论岩土工程处治的时效性

发布于：2020-12-01 11:00:01 来自：建筑结构/岩土工程 [复制转发]

岩土体是地质体的自然产物，具有碎散性、多相性、变异性的特征，它们之间是随着时间的推移而相互联通和相互转化的。

碎散性：就是指岩土体的不连续性，这是由于由不同矿物、结构、状态组成的岩土体中往往充满了节理、裂隙，或者岩土体由不同大小、形状或级配的颗粒组成，导致岩土体的性质千差万别。

多相性：碎散的岩土体中的孔隙中充填着液体或气体，使岩土体具有了三相性。固、液、气之间不同的比例及其相互作用，使岩土体具有了千差万别的物理力学性质。

变异性：主要指生物体遗传性随时间而可以改变的一种特征。对于岩土体来说，就是指具有碎散性、多相性的岩土体性状随时间而改变形的特征。

对应于岩土体的碎散性、多相性、变异性属性的是岩土体的强度、变形、渗透工程属性。岩土体的这种工程属性是随着时间推移而相互转变的，即岩土体工程性质具有时效性。

如土体随着时间推移进行固结排水、排气，逐渐压密胶结最终变化为岩体，这种岩土体的时效性是岩土体的强度、变形、渗透相互转换的过程。反过来，岩土体随着卸荷、松弛、风化等因素作用，最终导致岩土体强度降低、渗透性加大和变形的增长。岩土体性质的时效性，就直接说明了岩土工程的处治方案具有时效性，这也是边坡要求采用“快挖慢填”的直接原因。

如坡体开挖长期放置而没有进行及时的加固防护，就可能随着时间推移导致岩土体碎散性增加，多相性中的液、气比例增加，从而导致岩土体的性质出现变异造成构成坡体的岩土体性质恶化而稳定性降低，直至可能发生边坡失稳病害。因此，挖方边坡应在“快速”开挖后及时进行防护，从而尽量减小坡体物理力学性能在时效作用下的衰减。

反之，对于填方边坡如果填方质量偏差或填筑速度过快，就可能由于填方体压实度较差导致土体碎散性过大或多相性中的液、气比例过高，或下伏软基在上部填方快速加载作用下排水固结的难以适应上部附加的应力作用时，就可以发生填方病害。因此，填方边坡应尽量采用“ 慢速 ”填筑，从而尽量增加坡体物理力学性能在时效作用下的增强。

但在实践中违背岩土体的时效性造成的工程失败却一直居高不下，是边坡病害一种主要诱发因素。

如某高速公路在长约44km的范围的砂泥岩“红层”地区通过时，由于坡体开挖后长期放置，造成坡体在卸荷松弛作用和降雨作用下，出现了大规模的路堑边坡变形，共形成了约78处滑坡、滑塌、溜滑病害。同时，在后期工期的要求作用下，在区内富水的红粘土层地段快速进行路堤填筑时，由于下伏软弱地基处治欠佳和填筑速率过快，导致出现了38处路堤滑坡。以上116路堑和路堤病害共造成了近2.3亿元的工程处治费用。

再如某快速通道经过存在多级形态的老滑坡堆积体时，由于施工人员没有优先施作预加固的抗滑桩而采用先开挖边坡后进行抗滑桩施工的错误工序，导致富水的堆积体在时效作用下力学性质发生了衰减变异，导致后期施作的抗滑桩无法平衡拟支挡坡体下滑力而发生倾斜和断裂。病害发生后相关方面对滑坡病害处治久拖不决，造成滑坡规模不断牵引扩大，直到导致了约100万方的滑坡整体复活，后期处治工程费用约6200万元，并形成了约180万元的报废工程。试想一下如果工程能及时设置抗滑桩进行预加固，防止坡体力学性质随着时间推移而衰减，则最初的处治工程费用约250万元是可以满足滑坡处治需要的。

再譬如某高速公路开挖顺层边坡时形成了高约14m的路堑边坡，技术人员采用钢锚管和锚索对主轴长约72m范围内的坡体进行预加固。但边坡开挖后由于没有及时进行工程加固，造成坡体发生了主轴长约65m的顺层滑坡，并在紧接着的暴雨作用下，由于坡体的牵引变形而发展成为主轴长约107m的更大规模滑坡。但即使这样仍没有引起相关各方的重视，在随后的半年时间内，滑坡后缘直通坡顶形成了主轴长约163m，体积约78万方的大型顺层滑坡后方才暂时停止变形。后期治理时为防止长大、陡倾角顺层边坡发生“溃曲”病害，设置了大量的锚索和锚杆工程，工程费用高达5700万元。试想一下如果工程能及时依据设计的锚固工程进行边坡加固，防止坡体力学性质随着时间推移而衰减，则最初的处治工程费用约160 万元是可以满足顺层边坡处治需要的，也可有效防止将岩土工程的边坡问题演变为滑坡问题。

综上，岩土工程的时效性是由岩土体的碎散性、多相性、变异性随时间变化的特征决定的，坡体病害的“治早治小”就是岩土体时效性的真实写照。合理实施坡体的“快挖慢填”理念，积极贯彻岩土体预加固、及时防护，是有效处理岩土工程问题的应该遵循的基本原则。