四川巴中南龕斜坡變形體推力計算與治理方案優化

朱懷斌（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

四川巴中南龕斜坡變形體推力計算與治理方案優化

朱懷斌
（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

摘要：本文主要通過對四川巴中南龕斜坡的破壞特征，以及斜坡變形的形成機制還有斜坡形成的主導誘發因素的探索，并且在此基礎之上，對已有的滑動面進行了確定，確定數目為2個，并且對潛在的活動面進行了判斷，在判斷的過程中進行了詳細的推力計算，通過計算，基本確定了治理設樁的具體為止，并且對此問題你定了一個綜合的治理系統，同時對如何治理該種情況擬定了一個具體的方案，以達到四川巴中南龕斜坡變形體的治理方案的優化。

關鍵詞：斜坡變形破壞；推力計算；治理

斜坡變形破壞是指天然斜坡或者人工邊坡在各種動力作用下，外部形態或內部結構產生變化以致發生嚴重位移破壞的現象。崩塌和滑坡是斜坡變形中相對急速或規模較大的特殊形式，因此常給人類造成危害，成為地質災害。此外，還有一些發展速度相對較為緩慢或規模較小的斜坡變形位移，如錯落、剝石和巖土體蠕動等，它們雖然有時也對人類造成危害，但一般比較輕微。引起斜坡變形位移的主要動力因素是重力作用，此外還有風化剝蝕作用、地表水侵蝕作用、地下水潛蝕溶蝕作用以及地震活動、人類活動等。斜坡破壞的危害在一定程度上影響了周邊居民的生活甚至生命質量，因此對斜坡變形的治理很有必要。

圖1　南龕斜坡主剖面圖

一、南龕斜坡的情況簡介與治理必要性

南龕斜坡的具體位置在四川省巴中市城南1km處。近20年來，由于幾次自然災害的影響，該地區的斜坡變形破壞的情況日益嚴重。1998年夏天遭受30年一遇的暴雨，暴雨致使該地區斜坡上許多地段出現了地面裂縫，民房也有開裂情況發生，公園里的圍墻都塌了，許多的游樂設施由于受這場大雨的影響被毀，造成了直接的經濟損失，也跟人民的生活造成了影響，甚至威脅到了人民的生命安全，這次降雨引起斜坡破壞的范圍南北長約1km，東西寬80m~200m。在此之后，2000年夏季的持續降雨，在更深的程度上對此地區的斜坡變形造成了影響，破壞情況加劇了，范圍了擴大了，這次降雨引起的斜坡變形破壞致使光輝公路被毀，民房開裂情況加劇。

二、南龕斜坡變形地區的地質條件以及成因分析

1地質條件

南龕斜坡呈NE—SW向展布，為平緩坡臺狀淺丘地貌。下伏基巖為蒼溪組（K1c）長石砂巖和紫紅色含粉砂質泥巖，具層狀結構，地層緩傾山內（如圖1所示），傾角一般為6°~8°。斜坡變形破壞發生的主要地點在斜坡腰間的第四系崩坡積物。這段崩坡積物厚度為1.15m~16.3m，平均厚度為5 m~8m，地質為塊碎石土，塊碎石為長石砂巖，土體為粉質粘土、粘土，多為飽和狀態，淺部為硬塑，深部為可塑至軟塑，抗剪強度低，屬中—高壓縮土。

2斜坡變形破壞的成因分析

形成斜坡變形破壞的物質基礎就是該斜坡的可塑—軟塑的土體以及全、強風化的基巖面；在斜坡前緣，有些破變形破壞的主要發生條件，即為較陡坡面的坡度，這個較陡坡度會導致蠕滑拉裂；導致產生斜坡變形破壞的主要誘發因素就是降水。如遇上暴雨天氣，在其作用之下，會有剪切面擴展貫通的情況發生，形成多級潛在的滑動面，致使坡體出現大量裂縫。對其進行地質力學模式歸納，結果為屬于溜滑—蠕滑—拉裂型。

三、滑體推力計算

1滑體推力的計算方案

滑體推力計算的主要對象是斜坡變形破壞情況嚴重的區域的主剖面，根據以往的勘測資料記錄，分寫確定了已經發生剪切破壞的滑動面2個，定期額推斷出有5個潛在的可能發生破壞的滑動面，在已經被確定的2個滑動面中，第一個滑動面屬于淺層滑動面（編號為A），其具體位置在娛樂場地的東邊，這個華東面的剪出口的位置是公園公路內側的堡坎底腳；第二個滑動面屬于斜坡前緣松散堆積體沿基巖面產生的溜滑體滑動面（編號為B）；剩下的五個滑動面（編號分別為C、D、E、F、G）的分析是基于對SJ6勘探豎井資料的查閱以及分析，對地面變性破壞特征進行分析，除此之外，還分析了土體工程的地質特征以及物理力學性質，確定其為潛在的可能發生變形破壞的滑動面（軟弱面），這些主要能代表變性破壞極為嚴重的區域，其主要位置為公園娛樂場所的中部以及其前緣坡體。

2荷載組合以及計算參數

進行推力計算時，截取滑體單位寬度為1m。根據統計資料顯示，公園的游樂設施的荷載以30kN/㎡垂直荷載進行計算.在荷載組合以及涉及安全系數的取值方面，具體如下：

①上浮載荷+自重+地下水的浮托力，該處的地下水浮托力指的是天然的地下水位，取Kt=1.15；

②上浮載荷+自重+地下水的浮托力，在該處的地下書的浮托力指的是暴雨情況下的地下水位，取Kt=1.02。在計算參數選取方面，計算中所用的飽和重度、土體的天然重度，均為威力力學實驗結果的平均值，在具體取值上，飽和重度為19.95kN/m3，天然重度為20.03 kN/m3，浮重度為9.8 kN/m3。滑帶土的抗剪強度指標（C、Φ值）主要是以反算結果為主3，并且結合了室內物理力學實驗的結果還有一些經驗性的數據類比等等過程，最后進行綜合分析確定。在反算時，假設穩定系數K=0.96~1.00，最末條塊的滑體推力為零，在求出臨界狀態時滑帶土的抗剪強度指標（C、Φ值）所采用的方法是傳遞系數法。

表1　天然狀態下各滑面條塊推力計算的結果（kN/㎡）

3計算結果

計算時采用的方法、模型、荷載組合以及計算參數，均為以上描述。在應用程序的選取上，采用了TRAN. COEFICENT程序進行計算，現將各滑體條塊的推力計算結果顯示見表1 和表2。

四、治理方案

該工程的重點范圍是公園娛樂場地。長約160m，寬為80m。為了保證公園內平臺以及內側公路還有圍墻處坡體的安全，在考慮地質地形，決定在圍墻處設置一排抗滑樁工程。所以，采用后排組化工程進行治理，在公園公路內側現有的下級堡坎位置布設人工挖孔抗滑中長樁， 擬定設樁處滑體推力200kN/㎡，設計樁數為23根，樁間距6.0m，樁截面為1.25m ×1.75m，樁長15m，受荷段長10m，錨固段長5m ，錨固段伸入基巖，把現有的下級堡坎全部撤除，重新在樁間修建樁間墻。對其繼續擰可行性分析：錨固段伸入基巖，技術上更加安全可行，對前排樁的安全更加有利；為了公園的美觀，把現有的下級堡坎全部撤除清掉，重新在樁間修建樁間墻，是非常有必要的。

表2　暴雨狀態下各滑面條塊推力計算結果（kN/㎡）

結語

綜上所述，以上為四川省巴中市南龕斜坡變形體治理工程的全部內容，包括推力計算以及整治方案，該工程建成之后，可以保護價值1億元的建筑物和設施，7000余人的人身安全，工程的整治效益十分顯著。工程全面實施完成后，斜坡災害將得到有效控制，改善了四川省巴中市人民的生活、娛樂、休閑環境，社會效益、經濟效益、環境效益十分顯著。

參考文獻

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[2]邸海燕．黑河水庫引水洞上部滑坡的穩定性分析及防治[J]．重慶建筑，2011 （07）．

中圖分類號：P642

文獻標識碼：A