边坡。

2.4.3 顺层边坡

顺层边坡是指岩层倾向与边坡倾向一致的边坡，容易发生顺层滑动。对于顺层边坡，常用的加固技术有锚杆、抗滑桩、削坡减载等。锚杆和抗滑桩可以提高边坡的抗滑力，削坡减载可以减小下滑力，从而达到稳定边坡的目的。

2.5 完善监测与反馈

在确定加固技术后，制定详细的施工方案，包括施工顺序、施工工艺、质量控制措施、安全保障措施等。施工方案应充分考虑施工现场的条件和可能出现的问题，并制定相应的应对措施。在施工过程中，要严格按照施工方案进行操作，加强对施工质量的控制。例如，在锚杆施工中，要确保锚杆的长度、直径、锚固力等符合设计要求；在注浆加固施工中，要控制浆液的配合比、注浆压力和注浆量等参数。此外，在边坡加固施工过程中和施工完成后，要进行监测，及时掌握边坡的变形情况和加固效果。监测数据应及时进行分析和处理，发现问题及时反馈，调整施工方案或采取相应的补救措施。

3 结语

综上所述，边坡加固施工技术在岩土工程中具有重要的应用价值。通过合理选择加固技术、制定科学的施工方案、加强施工过程控制和监测，能够有效地提高边坡的稳定性，保障工程建设的安全和顺利进行。随着技术的不断进步和发展，边坡加固施工技术将不断创新和完善，为岩土工程领域的发展提供更有力的支持。

参考文献：

[1]王克.岩土工程施工中基坑边坡失稳及加固处理技术[J].砖瓦,2022(07):155-157.

[2]李军.岩土工程中边坡加固工程施工技术探讨[J].建材发展导向(上),2020,18(6):299.

[3]邵云海,罗建鸿,李迪翔,等.岩土工程地质勘察中的质量控制因素分析[J].工程技术研究,2021,6(2):171-173.