2.3 岩质边坡稳定性及影响因素
具有倾斜坡面的岩体形成岩质边坡。通常,人们将岩体在自然重力作用或人为作用而形成一定倾斜度的临空面,称其为岩质边坡。
岩质边坡稳定性受岩体结构控制,当岩体存在顺坡向层理或节理裂隙面时容易发生失稳。在进行岩坡稳定性评价时,影响边坡稳定的因素主要有地层岩性、岩体完整性及风化程度、结构面组合条件及其强度、水文地质条件、坡形条件、边坡防护措施、施工因素等。
1)地层岩性
地层岩性是构成边坡的基础,岩性决定岩石的强度、抗风化能力、遇水是否软化等性质,这些都直接影响边坡的稳定性。一般情况下,硬岩的边坡稳定性要好于软岩,但受岩体完整性、风化程度、坡高、地下水、边坡平台设置等多种因素的影响,即便同一类软岩或硬岩,其边坡稳定性的差别也很大。硬质岩可以采用较陡的坡率,软质岩自身强度较低,开挖坡率不宜过陡。
2)岩体完整性及风化程度
岩体的完整性主要取决于岩体受构造作用的影响程度以及岩石本身的结构构造(如有薄层、中厚层及巨厚层之分)。显然,岩体越破碎,边坡的稳定性就越差,越完整,则边坡的稳定性就相对提高。
岩体风化是指在水、大气、温度和生物等应力的作用下,岩体的物质成分和结构发生变化,从而改变岩体力学性质的过程和现象。风化了的岩体工程地质性能发生恶化,岩体风化程度越强边坡的稳定性越差。
3)结构面组合条件及强度
结构面(包括岩层层理面)条件往往是影响边坡稳定性的一项重要因素。在结构面强度与边坡岩体强度差别较大时,顺坡向结构面强度是影响边坡稳定性的控制性因素。影响岩质边坡稳定的最不利结构面是顺坡向结构面(结构面倾角小于坡角),当两组结构面的产状组合达到一定条件时,可形成滑动楔体。
4)水文地质条件
水是影响边坡稳定性的重要因素,其作用表现在水对岩体的软化作用、增大岩体的容重进而增大下滑力、产生动、静水压力等方面。当边坡采取全封闭的护面措施时,一定要注意其相应的排水措施的布置。
5)坡形条件
边坡坡形条件包括坡率、坡高以及开挖方量,边坡坡形是影响岩坡稳定的又一重要因素。开挖坡率越陡边坡稳定性越差;开挖方量越大,开挖卸荷程度越强,边坡稳定性越差;工程边坡高度越大,自重应力越大,越容易失稳。
6)边坡防护措施
公路岩坡防护措施通常包括锚索、锚杆、挡墙、桩板墙、护面墙、骨架、植被护坡等。其中锚索(杆)框架梁、桩板墙、挡墙属于强支护,骨架、护面墙、植被护坡属于弱支护。若边坡开挖完成后不能保持自稳,需采用强支护加强其稳定性;若边坡开挖完成后能维持自稳,宜采用弱支护,防止岩土体风化、冲刷等。
7)施工因素
施工方法和施工程序是影响边坡稳定性的一种外在因素,这里主要指边坡开挖时的爆破方式和施工程序,爆破作为一种必要的施工手段,在对挖方体进行震裂松动的同时,也对最终保留的边坡岩体的完整性产生影响,合理的爆破设计可尽量减少这种影响;也可能有边坡施工时未按照规范和设计要求的程序进行,或超挖,或不及时支护,使边坡稳定性降低。