某溫泉度假村高邊坡穩定性分析與治理措施

胡文輝，劉永紅，屈希峰，程 杰

(1．中國建筑西南勘察設計研究院有限公司，四川成都610081;2．陜西交通技術咨詢有限公司，陜西西安710068)

某溫泉度假村修建酒店外接樓，在場地的南邊坡角采用重型的挖機開挖外接樓的場地，由南向北開挖坡體切割較深，造成坡體下部失去支撐，且挖機所采用的振動頭振動使強風化的巖石結構產生松動，進而導致上部土體垮塌，形成一高48.5m的邊坡，坡體可見多處裂縫。

1 地質概況

1.1 地形地貌

該場地屬人工半挖半填形成的臺階地貌。場地東西兩邊為大沖溝，南邊斜坡前緣為大陡坎，崩塌范圍到外接樓高差約35m，坡率0.56，屬陡坡;整塊坡體下陡上緩。崩塌東西向:上部寬約20m，下部寬約43m，南北向長約32m。

1.2 地質構造

該溫泉度假村，地處阿爾卑斯喜馬拉雅構造帶的東南延伸部位，即三江褶皺帶高黎貢山復背斜中南部，龍陵——芒市——瑞麗大斷裂北西邊。

該區段區域地質構造復雜，據已收集資料，尚未記載有活動斷裂通過，屬相對穩定區。

崩塌區內巖體為強風化巖體，巖體呈塊狀及碎裂狀，故節理、裂隙發育，巖石破碎。

1.3 地層巖性

據鉆探揭露，擬建構筑物場地地層主要為第四系坡、殘積層。現自上而下描述如下。

(1)耕土:灰、淺黃、褐黃色，濕，松散，含有植物根莖，礫碎石等，屬欠固結土。層厚1.2～1.6m。

(2)粉土混礫砂:灰綠色、灰色、綠色、淺黃夾灰白色。稍濕，中密，中偏高壓縮性。搖震反應中等，干強度低，韌性低，光澤反應無。成份以砂性土為主，粉土膠結性差。層厚2.4～5.4m。

(3)礫砂:褐黃、淺灰色、灰綠色、白色夾灰色、灰白色夾綠色。稍濕，稍密，中偏低壓縮性。骨架顆粒組成:大于2mm者約占25～31.4%，大于0.25mm者約占60%以上，為次棱角狀。成份為花崗片麻巖，風化程度全風化。層厚:2.6～9.4m。

點評：不僅要綠化荒山，還要在村莊道路兩側及村莊周邊栽植綠化樹和景觀樹，在公路沿線、村集體荒灘、荒山、閑置地種植果樹、綠化樹和風景樹，不僅動員村民們干，而且全體黨員以“示范林”的形式干，鄉村自然生態的改變指日可待！

(4)花崗片麻巖:淺灰色、灰綠色、白色夾灰色。稍濕，結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，風化裂隙發育，巖體破碎，用鎬可挖，干鉆不易鉆進。壓縮性甚微。巖石為強風化，塊裂結構，巨厚層。

2 邊坡穩定性分析

2.1 邊坡特征

邊坡表層為耕土，上部為粉土混礫砂，主要由花崗片麻巖全風化形成的粉土及少許礫砂，該土層物理力學性質較差。下部為強風化花崗片麻巖，已出露，均勻性較差，裂隙發育，巖體破碎，結構面結合差，易形成不利結構面。邊坡垮塌后，對邊坡進行了削坡減載，清除耕土，形成三級臺階，如圖1。但邊坡崩坍隨時發生，且該地區連續降雨，在邊坡坡體可見多處裂縫。因此該邊坡處于不穩定狀態，存在潛在隱患。

2.2 邊坡穩定性分析

雖然采用人工切坡使邊坡坡率滿足規范要求，但由于邊坡區域地質構造復雜，巖土體破碎，物理力學性質差，且人工切坡破壞了自然邊坡的應力平衡，再加上降雨，降低了巖土體的力學性質，使邊坡處于不穩定狀態，易產生崩塌、滑坡。

根據擬建邊坡特征、類型和可能的破壞形式，選擇有代表性的地質剖面分別采用圓弧滑動法、平面滑動法結合數值分析對邊坡穩定性進行評價。

瑞典圓弧條分法:

式中:

平面滑動法:

上述計算參數采用天然飽和狀態下的重度、粘聚力和內摩擦角。計算條件根據該區域抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.30g，設計地震分組為一組，特征周期值為0.35 s。邊坡上部按汽車—15級確定荷載值，未考慮地下水動水壓力作用。采用瑞典圓弧條分法在天然狀態下Ks=0.65，飽和狀態下Ks=0.370;采用平面滑動法在天然狀態下Ks=1.083，飽和狀態下Ks=0.864，同時考慮沿花崗片麻巖與礫砂界面滑動，天然狀態下 Ks=1.472，飽和狀態下 Ks=1.188。

以上兩種計算方法結果相差較大。由于邊坡復雜，不能直接確定是何種破壞機制，宜結合數值分析法進行分析。利用有限元軟件，采用強度折減法分析邊坡的穩定性。強度折減法中邊坡的安全系數定義為:使邊坡剛好達到臨界破壞狀態時，對巖、土體的抗剪強度進行折減的程度，即安全系數為巖土體的實際抗剪強度與臨界破壞時折減后抗剪強度的比值。強度折減的要點是針對主要強度指標凝聚力c和摩擦角φ進行折減，其折減表達式見公式(1)和公式(2)，然后對邊坡進行數值計算分析，不斷地增加折減系數，反復計算，直至其達到臨界破壞，此時得到的折減系數即為安全系數FS。

式中:Ftrial為折減系數;CF為折減之后的凝聚力;φF為折減之后的摩擦角。

計算模型如圖2，通過有限元數值分析，邊坡在天然狀態下FS=1.126，飽和狀態下FS=0.922。

圖2 有限元數值分析模型

因此該邊坡在天然狀態下處于基本穩定狀態，在飽和狀態下處于不穩定狀態，故應對邊坡進行合理的支護。

3 治理措施

根據場地平整標高、邊坡高度和邊坡巖土體特征，按邊坡變形趨勢對邊坡提出治理措施。如圖3。

圖3 邊坡治理結構斷面圖

(1)第一級高15.5m，采用錨桿擋墻，錨桿水平和垂直間距均為2.5m，錨桿長12～18m。

(2)第二級高9.5m，采用錨桿擋墻，錨桿水平和垂直間距均為2.5m，錨桿長20～22m。

(3)第三級高16m，采用錨索框架梁，錨索水平和垂直間距均為2.3m，錨索長22～28m。

(4)為了盡量減小暴雨對滑坡產生的不利影響，整個邊坡的排水根據現場實際情況采取防、堵、截、排措施有效攔截、匯聚地表水，通過排水系統排出坡體外。

4 結束語

(1)該邊坡削坡減載后，受連續降雨影響，時有局部崩坍發生和坡體裂縫產生。歷時幾次暴雨，未發生大面積垮坍和滑動，說明采用平面滑動和有限元數值分析較符合邊坡實際。

(2)當邊坡破壞機制復雜，進行穩定分析時，對所有可能的破壞形式均應進行分析，采取多種方法分析比較，得出更能反應現狀邊坡的穩定性，才能提出經濟安全的治理措施。

(3)本邊坡治理工程從開工至完工，歷時4個月，施工過程中及施工后經歷多次暴雨考驗，監測結果證實邊坡變形極小，表明采用削坡分臺+錨桿擋墻(錨索框架梁)+排水治理本邊坡是合理的，此種結構形式特別有利于放坡條件允許、坡高較大、巖土條件復雜等不利情況下進行邊坡治理，且比較經濟。

(4)在地質條件復雜、破壞機制復雜地段治理邊坡時，應重視施工勘察工作和施工期間的監測工作，及時根據施工現場的地質狀況、施工情況和變形、應力監測的反饋信息，對原設計做校核、修改和補充，確保治理措施更加科學合理。

［1］ GB 50330－2002建筑邊坡工程技術規范［S］

［2］ DZ/T 0219－2006滑坡防治工程設計與施工技術規程［S］

［3］ TB 10025－2006鐵路路基支擋結構設計規范［S］

［4］ 中交第二公路勘察設計研究院有限公司．公路擋土墻設計與施工技術細則［M］．北京:人民交通出版社，2008