6 坡面防護(hù)與加固措施
防護(hù)工程包括坡面防護(hù)和沖刷防護(hù)
(1)坡面防護(hù)
路堤和路塹邊坡的坡面暴露在大氣中，受自然因素(水、溫、風(fēng))的反復(fù)干濕、凍融、沖刷和剝蝕等作用，使路基坡面有時出現(xiàn)各種病害。因此，對于易受破壞的土石結(jié)構(gòu)邊坡，在其基身施工完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行坡面防護(hù)。
常用的坡面防護(hù)措施有以下幾種類型：
1)植物防護(hù)
在邊坡上種草或鋪草皮，既可阻止地表水對坡面的沖刷和風(fēng)對坡面的吹蝕，又可綠化路線，增加美觀，在沖刷不嚴(yán)重的較緩而不高的土質(zhì)坡面上，可選擇適合于當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂驐l件的草籽直接播種于其上。在沖刷較嚴(yán)重的較陡(但不能陡于1：1)和較高的土質(zhì)坡面上，則可采用滿鋪草皮(平鋪或豎鋪)。如果草皮來源困難，則可把草皮鋪成方格狀，在方格內(nèi)種上草籽。植物防護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施，特別在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū)，但采用時必須注意保證其成活。在不利于植物生長的邊坡上(如碎石類土等)，若要采用植物防護(hù)，則可在其上先鋪一層厚約10~20cm的黏性土，而后再鋪草皮。
2)砌石護(hù)坡
對于較陡的土質(zhì)邊坡(1：0.75～1：1)和易風(fēng)化或破碎的巖石邊坡，可采用砌石護(hù)坡。砌石有干砌和漿砌片石兩種，前者適用于邊坡坡度較緩或經(jīng)常有地下水滲出坡面的情況。干砌片石厚度一般不少于0.2~0.3m，片石下設(shè)厚度不少于0.1m的墊層，由碎石或砂礫材料組成。護(hù)坡的基礎(chǔ)應(yīng)選用較大的石塊砌筑，其頂寬不少于0.5m并深埋至邊溝底部。漿砌片石護(hù)坡的厚度視邊坡高度和陡度而異，一般為0.3~0.4m。為防止不均勻沉陷和收縮引起過大的內(nèi)應(yīng)力，每隔10～20m設(shè)伸縮縫一道，縫隙寬2cm，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋或瀝青木板。每隔2~3m交錯設(shè)置孔徑0.1m的泄水孔。對于土質(zhì)邊坡，為防止泄水孔淤塞護(hù)坡背后應(yīng)設(shè)置反濾層，或僅在泄水孔后面0.5m×0.5m范圍內(nèi)設(shè)置。
護(hù)坡施工前應(yīng)將邊坡表面松散的土、石清除掉。
3)抹面
在夾有易于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層的路塹坡面上，由于軟質(zhì)巖層風(fēng)化較快常常剝蝕而成凹坑，引起上部具有節(jié)理的硬質(zhì)巖層的崩塌和落石等病害。對此，可采用抹面的措施，防止開挖后軟質(zhì)巖層的繼續(xù)風(fēng)化。抹面的混合料有石灰—爐渣(體積比1：5~1：2)、水泥—石灰—爐渣(重量比約1：1：8)、水泥—砂—爐渣(重量比1：3：2或1：2：3)和水泥砂漿等幾種。其厚度為3～5cm。抹面不宜在嚴(yán)寒季節(jié)和雨天施工。
4)護(hù)墻
由漿砌片石組成，用以防護(hù)坡度較陡的土質(zhì)邊坡或易風(fēng)化剝落和節(jié)理發(fā)達(dá)的巖石路塹邊坡，避免進(jìn)一步風(fēng)化而出現(xiàn)崩塌和剝落等病害。護(hù)墻不承受墻后的側(cè)壓力，故所防護(hù)的邊坡坡度應(yīng)符合穩(wěn)定坡度的要求，一般不陡于1：0.3。護(hù)墻斷面可分等截面和變截面兩種。邊坡高度不大時，可采用等截面的護(hù)墻。一般情況下，邊坡坡度為1：0.3~1：0.5，不宜超過1：1；墻高不宜超過l0m，墻厚一般為0.4~0.5m。墻高時，宜采用變截面護(hù)墻，頂寬一般為0.4m，底寬隨墻高和坡度而定。邊坡陡于1：0.5時，底寬為頂寬加墻高的1／10；1：0.5～1：0.75時，為頂寬加墻高的1／20。護(hù)墻的垂直高度小于10~15m時，可采用單級式；超過此高度時，宜采用雙級或多級式，每級高度為10~12m，各級之間設(shè)寬度不小于1.0m的平臺，平臺厚度均為0.4m。護(hù)墻的基礎(chǔ)應(yīng)置于冰凍線以下，基底承載力小于0.3MPa時應(yīng)采取加固措施。伸縮縫和泄水孔的布置與漿砌片石護(hù)坡相同。了解邊坡穩(wěn)定影響因素與邊坡破壞的類型和特征；掌握邊坡的穩(wěn)定分析方法；熟悉人工邊坡坡度的確定方法。
在工程建設(shè)中，邊坡是一種常見的土工構(gòu)造形式，邊坡塌滑也是一種常見的工程現(xiàn)象。如何保證邊坡的穩(wěn)定以及如何進(jìn)行邊坡設(shè)計與防護(hù)是工程設(shè)計人員必須解決的問題。
10.1邊坡的類型
1按成因分類
邊坡按其成因可分為天然邊坡和人工邊坡。
天然邊坡是指自然形成的山坡和江河湖海的岸坡；人工邊坡是指人工開挖基坑、基槽、路塹或填筑路堤、土壩形成的邊坡。
2按組成邊坡的土性或巖性分類
按組成邊坡的巖土性質(zhì)，邊坡可分為：
(1) 黏性土類邊坡；(2)碎石類邊坡；(3)黃土類邊坡；(4)巖石類邊坡。
【例題1】按組成邊坡的巖性對邊坡進(jìn)行分類，可分為( )。
A、黏性土類邊坡；
B、碎石類邊坡；
C、黃土類邊坡；
D、巖石類邊坡；
E、無黏性土邊坡；
F、砂類邊坡；
答案：A、B、C、D
10.2邊坡穩(wěn)定的影響因素、破壞類型及特征
1影響邊坡穩(wěn)定的因素
(1)巖土的性質(zhì)：包括巖土的堅硬(密實)程度、抗風(fēng)化和抗軟化能力，抗剪強度，顆粒大小、形狀以及透水性能等。
(2)巖層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造：包括節(jié)理、劈理、裂隙的發(fā)育程度及分布規(guī)律，結(jié)構(gòu)面膠結(jié)情況以及軟弱面、破碎帶的分布與斜坡的相互關(guān)系，下伏巖土面的形態(tài)和坡向、坡度等。
(3)水文地質(zhì)條件：地下水埋藏條件，流動、潛蝕情況以及動態(tài)變化等。
(4)地貌因素：斜坡的高度、坡度和形態(tài)是影響斜坡穩(wěn)定性的重要因素。
(5)風(fēng)化作用：風(fēng)化作用使巖土的強度減弱，裂隙增加，影響斜坡的形狀和坡度，使地面水易于侵入，改變地下水的動態(tài)等。同時，沿裂隙風(fēng)化時，可使巖土體脫落或沿斜坡崩塌、堆積、滑移等。
(6)氣候作用：巖土風(fēng)化速度、風(fēng)化層厚度以及巖石風(fēng)化后的機(jī)械變化和化學(xué)變化，均與氣候有關(guān)。此外氣候引起的降水作用也是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素。
(7)地震作用：地震作用除了巖土體受到地震加速度的作用而增加下滑力外，在地震作用下，巖土中的孔隙水壓力增加和巖土體強度降低都對斜坡的穩(wěn)定不利。
(8)人為因素：如路塹或基坑開挖、路堤填筑或坡頂堆載等。
【例題2】下列屬于影響邊坡穩(wěn)定的因素為( )。
A、巖土性質(zhì)；
B、地下水動態(tài)變化；
C、坡度；
D、大氣降水；
答案：A、B、C、D
2邊坡失穩(wěn)的原因
雖然影響邊坡穩(wěn)定的因素較多，但導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的原因不外乎二類：
(1)外界力的作用破壞了土體內(nèi)原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)。如路塹或基坑的開挖，路堤的填筑或土坡頂面上作用外荷載，以及土體內(nèi)水的滲流力、地震力的作用時，也都會改變土體內(nèi)原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，促使土坡坍塌。
(2)土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞。如由于外界氣候等自然條件的變化，使土?xí)r干時濕、收縮膨脹、凍結(jié)、融化等，從而使土變松，強度降低；土坡內(nèi)因雨水的浸入使土濕化，強度降低；土坡附近因施工引起的震動，如打樁、爆破等，以及地震力的作用，引起土的液化或觸變，使土的強度降低。
【例題3】對于邊坡失穩(wěn)，下列說法不正確的是()。
A、外界力的作用破壞了土體內(nèi)原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)；
B、土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞；
C、土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而增大，促使土坡失穩(wěn)破壞；
D、土的抗剪強度在外界各種因素的影響下不會產(chǎn)生變化，土坡不會因此而產(chǎn)生失穩(wěn)破壞；
答案：C、D
3邊坡的破壞類型與特征
邊坡在自然與人為因素作用的破壞形式主要有：滑坡、塌滑、崩塌、剝落幾種，其主要特征見表10.1-1。
邊坡破壞類型及特征表10.2-1 類 型 特 征
滑 坡 斜坡部分巖(土)體在重力作用下，沿著一定的軟弱面(帶)，緩慢地、整體地向下移動?；乱?BR> 般具有蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩(wěn)定三個階段。有時也具高速急劇移動現(xiàn)象
滑 塌 因開挖、填筑、堆載引起邊坡滑動或塌落，一般較突然，黏性土類邊坡有時也會表現(xiàn)出一個變形發(fā)展過程
崩 塌 整體巖(土)塊脫離母體突然從較陡的斜坡上崩落翻轉(zhuǎn)、跳躍堆落在坡腳。規(guī)模巨大時稱為山崩，
規(guī)模小時稱為塌方
剝 落 斜坡表層巖(土)長期遭受風(fēng)化，在沖刷和重力作用下，巖(土)屑(塊)不斷沿斜坡滾落堆積在坡腳
【例題4】邊坡破壞的形式主要有( )。
A、崩塌；
B、滑坡；
C、泥石流；
D、剝落；
E、滑塌；
F、沉陷；
答案：A、B、D、E
【例題5】在基坑土方開挖過程中，由于土方堆載于基坑邊緣，引起邊坡滑動，稱為( )。
A、滑坡；
B、塌滑；
C、崩塌；
D、剝落；
答案：B
防護(hù)工程包括坡面防護(hù)和沖刷防護(hù)
(1)坡面防護(hù)
路堤和路塹邊坡的坡面暴露在大氣中，受自然因素(水、溫、風(fēng))的反復(fù)干濕、凍融、沖刷和剝蝕等作用，使路基坡面有時出現(xiàn)各種病害。因此，對于易受破壞的土石結(jié)構(gòu)邊坡，在其基身施工完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行坡面防護(hù)。
常用的坡面防護(hù)措施有以下幾種類型：
1)植物防護(hù)
在邊坡上種草或鋪草皮，既可阻止地表水對坡面的沖刷和風(fēng)對坡面的吹蝕，又可綠化路線，增加美觀，在沖刷不嚴(yán)重的較緩而不高的土質(zhì)坡面上，可選擇適合于當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂驐l件的草籽直接播種于其上。在沖刷較嚴(yán)重的較陡(但不能陡于1：1)和較高的土質(zhì)坡面上，則可采用滿鋪草皮(平鋪或豎鋪)。如果草皮來源困難，則可把草皮鋪成方格狀，在方格內(nèi)種上草籽。植物防護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施，特別在氣候潮濕、草皮易于生長的地區(qū)，但采用時必須注意保證其成活。在不利于植物生長的邊坡上(如碎石類土等)，若要采用植物防護(hù)，則可在其上先鋪一層厚約10~20cm的黏性土，而后再鋪草皮。
2)砌石護(hù)坡
對于較陡的土質(zhì)邊坡(1：0.75～1：1)和易風(fēng)化或破碎的巖石邊坡，可采用砌石護(hù)坡。砌石有干砌和漿砌片石兩種，前者適用于邊坡坡度較緩或經(jīng)常有地下水滲出坡面的情況。干砌片石厚度一般不少于0.2~0.3m，片石下設(shè)厚度不少于0.1m的墊層，由碎石或砂礫材料組成。護(hù)坡的基礎(chǔ)應(yīng)選用較大的石塊砌筑，其頂寬不少于0.5m并深埋至邊溝底部。漿砌片石護(hù)坡的厚度視邊坡高度和陡度而異，一般為0.3~0.4m。為防止不均勻沉陷和收縮引起過大的內(nèi)應(yīng)力，每隔10～20m設(shè)伸縮縫一道，縫隙寬2cm，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋或瀝青木板。每隔2~3m交錯設(shè)置孔徑0.1m的泄水孔。對于土質(zhì)邊坡，為防止泄水孔淤塞護(hù)坡背后應(yīng)設(shè)置反濾層，或僅在泄水孔后面0.5m×0.5m范圍內(nèi)設(shè)置。
護(hù)坡施工前應(yīng)將邊坡表面松散的土、石清除掉。
3)抹面
在夾有易于風(fēng)化的軟質(zhì)巖層的路塹坡面上，由于軟質(zhì)巖層風(fēng)化較快常常剝蝕而成凹坑，引起上部具有節(jié)理的硬質(zhì)巖層的崩塌和落石等病害。對此，可采用抹面的措施，防止開挖后軟質(zhì)巖層的繼續(xù)風(fēng)化。抹面的混合料有石灰—爐渣(體積比1：5~1：2)、水泥—石灰—爐渣(重量比約1：1：8)、水泥—砂—爐渣(重量比1：3：2或1：2：3)和水泥砂漿等幾種。其厚度為3～5cm。抹面不宜在嚴(yán)寒季節(jié)和雨天施工。
4)護(hù)墻
由漿砌片石組成，用以防護(hù)坡度較陡的土質(zhì)邊坡或易風(fēng)化剝落和節(jié)理發(fā)達(dá)的巖石路塹邊坡，避免進(jìn)一步風(fēng)化而出現(xiàn)崩塌和剝落等病害。護(hù)墻不承受墻后的側(cè)壓力，故所防護(hù)的邊坡坡度應(yīng)符合穩(wěn)定坡度的要求，一般不陡于1：0.3。護(hù)墻斷面可分等截面和變截面兩種。邊坡高度不大時，可采用等截面的護(hù)墻。一般情況下，邊坡坡度為1：0.3~1：0.5，不宜超過1：1；墻高不宜超過l0m，墻厚一般為0.4~0.5m。墻高時，宜采用變截面護(hù)墻，頂寬一般為0.4m，底寬隨墻高和坡度而定。邊坡陡于1：0.5時，底寬為頂寬加墻高的1／10；1：0.5～1：0.75時，為頂寬加墻高的1／20。護(hù)墻的垂直高度小于10~15m時，可采用單級式；超過此高度時，宜采用雙級或多級式，每級高度為10~12m，各級之間設(shè)寬度不小于1.0m的平臺，平臺厚度均為0.4m。護(hù)墻的基礎(chǔ)應(yīng)置于冰凍線以下，基底承載力小于0.3MPa時應(yīng)采取加固措施。伸縮縫和泄水孔的布置與漿砌片石護(hù)坡相同。了解邊坡穩(wěn)定影響因素與邊坡破壞的類型和特征；掌握邊坡的穩(wěn)定分析方法；熟悉人工邊坡坡度的確定方法。
在工程建設(shè)中，邊坡是一種常見的土工構(gòu)造形式，邊坡塌滑也是一種常見的工程現(xiàn)象。如何保證邊坡的穩(wěn)定以及如何進(jìn)行邊坡設(shè)計與防護(hù)是工程設(shè)計人員必須解決的問題。
10.1邊坡的類型
1按成因分類
邊坡按其成因可分為天然邊坡和人工邊坡。
天然邊坡是指自然形成的山坡和江河湖海的岸坡；人工邊坡是指人工開挖基坑、基槽、路塹或填筑路堤、土壩形成的邊坡。
2按組成邊坡的土性或巖性分類
按組成邊坡的巖土性質(zhì)，邊坡可分為：
(1) 黏性土類邊坡；(2)碎石類邊坡；(3)黃土類邊坡；(4)巖石類邊坡。
【例題1】按組成邊坡的巖性對邊坡進(jìn)行分類，可分為( )。
A、黏性土類邊坡；
B、碎石類邊坡；
C、黃土類邊坡；
D、巖石類邊坡；
E、無黏性土邊坡；
F、砂類邊坡；
答案：A、B、C、D
10.2邊坡穩(wěn)定的影響因素、破壞類型及特征
1影響邊坡穩(wěn)定的因素
(1)巖土的性質(zhì)：包括巖土的堅硬(密實)程度、抗風(fēng)化和抗軟化能力，抗剪強度，顆粒大小、形狀以及透水性能等。
(2)巖層結(jié)構(gòu)及構(gòu)造：包括節(jié)理、劈理、裂隙的發(fā)育程度及分布規(guī)律，結(jié)構(gòu)面膠結(jié)情況以及軟弱面、破碎帶的分布與斜坡的相互關(guān)系，下伏巖土面的形態(tài)和坡向、坡度等。
(3)水文地質(zhì)條件：地下水埋藏條件，流動、潛蝕情況以及動態(tài)變化等。
(4)地貌因素：斜坡的高度、坡度和形態(tài)是影響斜坡穩(wěn)定性的重要因素。
(5)風(fēng)化作用：風(fēng)化作用使巖土的強度減弱，裂隙增加，影響斜坡的形狀和坡度，使地面水易于侵入，改變地下水的動態(tài)等。同時，沿裂隙風(fēng)化時，可使巖土體脫落或沿斜坡崩塌、堆積、滑移等。
(6)氣候作用：巖土風(fēng)化速度、風(fēng)化層厚度以及巖石風(fēng)化后的機(jī)械變化和化學(xué)變化，均與氣候有關(guān)。此外氣候引起的降水作用也是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素。
(7)地震作用：地震作用除了巖土體受到地震加速度的作用而增加下滑力外，在地震作用下，巖土中的孔隙水壓力增加和巖土體強度降低都對斜坡的穩(wěn)定不利。
(8)人為因素：如路塹或基坑開挖、路堤填筑或坡頂堆載等。
【例題2】下列屬于影響邊坡穩(wěn)定的因素為( )。
A、巖土性質(zhì)；
B、地下水動態(tài)變化；
C、坡度；
D、大氣降水；
答案：A、B、C、D
2邊坡失穩(wěn)的原因
雖然影響邊坡穩(wěn)定的因素較多，但導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的原因不外乎二類：
(1)外界力的作用破壞了土體內(nèi)原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)。如路塹或基坑的開挖，路堤的填筑或土坡頂面上作用外荷載，以及土體內(nèi)水的滲流力、地震力的作用時，也都會改變土體內(nèi)原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，促使土坡坍塌。
(2)土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞。如由于外界氣候等自然條件的變化，使土?xí)r干時濕、收縮膨脹、凍結(jié)、融化等，從而使土變松，強度降低；土坡內(nèi)因雨水的浸入使土濕化，強度降低；土坡附近因施工引起的震動，如打樁、爆破等，以及地震力的作用，引起土的液化或觸變，使土的強度降低。
【例題3】對于邊坡失穩(wěn)，下列說法不正確的是()。
A、外界力的作用破壞了土體內(nèi)原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)；
B、土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而降低，促使土坡失穩(wěn)破壞；
C、土的抗剪強度由于受到外界各種因素的影響而增大，促使土坡失穩(wěn)破壞；
D、土的抗剪強度在外界各種因素的影響下不會產(chǎn)生變化，土坡不會因此而產(chǎn)生失穩(wěn)破壞；
答案：C、D
3邊坡的破壞類型與特征
邊坡在自然與人為因素作用的破壞形式主要有：滑坡、塌滑、崩塌、剝落幾種，其主要特征見表10.1-1。
邊坡破壞類型及特征表10.2-1 類 型 特 征
滑 坡 斜坡部分巖(土)體在重力作用下，沿著一定的軟弱面(帶)，緩慢地、整體地向下移動?；乱?BR> 般具有蠕動變形、滑動破壞和漸趨穩(wěn)定三個階段。有時也具高速急劇移動現(xiàn)象
滑 塌 因開挖、填筑、堆載引起邊坡滑動或塌落，一般較突然，黏性土類邊坡有時也會表現(xiàn)出一個變形發(fā)展過程
崩 塌 整體巖(土)塊脫離母體突然從較陡的斜坡上崩落翻轉(zhuǎn)、跳躍堆落在坡腳。規(guī)模巨大時稱為山崩，
規(guī)模小時稱為塌方
剝 落 斜坡表層巖(土)長期遭受風(fēng)化，在沖刷和重力作用下，巖(土)屑(塊)不斷沿斜坡滾落堆積在坡腳
【例題4】邊坡破壞的形式主要有( )。
A、崩塌；
B、滑坡；
C、泥石流；
D、剝落；
E、滑塌；
F、沉陷；
答案：A、B、D、E
【例題5】在基坑土方開挖過程中，由于土方堆載于基坑邊緣，引起邊坡滑動，稱為( )。
A、滑坡；
B、塌滑；
C、崩塌；
D、剝落；
答案：B