某邊坡工程穩定性分析及加固設計探討

孫天增 蘇駿

【摘要】邊坡穩定性分析是合理采用加固技術的關鍵，論文采用普通條分法和畢肖普法（bishop法）對某邊坡工程進行穩定性計算分析，得出該邊坡穩定性安全系數不滿足要求，處于欠穩定狀態。在此基礎上，提出了抗滑樁+預應力錨索進行聯合支擋的加固處理措施，取得了良好的加固效果。為類似工程的穩定性分析和處治措施提供參考。

【關鍵詞】 邊坡；穩定性分析；加固

邊坡穩定性分析是巖土工程的一個重要內容。邊坡穩定性分析方法很多，不同的方法有一定的適用條件又各具特點， 實際工程中根據具體的邊坡地質條件選用合理的穩定性分析方法至關重要。 本文采用普通條分法和畢肖普法（bishop法）對某邊坡工程進行穩定性分析，在此基礎上，對該邊坡工程提出了加固處理措施，為類似工程的穩定性分析和加固處理提供參考。

1邊坡穩定性分析方法

極限平衡法由于其簡單易行是目前邊坡穩定性分析的常用方法，其基本出發點是將邊坡滑體簡化為剛性體，對每一個潛在的滑動面，在一系列簡化假定后，用力系平衡或能量守恒求得沿該滑動面的安全系數，用安全系數對邊坡安全性進行評價。目前工程中常用的極限平衡法有：畢肖普法（Bishop法）、傳遞系數法、普通條分法（又稱Fellenius法）、簡布法（Janbu法）、楔形體法、Spencer法、Morgensten-Price法，以及Baker-Garber臨界面法等。極限平衡法簡單直觀，在邊坡工程中積累了豐富的經驗，評價結果比較符合實際，因而在實際工程中應用廣泛。

2 工程概況

某邊坡坡長約110.0米，寬約45.0米，高約31.0米，邊坡走向大體呈南北偏西向，坡向西南，坡角約 。為土質邊坡，邊坡場地巖性主要由殘積土及強風化砂巖組成，上部地段為薄層人工填土，經雨水及氣候作用，已發生大面積塌方，嚴重危及位于坡腳處的建筑物安全。根據該邊坡工程現場勘探結果，各土層特征分述如下：

（1）人工填土：灰黃色，主要為邊坡挖土時臨時堆填而成，由粉質粘土組成，欠固結，結構松散。厚度介于0.80～5.50米，平均3.21米。

（2）第四系殘積層

砂質粘性土：棕黃色，由砂巖風化殘積而成，原巖結構可辨，稍濕，硬塑。采取原狀土樣2件，土工試驗物理力學性質主要指標平均值為：w=22.9%；e=0.708；IL=0.08；a1-2=0.30MPa-1；Es=6.60MPa。厚度介于2.50～6.50米，平均4.00米。

（3）炭質砂巖：紫灰色，巖芯呈堅硬土狀，遇水易軟化。厚度介于18.6～31.6米，平均24.15米

邊坡巖土物理力學參數見表1。

3.1 Fellenius法（普通條分法）

按照《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330—2013）的判別標準，本邊坡工程的安全等級為一級，一般條件下邊坡穩定性安全系數要求大于1.3。此邊坡穩定性安全系數不滿足要求，處于欠穩定狀態，需要進行加固處理。

4邊坡支護方案及處治措施

根據現場勘探，邊坡已完成的地質災害為滑坡。分析了邊坡失穩的成因，主要是由于自身的不穩定和坡面巖土體長時間在地表水的浸潤及沖刷下引起的。因此對邊坡的治理主要應從邊坡穩定性和水體疏排上考慮。

根據場地工程地質條件、水文地質條件、場地周邊環境和工程永久性的特點，本著安全可靠、經濟合理、技術成熟的原則，從工程造價、工期、施工可行性等方面綜合考慮決定采用如下方案進行支護。

1）對邊坡進行放坡，共分三級，其中第一級坡高6.9m，坡度為1：1.5；第二級坡高11.5m，坡度為1：1.2；第三級坡高最高為12.9m，坡度為1：1.5。三級邊坡間分別設置馬道，寬度4～5m不等。

2）在第二級馬道上設置抗滑樁+預應力錨索進行支擋，其中抗滑樁采用φ1200人工挖孔樁，樁間距2.5m，樁長10.0m；樁芯混凝土為C25，護壁混凝土為C20。樁頂設冠梁，截面尺寸800mm（高）×1200mm（寬），C25混凝土澆注。

預應力錨索采用3束7φ5強度為1860MPa鋼絞線，錨索長25.0m，自由段長7.0m；錨索孔直徑150mm，傾角20°；錨索設計軸向拉力值300kN，鎖定值200kN。

3）對放坡后坡面上設置錨桿+噴錨掛網進行加固。錨桿桿長為6～12.0m，錨筋為HRB335Φ25鋼筋；錨孔直徑為130mm，錨桿入射角為15°。

噴錨面層采用雙層雙向鋼筋網φ6.5@200×200，加強筋為2根HRB335Φ16鋼筋；面層混凝土厚150mm；噴射混凝土強度等級C20。

4）在坡腳設置毛石擋墻，擋墻高3.8 m、頂寬1.0m，底寬2.5m，埋深0.8m。墻面坡比1：0.3，擋墻采用MU30毛石、M7.5砂漿砌筑，墻面用M10砂漿勾縫及抹面。

5）邊坡坡頂設置截水溝，坡底及放坡平臺上設置排水溝，坡面修筑跌水槽，排水溝均采用毛石砌筑，其中坡頂排水溝尺寸為800mm（底寬）×1200mm（頂寬）×800（高）；坡底排水溝尺寸為600mm（寬）×600mm（高）；馬道排水溝尺寸為400mm（寬）×400mm（高）；坡面跌水槽尺寸設置為600mm（寬）×600mm（高）。排水溝內的水排入場地排水系統。

5 主要結論

（1）極限平衡法雖已廣泛用于邊坡穩定性分析， 但也存在種種不足， 在實際工程中應充分聯系實際情況， 并結合地區經驗， 使邊坡穩定分析方法更加優化。

（2）采用普通條分法和畢肖普法（bishop法）對某邊坡工程進行穩定性分析，在此基礎上，對該邊坡工程提出了加固處理措施，該邊坡工程采用上述加固方案后已歷經三年多時間，至今邊坡未出現失穩變形等現象，表明該加固方案的應用是可行的，可以為類似工程地質條件下的其他邊坡加固工程提供參考。

（3）邊坡處治是一項龐雜的系統工程，直接影響著工程的安全、環保、美觀、經濟等重要指標，要求工程技術人員在工程實踐中嚴格相關執行規范，不斷改進設計方法和施工工藝。

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