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2018年造价工程师考试《土建工程》章节讲义：第一章第三节_第3页

考试网 [2018年1月12日] 【大中小】

　　三、边坡稳定

　　(一)影响边坡稳定因素

　　影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。

　　①内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等，它们常常起着主要的控制作用;

　　②外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。

　　1、地貌条件

　　深沟峡谷地区，陡峭的岸坡是容易发生边坡变形和破坏的地形条件。

　　2、地层岩性

地层岩性对边坡稳定性的影响很大，软硬相间，并有软化、泥化或易风化的夹层时，最易造成边坡失稳。
(1)侵入岩、沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡，	一般稳定程度是较高的。只有在节理发育、有软弱结构面穿插且边坡高陡时，才易发生崩塌或滑坡现象。

(2)喷出岩边坡，如玄武岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩等	其原生的节理，尤其是柱状节理发育时，易形成直立边坡并易发生崩塌。
(3)含有黏土质页岩、泥岩、煤层、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡，	最易发生顺层滑动，或因下部蠕滑而造成上部岩体的崩塌。

(4)千枚岩、板岩及片岩。

岩性较软弱且易风化，在产状陡立的地段，临近斜坡表部容易出现蠕动变形现象。当受节理切割遭风化后，常出现顺层(或片理)滑坡。

(5)具有垂直节理且疏松透水性强的黄土，

浸水后易崩解湿陷。当受水浸泡或作为水库岸边时，极易发生崩塌或塌滑现象。

(6)崩塌堆积、坡积及残积层地区，

其下伏基岩面常常是一个倾向河谷的斜坡面。当有地下水在此受阻，并有黏土质成分沿其分布时，极易形成滑动面，从而使上部松散堆积物形成滑坡。

　　3.地质构造与岩体结构

地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应力等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素

。褶皱、断裂发育地区，常是岩层倾角大，甚至陡立，断层、节理纵横切割，构成岩体中的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑动的条件，并直接控制着边坡破坏的形成和规模。

　　4.地下水

地下水的作用主要表现：

(1)地下水会使岩石软化或溶蚀，导致上覆岩体塌陷，进而发生崩塌或滑坡。

(2)地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒。

(3)地下水增加了岩体重量，可使下滑力增大。．

(4)在寒冷地区，渗入裂隙中的水结冰，产生膨胀压力，促使岩体破坏倾倒。

(5)地下水产生浮托力，使岩体有效重量减轻，稳定性下降。

　　(二)不稳定边坡的防治措施

l.防渗和排水	一般是在滑坡体外围布置截水沟槽，以截断流至滑坡体上的水流。大的滑坡体尚应在其上部部位布置一些排水沟，同时要整平坡面，防止有积水的坑洼，以利于降水迅速排走。
	针对已渗入滑坡体的水，通常是采用地下排水廊道，利用它可截住渗透的水流或将滑坡体中的积水排出滑坡体以外。另外也有采用钻孔排水的方法，即利用若干个垂直钻孔，打穿滑坡体下部的不透水层，将滑坡体中的水流到其下伏的另一个透水性较强的岩层中去。
2．削坡	削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，一部分使边坡变缓，同时也可使滑体重量减轻，以达到稳定的目的。削减下来的土石，可填在坡脚，起反压作用，更有利于稳定。采用这种方法时，要注意滑动面的位置，否则不仅效果不显著，甚至更会促使岩体不稳。
3．支挡建筑	支挡建筑主要是在不稳定岩体的下部修建挡墙或支撑墙(或墩)。材料用混凝土、钢筋混凝土或砌石。支挡建筑物的基础要砌置在滑动面以下。若在挡墙后增加排水措施，效果更好。
4．锚固措施	锚固措施，有锚杆(或锚索)和混凝土锚固桩两种类型，其原理都是提高岩体抗滑(或抗倾倒)能力。
	预应力锚索或锚杆	适用于加固岩体边坡和不稳定岩块。
	锚固桩(或称抗滑桩)	适用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻孔，然后浇灌钢筋混凝土。垂直于滑动方向布置一排或两排，桩径通常为l～3m，深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的1／4—1／3。
	“抗滑桩+冠梁+锚索”的治理措施
除上遂几项较多采用的防治措施外，还可采用喷混凝土护面、注浆及改善滑动带土石的力学性质等措施。在进行边坡防治处理时，如数种措施同时采用，效果更为显著。

　　例题：锚固桩(或称抗滑桩) 说法正确的有 ( ) 。

　　A.适用于浅层滑坡体滑动

　　B.适用于中厚层的滑坡体滑动

　　C.垂直于滑动方向布置一排或两排

　　D.平行于滑动方向布置一排或两排

　　E.滑动面以下桩长占全桩长的1/2

　　答案：A.B.C.

　　分析：适用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻孔，然后浇灌钢筋混凝土。垂直于滑动方向布置一排或两排，桩径通常为l～3m，深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的1/4—1/3。

　　(三)地下工程围岩的稳定性

　　1.地下工程位置选择的影响因素

(1)地形条件

在地形上要求山体完整，地下工程周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度

(2)岩性条件

①一般在坚硬完整岩层中开挖，围岩稳定、进度快、造价低。

②在软弱、破碎、松散岩层中开挖，顶板易坍塌，边墙及底板易产生鼓胀挤出变形等事故，且需边开挖边支护或超前支护，进而影响工程造价和工期。

③一般而言，岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及变质岩，围岩的稳定性好，适于修建大型的地下工程。

④凝灰岩、黏土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩，稳定性差，不宜建大型地下工程。

⑤ 松散及破碎的岩石稳定性极差，选址时应尽量避开。

(3)地质构造条件。

①褶皱的影响。原则上应避开褶皱核部，若必须在褶皱岩层．地段修建地下工程，可以将地下工程放在褶皱的两侧。

②断裂的影响。应避免地下工程轴线沿断层带布置。而地下工程轴线垂直或近于垂直断裂带，所需穿越的不稳定地段较短，但也可能产生塌方。因此，在选址时应尽量避开大断层。

③岩层产状的影响。在水平岩层中布置地下工程时，应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层中。

④若地下工程必须切穿软硬不同的岩层组合时，应将坚硬岩层作为顶板，避免将软弱岩层或软弱夹层置于顶部，后者易于造成顶板悬垂或坍塌。

⑤软弱岩层位于地下工程两侧或底部也不利，容易引起边墙或底板鼓胀变形或被挤出。

(4)地下水	在选址时最好选在地下水位以上的干燥岩体内，或地下水量不大、无高压含水层的岩体内。
(5)地应力	初始应力状态是决定围岩应力重分布的主要因素。

　　2.围岩的工程地质分析

　　(1)围岩稳定性分析。

　　围岩在压应力、拉应力作用下能否破坏，一般可采用如下判据：一是围岩的抗压强度和抗拉强度是否适应围岩应力;二是围岩的抗剪强度是否适应围岩的剪应力。

　　由于岩体变形与破坏的形式多种多样，主要有五种：

　　①脆性破裂

　　经常产生于高地应力地区

　　②块体滑移

　　是块状结构围岩常见的破坏形式，常以结构面交汇切割组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。

　　③岩层的弯曲折断

　　当岩层很薄或软硬相间时，顶板容易下沉弯曲折断。是层状围岩变形失稳的主要形式。

　　在倾斜层状围岩中，当层间结合不良时，顺倾向一侧拱脚以上部分岩层易弯曲折断，逆倾向一侧边墙或顶拱易滑落掉块。

　　在陡倾或直立岩层中，因洞周的切向应力与边墙岩层近于平行，所以边墙容易凸邦弯曲。

　　④碎裂结构岩体崩落

　　在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。

　　当结构面间夹泥时，往往会产生大规模的塌方，如不及时支护，将愈演愈烈，直至冒顶。

　　⑤一般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体，在重力、围岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。常见的塑性变形和破坏形式有边墙挤入、底鼓及洞径收缩等。

　　(2)围岩的分类。主要是鉴于围岩的稳定性对围岩进行分类，不同建设行业对围岩的分类尚不尽相同。

　　3.提高围岩稳定性的措施

　　目前，用以提高围岩稳定性的工程措施主要有传统的支护或衬砌和喷锚支护两大类。

　　(1)支护与衬砌。

　　(2)喷锚支护。喷混凝土具备以下几方面的作用：

　　①能紧跟工作面，速度快，因而缩短了开挖与支护的间隔时间，及时地填补了围岩表面的裂缝和缺损，阻止裂隙切割的碎块脱落松动，使围岩的应力状态得到改善;

　　②由于有较高的喷射速度和压力，浆液能充填张开的裂隙，起着加固岩体的作用，提高了岩体的强度和整体性。

　　③喷层与围岩紧密结合，有较高的粘结力和抗剪强度，能在结合面上传递各种应力，可以起到承载拱的作用。

　　锚杆有楔缝式金属锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、普通砂浆金属锚杆、预应力锚杆及木锚杆等，目前在大中型工程中，常用的是楔缝式金属锚杆和砂浆金属锚杆两种。为了防止锚杆之间的碎块塌落，可采用喷层和钢丝网来配合。

　　(3)各类围岩的具体处理方法。

1）对于坚硬的整体围岩	喷混凝土的作用主要是防止围岩表面风化，消除开挖后表面的凹凸不平及防止个别岩块掉落
2）对于块状围岩	这一般而言，对于此类围岩，喷混凝土支护即可，但对于边墙部分岩块可能沿某一结构面出现滑动时，应该用锚杆加固。
3）对于层状围岩	对于此类围岩，应以锚杆为主要的支护手段。通过锚杆将各层联结在一起，提高岩层的抗弯刚度，有效阻止各层之间的层间错动。
4）对于软弱围岩	相当于围岩分类中的Ⅳ类和V类围岩，一般强度低、成岩不牢固的软岩，破碎及强烈风化的岩石。该类围岩在地下工程开挖后一般都不能自稳，所以必须立即喷射混凝土，有时还要加锚杆和钢筋网才能稳定围岩。