边坡工程是为解决工程建设过程中所遇到的边坡工程技术问题而发展起来的一门学科。它是从生产实践中总结出来的,实践性和经验性较强的一门学科,在实际工程技术中具有广泛的应用。
当岩土体的表面与水平面夹角不为零时,所形成的外表面即为坡。通常坡角小于10°时,坡面平缓,该类坡相对较稳定,对人类生产、生活影响较小,未引起人们的高度重视;当坡角在10°~30°时,坡面较缓,该类坡在特定条件下将引发有关工程地质问题,对人类生活、生产有一定影响,已引起人们的注意;当坡角在30°~50°时,为陡坡,该类坡在一定条件下易引发安全问题,对人类生活、生产影响很大,已引起人们的高度重视;当坡角大于50°时,为陡壁,该类坡在一定条件下,必将引发安全问题,已引起人们的特别重视;特殊情况下坡角为90°,此时称为直立边坡(峭壁、陡崖和基坑等)。
《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)(以下简称“边坡规范”)第2.1.1条提出了边坡的概念,在建筑场地及其周边,由于建筑工程和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建(构)筑物安全或稳定有不利影响的自然斜坡。规范中简称“边坡”。
边坡规范第2.1.2条和2.1.3条进一步指出边坡支护和边坡环境的概念。
边坡支护是指为保证边坡稳定及其环境的安全,对边坡采取的结构性支挡、加固与防护行为。
边坡环境是指边坡影响范围内或影响边坡安全的岩土体、水系、建(构)筑物、道路及管网等的统称。
为满足工程需要而对自然边坡和人工边坡进行的改造,称为边坡工程。
边坡稳定问题是边坡改造中经常遇到的问题,如露天矿开挖的斜坡、建筑的切坡、渠道边坡、水库岸坡、隧道进出口边坡、公路或铁路的路堤和路堑边坡、拱坝坝肩边坡等,都涉及大量的边坡稳定问题。边坡失稳塌滑可能严重危及国家财产和人民生命安全。因此,对边坡的正确认识、设计、施工和监测,防止边坡失稳事故的发生,是广大地质工作者和工程设计人员必须考虑的问题。
边坡失稳产生的滑坡、崩塌、滑塌、沉陷、泥石流及错落等可能带来严重的破坏,甚至灾难。例如,1963年意大利Vaiont水库左岸滑坡,使2.5亿m3滑体以28 m/s的速度下滑到水库,形成250多m高涌浪,造成下游多人丧生;1980年我国湖北远安盐池河磷矿发生山崩,100万m3岩体崩落,摧毁了矿区和坑道的全部建筑物,造成多人死亡(见图1.1);1989年7月10日,四川华莹市溪口镇因崩塌形成的滑坡、泥石流造成多人死亡;2001年5月1日,重庆市武隆县县城江北西段发生山体滑坡,造成一栋9层居民楼房垮塌、死亡79人,阻断了319国道新干道,几辆停靠和正在通过的汽车也被掩埋在滑体中(见图1.2)。
图1.1 湖北远安盐池河磷矿崩塌(www.xing528.com)
图1.2 重庆武隆滑坡
世界上每年由人工边坡或自然边坡失稳造成的经济损失数以亿计。例如,1984年在英国的Carsington大坝滑动,使耗资近1 500万英镑的主堤几乎完全被破坏。在我国,据不完全统计,近40年来,四川省每年地质灾害造成的损失达数亿元;三峡库区的最新统计表明,1982年以来库区两岸发生滑坡、崩塌、泥石流70多处,规模较大的有40多处,直接经济损失数千万元;云南省的公路边坡灾害调查数据显示,1990—1999年,云南公路边坡发生大、中型崩塌、滑坡、泥石流135~144次,造成1 000余座桥梁被毁,经济损失达168亿余元,并对全省2 220 km公路的运营构成严重威胁。
边坡的治理费用在工程建设中也是很高的,根据1986年E.N.Brohead的统计,用于边坡治理的费用占地质和自然灾害的25%~50%。如在伦敦南部的一个小型滑坡处理中,勘察滑动面耗资2万英镑,而工程建造上边坡抗滑桩、挡土墙及排水系统花去15万英镑。在我国,随着大型工程建设的增多,用于边坡处治的费用在不断增大,如三峡库区仅用于一期的边坡处治国家投资高达40亿元人民币;而在我国西部高速公路建设中,用于边坡处治的费用占总费用的30%~50%。
为了有效地控制边坡工程事故,减少由此带来的人员伤亡和经济损失,对边坡工程灾害的形成机理和防治技术进行深入的研究,具有重要的现实意义,并将直接影响国家对基础建设的投资以及安全运营。
边坡工程的研究对象是建筑工程开挖过程中形成的坡体(或自然边坡)及坡体对建筑工程、人类生活、生产及自然环境造成的危害和影响。建筑边坡工程重点研究边坡的安全以及对环境的危害和保护。
正确、合理、经济的边坡工程防治技术,确保工程建筑物所处的边坡及边坡环境安全稳定是边坡工程的核心任务。其具体任务包括:
①研究工程建设地区边坡的工程地质条件,指出有利因素和不利因素,阐明工程地质条件的特征及其变化规律。
②对工程建设地区边坡的稳定性进行定性和定量评价,预测可能发生的边坡工程灾害。
③对可能发生的边坡工程灾害,提出防治措施方案和边坡环境保护的建议。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。