貴陽市卷煙廠易地技術改造工程邊坡失穩處理與穩定性分析

羅世友

（貴州省水利機械化實業總公司，貴州 貴陽 550002）

1 工程概況

貴陽市卷煙廠易地技術改造工程位于貴陽市小河區西部工業園區，邊坡治理工程分布于廠區西側，邊坡治理共分為1#、2#、3#共計三個區域，其中1#邊坡類型為土質邊坡，邊坡長度為231m，高15m，共治理面積3385 m2。工程于2008年4月動工興建。

2 1#邊坡變形狀況及原因

2.1 邊坡變形狀況

2008年8月底1#邊坡開挖施工完成，由于時值雨季，加上1#邊坡坡腳排洪溝溝槽開挖的施工，導致1#邊坡開挖面頂部出現多條弧形裂縫，縫寬水平位移6cm，垂直位移3cm，邊坡極有可能失穩下滑，產生滑坡，工程被迫停工。

2.2 邊坡失穩的原因

2.2.1 地質構造

不良的地質構造是邊坡失穩的一個重要原因。邊坡土層為殘坡積土層，開挖后形成一個高15m的土質邊坡。開挖施工破壞了邊坡的自然穩定狀態。下伏基巖為侏羅系泥巖、砂巖，巖體破碎。開挖后沿坡腳有泉水滲出，這對邊坡穩定極為不利。

2.2.2 邊坡施工開挖

邊坡開挖施工是誘發邊坡失穩的直接原因。1#邊坡開挖完成后由于種種原因，未及時設置有效的支擋、覆蓋措施，接著又開挖了一條50m長的排洪溝溝槽，進一步破壞了原土體平衡狀態，進而牽引后部土體產生滑動。

2.2.3 雨季降雨

雨季降雨是邊坡失穩的催化劑。貴陽地區8月份是主汛期，集中、高強度的降雨進一步加劇了土體邊坡失穩。

3 邊坡失穩的整治措施

為避免邊坡失穩的進一步發展，直至滑坡，造成重大損失，結合本段工程地質的特點，采取了排水、卸載、支擋、坡面防護相結合的處理方案。

3.1 排水

雨季排水是邊坡失穩整治的首要工作。為消除和減輕地表水的危害，在邊坡頂部外側邊緣修建截水溝，砂漿鋪底防滲，攔截、引排地表水。整個坡面用彩條布覆蓋，減少雨水對坡面的沖刷。

3.2 坡體減載

坡體減載是解決邊坡失穩的關鍵。將邊坡土體分臺階開挖卸載，減緩邊坡坡度，增加坡體的穩定性。

3.3 支擋

為防止邊坡失穩進一步發展，在邊坡坡腳砌筑一條高1.5m，底寬80cm，長150m的漿砌石擋墻，鎖住坡腳。同時排洪溝已開挖段溝槽抓緊進行邊墻砼的澆筑，未開挖段采取進占法施工，每次開挖5m，及時進行邊墻砼的澆筑，完成后再進入下輪的施工循環。

經過以上措施的處理，經觀測，邊坡已趨入穩定，為下一步后續工程的施工創造了條件。

4 處理后邊坡穩定性驗算

邊坡穩定性驗算的方法按滑動面形成的不同，常用的有直線滑動弧和圓弧滑動面兩種模型。直線滑動面邊坡穩定性驗算的方法比較簡單。而圓弧滑動面的邊坡穩定性驗算的方法較多且比較復雜。工程設計中較常用的有條分法和摩擦圓法，而經常用是條分法。

4.1 條分法

首先需要在已知的土體邊坡的橫斷面上，用4.5H法作圖，設定一個或數個可能的滑動破壞面，選擇滑弧圓心，作出相應的滑動圓弧，按一定的比例畫出土坡剖面。在這些幾何參數的基礎上依次驗算每一土條的穩定性，然后疊加得整個土體的穩定性。按此方法，對一系列設定的滑動圓弧求出相應的穩定安全系數K值，然后得出最小的穩定系數Kmin，以穩定系數Kmin值相對應的圓弧滑動面為最危險滑動面，作為判定所設計的邊坡是否穩定的依據。

邊坡穩定性系數K值按下面公式計算：

當土體由不同土質分層填筑時，各土條重應為該土條所含的各土層重量的總和：

Wi=∑（γ1s1+γ2s2+……+γnsn）

式中：Wi-每一土條的重量（kN）

аi-每一土條的圓弧底邊中心徑向與垂線的夾角（°）

φi-每一土條的內摩擦角（°）

ci-每一土條的粘聚力(kN/m2)

li-每一土條的圓弧長(m)

γn-每一土條的濕容重（kN/m3）

sn-每一土條的面積（m2）

此式不考慮土條兩側的推力，使計算結果的穩定安全系數偏低（即偏安全）。

4.2 穩定系數的計算

4.2.1 φ、c 值的確定

根據滑動實際情況采用實驗與滑坡反算相結合的綜合方法，確定出c值為9.81kN/m2，φ 值為 20°。

4.2.2 穩定性系數K值的計算，采用條分法，見圖。

如圖，在MO延長線上任作一點O1，作為第一次試算的圓弧中心，通過坡角作相應滑弧，并將滑動土體ABC分成若干土條，并對土條進行編號。

量出滑弧半徑R=38.8 m。

土條寬度取為滑弧半徑的十分之一，即：b=0.1R。

量出各土條中心高hi，分別計算。

量出滑弧中心角θ=109°，可用下面公式計算出滑弧長度：

L=πθR/180=π×109×38.8/180=73.78m

該土坡為均質土坡，則（1）式簡化為：

土的容重為γ=17.66(kN/m3)

把各式代入(2)式(對于滑弧1得):

K1=(9.81×73.78+17.66×3.88×tg20×194.25 6)/(17.66×3.88×40.919)=1.99

在MO的延長線上重新假定滑弧中心02、03、04、05、06、07，重復以上計算，求出相應的穩定安全系數 K2、K3、K4、K5、K6、K7，繪圖找出最小安全穩定系數Kmin=1.58＞1.30。

由此可見，經過處理后的邊坡是穩定的。

5 結論

貴陽市卷煙廠易地技術改造工程1#邊坡失穩后，根據其病害特征，采取排水、卸載和支擋加固相結合的方法進行綜合整治，經穩定性驗算分析可知處理措施是成功的，成功阻止了滑坡的發生，使后續工程施工得以順利進行。

[1]晏鄂川,唐輝明.工程巖體穩定性評價與利用 [M].武漢:中國地質大學出版社,2002.