邊坡滑坡穩定性分析及治理措施

張 敏

(貴州省交通規劃勘察設計研究院)

1 工程概況

滑坡區原始地貌為單斜緩斜坡地形，自然坡度14°～25°。滑坡分布范圍為K55+110～K55+460段，其主滑方向約306°，滑坡沿線路長約350m，主滑方向長約140m。面積約31 600m2，據監測數據顯示，滑面一般埋深15～18m，最大埋深約20m，滑體總體積約53萬m3，滑體平均厚度約16m，屬大型中層滑坡。滑坡體由含碎石粉質粘土及全、強、中風化粉砂質泥巖夾泥巖組成。

2 滑坡形成機理

2.1 地質情況差

該路段右側坡體覆蓋層由坡積成因的含碎石粉質粘土組成，多為可塑狀，自然狀態下穩定性較差;同時下伏基巖為粉砂質泥巖夾泥巖，受構造影響強烈，節理裂隙很發育，巖體極破碎，巖石極軟，力學強度低，遇水極易軟化。

2.2 地下水富集

場區整體為一單斜坡地形，地下水及地表水補給范圍廣，含水層厚度大，隔水層埋藏深，受季節影響小，雨水下滲長期富集，坡體內地下水極為豐富，土體及巖體長期處于飽水狀態，抗剪強度降低，為潛在不穩定斜坡。

2.3 誘發因素

坡體本身處于極限平衡狀態，路基拉槽開挖卸荷臨空，使坡體前部失去約束，減小了坡體的抗滑力，破壞了坡體的自然平衡條件，穩定性降低，坡體在自重作用下向臨空面蠕動開裂變形。地下水沿裂縫不斷向深部滲透，進一步軟化深部巖體，巖體抗剪強度降低。

3 滑坡穩定性極限平衡法分析

3.1 計算模型及計算方法

根據對滑坡的地質災害勘察成果表明，滑坡為土質滑坡，滑體物質由人工填土和含砂粉質粘土組成，局部夾卵礫石層，滑帶以土巖界面為主，滑面呈折線型。相應的計算方法選取折線滑動法(傳遞系數法，見圖1)，計算公式如下

圖1 傳遞系數法計算說明圖

式中:Fs為滑坡穩定性系數;ψi為傳遞系數。Ri為第i計算條塊滑體抗滑力，kN/m;Ti為第i計算條塊滑體下滑力，kN/m;Ni為第i計算條塊滑體在滑動面法線上的反力，kN/m;ci為第i計算條塊滑動面上巖土體的粘結強度標準值，kPa;φi為第i計算條塊滑帶土的內摩擦角標準值，°;li為第i計算條塊滑動面長度，m;αi為第i計算條塊地下水流線平均傾角，一般情況下取浸潤線傾角與滑面傾角平均值，°，反傾時取負值;Wi為第i計算條塊自重與建筑等地面荷載之和，kN/m;θi為第i計算條塊底面傾角，°，反傾時取負值;Pwi為第i計算條塊單位寬度的滲透壓力，作用方向傾角為αi，kN/m;i為地下水滲透坡降;γw為水的重度，kN/m3;Viu為第i計算條塊單位寬度巖土體的浸潤線以上體積，m3/m;Vid為第i計算條塊單位寬度巖土體的浸潤線以下體積，m3/m;γ為巖土體的天然重度，kN/m3;γ'為巖土體的浮重度，kN/m3;γsat為巖土體的飽和重度，kN/m3;Fi為第i計算條塊所受地面荷載，kN。

3.2 計算工況的確定

滑坡為不涉水滑坡，屬地震烈度Ⅵ度區，計算工況包括:天然工況和暴雨工況。

3.3 計算參數分析與選取

(1)重度

天然工況下地下水位以上取天然重度，地下水位以下取飽和重度，飽和工況下取考慮滑體全飽和，取飽和重度。

(2)抗剪強度參數c、φ值

該滑坡屬復活型滑坡，強度指標取值介于直接快剪值與殘余值之間。

按上述原則，滑坡在天然工況下穩定系數Fs取值宜在0.95～1.05之間，選取Ⅰ—Ⅰ'、Ⅱ—Ⅱ'兩條剖面聯合反演求參，(給定粘聚力C或內摩擦角φ，再反求另一值)，反分析計算結果見表1。

表1 反分析計算成果表

根據反算結果，結合試驗值綜合取值。

(3)地下水

根據滑坡區內水文地質條件，Ⅰ—Ⅰ'剖面由于滑床平緩，易積存在滑體內形成統一地下水位。Ⅱ—Ⅱ'剖面滑床坡度陡，難以在滑體內形成穩定水位，但因滑床位置低，通常為地下水徑流區，滑帶土呈飽和狀。Ⅲ—Ⅲ'剖面滑床坡度大，也無穩定水位。

計算穩定時，Ⅰ—Ⅰ'剖面在天然及暴雨工況下宜考慮地下水作用，抗剪強度參數均取飽和值;Ⅱ—Ⅱ'剖面在天然工況下不考慮地下水作用，暴雨工況下宜考慮地下水作用，抗剪強度參數均取飽和值(天然狀態下，作為地下水徑流區，滑帶土飽和)，Ⅲ—Ⅲ'剖面在天然工況及暴雨工況均不考慮地下水作用，但抗剪強度參數分別取天然及飽和值，暴雨工況下考慮土體飽和影響。

(4)地表荷載

Ⅰ—Ⅰ'剖面條石堆載高度普遍為3.50m，考慮條石間空隙，按22kN/m3計，荷載3.5×22=77(按 75kN/m2取值)，Ⅱ—Ⅱ'、Ⅲ—Ⅲ'剖面基本無堆載，不考慮地表荷載。計算參數綜合取值見表2。

表2 穩定性計算參數取值表

3.4 穩定性綜合評價

在天然工況下，滑坡穩定系數0.95～1.14，即滑坡大部分仍處于不穩定狀態，局部停止滑動，而在暴雨工況下，滑坡處于不穩定～欠穩定狀態。

3.5 滑坡發展變化趨勢及危害性預測

滑坡部分穩定性低，目前仍處于強變形階段，隨著滑坡的變形破壞，逐步牽引后部邊坡的變形，在暴雨條件下，還可能產生大規模滑動。

4 滑坡治理措施

4.1 排水工程

為了防止水對邊坡的沖刷，在第三級平臺設置排水溝，共長230.0m;坡口線外的裂縫必須采用粘土進行封閉，防止地表水從裂縫中侵入滑體內，工作量由現場有關方面據實計量。

4.2 工程措施

(1)支擋

在路基中線右側48.85m處，即第三級平臺設置全埋式抗滑樁。抗滑樁設計。

A型抗滑樁長21m，共8根，截面尺寸3m×4m，樁間距7m;

B型抗滑樁長20m，共6根，截面尺寸2m×3m，樁間距6m;

C型抗滑樁長18m，共12根，截面尺寸1.8m×2.4m，樁間距6m。

(2)清方及坡面防護

對邊坡進行局部清方減載，并且在第三級平臺設計一個6m的平臺，便于抗滑樁的施工。邊坡防護第一級坡率為1∶1，采用框架錨桿護坡，第二、三級坡率為1∶1.25采用噴播植草灌護坡，第四級坡率為1∶1.5，采用植香根防護綠化。

(3)回填反壓

為了防止邊坡滑坡進一步的發展和施工抗滑樁過程中安全，在已經開挖的路基中采用回填反壓。此方案已經在緊急會議中形成了紀要，并且要求立即進行施工。

4.3 滑坡監測

滑坡治理工程應有機地結合滑坡監測工作進行，在滑坡治理過程中及實施治理工程后一定時間內，均需加強對滑坡體的變形監測，在滑坡周界及滑坡體內建立有效的監測網點，在指派專業技術人員開展滑坡變形監測，做有效預警預報，確保運灰路工程的施工安全及運行安全。

5 結語

綜上所述，邊坡的邊坡穩定性分析與防護加固是工程建設的重要環節，其關系著工程的建設與安全運行，是影響工程進度和投資的關鍵因素，因此必須結合工程特點，提出相應的邊坡穩定性分析與防護加固方案，最后綜合考慮施工方法和經濟條件，選擇便于實施的加固治理方案。

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