邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施

目前，許多居民樓房位于人工開挖邊坡坡腳。由于開挖不合理，常形成高陡邊坡，開挖后未及時進(jìn)行支護(hù)，受強(qiáng)降雨影響，邊坡常出現(xiàn)規(guī)模不等的滑塌現(xiàn)象，危及周邊居民的生命安全，影響居民的正常生活與工作。本文以梅列區(qū)新政府辦公大樓后滑塌邊坡為例，對邊坡穩(wěn)定性分析及治理措施進(jìn)行實(shí)證論述。

因人工開挖，梅列區(qū)政府新辦公大樓東側(cè)3～15m處山坡坡腳形成人工邊坡。邊坡長度約80m，坡高18～23m，坡度45～50°，屬巖土混合質(zhì)邊坡。受強(qiáng)降雨影響，2007年5月該邊坡前緣發(fā)生滑塌，滑塌體縱長60m，橫寬25m，厚度1.00～2.50m，土方量約2500m³，政府辦公大樓處于滑塌影響區(qū)內(nèi)。

一、工程概況

1、地形地貌。滑塌邊坡位于梅列區(qū)政府新辦公大樓東側(cè)3～15m處邊坡坡腳，邊坡走向NE39°，傾向NW，長度約80m，坡腳標(biāo)高159.31～161.33m，坡頂標(biāo)高176.66～183.67m，坡高18～23m，坡度45～50°。坡腳有小片的強(qiáng)風(fēng)化基巖出露；坡面上分布巖土層為坡積泥質(zhì)角礫層，無任何支護(hù)措施；坡頂為山坡地，無建（構(gòu)）筑物，植被發(fā)育，多為松樹、雜樹等喬、灌木。

2、水文氣象條件。三明地區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候和亞熱帶山地氣候區(qū)，夏長冬短，氣候溫?zé)釢駶櫍涤炅砍渑妗Ｈ兆畲蠼涤炅?36mm，多年平均降水量達(dá)1700mm， 5-6月為降雨最多月份，降雨量可占全年的31.537.1%。場地地下水主要為基巖裂隙水，賦存于基巖風(fēng)化帶內(nèi)，接受大氣降水的補(bǔ)給，向地勢低的北西側(cè)方向徑流，其富水性弱，水位埋藏較深，約8.00～9.00m，水位變化幅度1.00～3.00m。

3、地質(zhì)條件。場地上部覆蓋層為坡積泥質(zhì)角礫，下伏基巖為侏羅系長林組（J3c）地層，巖性為凝灰質(zhì)粉砂巖、石英砂巖，巖層產(chǎn)狀為NW328°/SE148°∠28°，為一單斜構(gòu)造。場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有較大斷裂破碎帶通過，凝灰質(zhì)粉砂巖、石英砂巖層內(nèi)主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙：L1產(chǎn)狀為NE20°/SW200°∠60～65°、L2產(chǎn)狀為NW305°/SE125°∠40～45°，發(fā)育程度1～2條/m，延伸長度1～3m，呈閉合狀。節(jié)理L1與邊坡坡面大角度相交，且傾角大于坡角，較為穩(wěn)定；節(jié)理L2為逆坡向節(jié)理，對邊坡穩(wěn)定性影響較小。

4、場地巖土體特征。根據(jù)鉆探揭露的地層情況，場地自上而下巖土體主要特征（見表1）。

二、邊坡穩(wěn)定性分析與評價

1、滑塌體特征及產(chǎn)生機(jī)理分析。滑塌體平面上呈一圍椅型，縱長60m，橫寬25m，厚度1.00～2.50m，土方量約2500m³，屬小規(guī)模土質(zhì)滑塌。其產(chǎn)生主要原因有：

（1）人工開挖：滑塌邊坡所在山坡原始坡度18～25°，地形平緩，坡面植被發(fā)育，未出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害情況。后因人工開挖形成地形陡、高差大的人工邊坡（坡高18～23m，坡度45～50°）。開挖后一方面產(chǎn)生高陡臨空面，破壞山體原有的應(yīng)力平衡，引起坡腳應(yīng)力集中；另一方面開挖破壞了坡面原有的植被，坡面又未采取防護(hù)措施，表層巖土體裸露在外，易受外界條件影響。

（2）巖土體：坡體表層為泥質(zhì)角礫層，含大量角礫碎石，為凝灰質(zhì)粉砂巖風(fēng)化物，粘性土充填，其固結(jié)性差、力學(xué)強(qiáng)度低，在烈日的暴曬下易產(chǎn)生裂縫；

（3）強(qiáng)降雨：強(qiáng)降雨是導(dǎo)致邊坡產(chǎn)生滑塌的主要誘發(fā)因素。5月份為三明地區(qū)降雨最多月份，單次過程降雨持續(xù)時間長且強(qiáng)度大。大量的降雨順裂隙下滲，一方面增加巖土體重量，一方面軟化、浸泡巖土體，使其抗剪強(qiáng)度降低，在重力作用下產(chǎn)生滑塌。

2、邊坡穩(wěn)定性定性分析。根據(jù)勘察結(jié)果，開挖后邊坡坡度45～50°，上下垂直高差18～23m，表層巖土體為泥質(zhì)角礫，超過《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中坡率允許值的相關(guān)規(guī)定，而且邊坡前緣已產(chǎn)生小規(guī)模的滑塌。綜合以上分析邊坡目前局部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，今后有可能產(chǎn)生更大規(guī)模的整體滑塌，需采取有效的加固支護(hù)措施。

3、邊坡穩(wěn)定性定量分析。

（1）邊坡破壞模式的確定。根據(jù)邊坡產(chǎn)生滑塌的原因分析及邊坡工程地質(zhì)條件綜合確定該邊坡可能產(chǎn)生的破壞模式有兩種:a、邊坡表層局部滑塌；b、邊坡整體順下伏強(qiáng)風(fēng)化巖面滑動。如下圖所示：

（2）邊坡穩(wěn)定性計(jì)算。根據(jù)邊坡潛在的破壞模式（上述兩種），對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。邊坡表層局部滑塌破壞模式的計(jì)算方法采用圓弧滑動法，邊坡整體順下伏強(qiáng)風(fēng)化巖面滑動模式的計(jì)算方法采用折線滑動法，利用理正邊坡穩(wěn)定性計(jì)算軟件進(jìn)行定量計(jì)算，計(jì)算結(jié)果（如表2）。

計(jì)算結(jié)果表明:在飽和狀態(tài)下，邊坡表層圓弧滑動面穩(wěn)定系數(shù)為1.08，處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)；下伏強(qiáng)風(fēng)化滑動面穩(wěn)定系數(shù)為1.21，處于穩(wěn)定狀態(tài)，但安全儲備均低于《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）的標(biāo)準(zhǔn)（安全系數(shù)=1.30-1.35），考慮諸多影響因素的作用下，上述兩種邊坡破壞模式均有可能發(fā)生，邊坡局部產(chǎn)生圓弧形滑塌的可能性更大。

三、邊坡治理方案的建議

對于擬開挖的邊坡，在開挖之前應(yīng)對開挖的適用性做好充分的論證評估，并根據(jù)開挖后的邊坡特征及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防護(hù)，以減少出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害帶來的損失和治理費(fèi)用。根據(jù)梅列區(qū)新政府辦公大樓后邊坡形態(tài)特征及成因分析，建議采取如下綜合治理方案：

1）支擋措施：在坡腳設(shè)置擋土墻，邊坡中、上部設(shè)置錨桿或錨索框架，以提高邊坡的整體穩(wěn)定性。

2）坡面防護(hù)：在邊坡坡面框架梁內(nèi)采用六棱塊植草護(hù)坡，防止降水對坡面的沖刷。

3）排水措施：在邊坡后緣設(shè)置截水溝，坡面平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，以攔截和疏導(dǎo)地表水，減少地表水下滲。

4）對邊坡進(jìn)行監(jiān)測，尤其是雨期應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)險情及時避讓。