高路塹邊坡滑坡成因分析及應急處置

鄒文橋

【摘要】由于參數(shù)獲取便利、物理意義明確，極限平衡法被廣泛應用于邊坡穩(wěn)定分析中，積累了大量的工程經(jīng)驗。Autobank作為邊坡穩(wěn)定分析工具，操作方便，為工程設計提供有效的技術支撐。某工程路塹邊坡在施工開挖過程中，坡面出現(xiàn)一些不規(guī)則裂縫并發(fā)生局部變形與滑移，基于極限平衡法，通過采用Autobank軟件進行計算，通過放緩開挖坡比，挖除滑坡體并采取支護措施，對滑坡體邊坡進行治理，通過實際工程檢驗，工程措施得當，變形發(fā)展變緩至基本停止。

【關鍵詞】開挖邊坡變形與滑移；Autobank軟件；極限平衡法

1、工程概況

某工程路塹邊坡在施工開挖過程中，坡面出現(xiàn)一些不規(guī)則裂縫并發(fā)生局部變形與滑移。該裂縫是由于地質構造影響、巖石風化較深及連續(xù)降雨的影響而引發(fā)的山體邊坡變形，初估該滑體涉及土石方量約50萬m3。該段山體邊坡變形對附近的省道S222線、韓江航道、施工用電線路N33～N36塔架等的安全運行及工程施工安全造成較大威脅，需對其進行應急搶險，消除安全隱患，兼顧永久治理。

2、滑坡成因分析

本路段范圍內(nèi)巖體受構造影響，巖石風化普遍較深，強風化帶巖石破碎軟弱，風化界面起伏變化大，地質情況復雜，工程地質條件差；邊坡以中粗粒花崗巖全風化成的礫質、砂質粉土、粉質黏土為主，黏性差，邊坡中間發(fā)育沖溝，局部土質邊坡較陡，局部發(fā)育中緩傾角煌斑巖脈軟弱夾層；坡腳巖質邊坡較低矮，裂隙發(fā)育，巖體破碎，邊坡開挖較陡，邊坡施工開挖后，順坡裂隙形成臨空面，對巖土體穩(wěn)定不利；開挖期間雨水偏多，邊坡開挖后雨水直接滲入邊坡土體，加重了土體重量，另一方面降低了土體抗剪強度，在出現(xiàn)裂縫時正值有降雨。在以上幾個因素綜合作用下，局部較陡、較厚的土質邊坡上部土層產(chǎn)生坐落式滑動破壞，在坡頂、坡面不同部位產(chǎn)生拉裂縫，在坡面產(chǎn)生擠壓鼓漲現(xiàn)象，坐落滑動發(fā)生在不同時間和不同部位，由多段小滑移體疊加成大變形體，擠壓下部土體產(chǎn)生變形和失穩(wěn)，屬淺層土體坐落式分段滑移變形。

3、邊坡治理方案及分析

3.1 滑坡處理方案

考慮到邊坡基本為土質邊坡且地質條件復雜，在現(xiàn)有的開挖邊坡的基礎上對邊坡進行放緩坡比開挖，把滑坡體清除后再對邊坡進行支護。開挖坡比為1：1.5以及1：1.75，邊坡支護方式采用C25鋼筋砼框格梁土釘支護。（詳見 圖1）

3.2 邊坡穩(wěn)定計算

（1）計算斷面

本次計算采用Autobank軟件進行計算，計算方法采用Bishop法。

根據(jù)治理方案，選取裂縫出現(xiàn)位置最高、治理后邊坡最高的設計斷面為計算斷面。地質專業(yè)根據(jù)現(xiàn)場邊坡實際情況，推測邊坡處理后局部仍有殘留變形體。

（2）計算工況

計算工況分正常工況、施工工況、地震工況、暴雨工況進行計算。工程區(qū)地震峰值加速度為0.1g，地震基本烈度為Ⅶ度。

（3）邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)

根據(jù)《水利水電工程邊坡設計規(guī)范》（SL386-2007），本工程邊坡級別為4級，可得相應邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：正常運用條件為1.15～1.10，非正常運用條件Ⅰ為1.10～1.05，非正常運用條件Ⅱ為1.05～1.00。

根據(jù)《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30-2015），本道路等級為二級公路，可得相應邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：正常運用條件為1.15～1.25，非正常運用條件Ⅰ為1.05～1.15。

（4）計算參數(shù)

（5）計算參數(shù)設定

考慮殘留變形體已經(jīng)產(chǎn)生滑動變形，其土體強度計算參數(shù)按表1-1原強度值的70%或60%采用，暴雨工況考慮地下水位在勘察地下水位基礎上提升10m。

因此分以下幾種參數(shù)設定進行分析計算。

①全斷面為原狀土體，其強度計算參數(shù)采用表4-2參數(shù)值。

②原狀土體采用表4-2參數(shù)值，殘留變形體強度采用表4-2參數(shù)值的70%。

③原狀土體采用表4-2參數(shù)值，殘留變形體強度采用表4-2參數(shù)值的60%。

④原狀土體采用表4-2參數(shù)值，殘留變形體強度采用表4-2參數(shù)值的60%+C25鋼筋砼框格梁土釘支護。

（6）計算結果與分析

1）計算結果與簡圖

2）結果分析

由表2可知，參數(shù)①，當按全斷面皆為原狀土體情況計算的時候，所選斷面的計算結果的最小安全系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)要求，滿足規(guī)范要求。

參數(shù)②，當殘留變形體采用原狀土體參數(shù)值70%的時候，所選斷面的計算結果的最小安全系數(shù)相應滑弧出現(xiàn)在殘留變形體處，但其安全系數(shù)也均大于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)要求，仍滿足規(guī)范要求。

參數(shù)③，當殘留變形體采用原狀土體參數(shù)值60%的時候，所選斷面的計算結果的最小安全系數(shù)相應滑弧出現(xiàn)在殘留變形體處，其安全系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)要求，不滿足規(guī)范要求，需作支護加固處理。

參數(shù)④，當殘留變形體采用原狀土體參數(shù)值60%+土釘支護的時候，所選斷面的計算結果的最小安全系數(shù)相應滑弧出現(xiàn)在殘留變形體處，但其安全系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)要求，加固后斷面的抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

邊坡變形屬淺層土體坐落式分段滑移變形，對邊坡變形體進行削坡挖除，并對下部邊坡及局部殘留變形體邊坡采用C25鋼筋砼框格梁土釘支護的邊坡處理方案，經(jīng)穩(wěn)定計算和分析該方案是合適及安全可靠的。建議繼續(xù)加強對該路段及邊坡的安全巡查及監(jiān)測，做好相關安全警戒措施與應急預案，根據(jù)山體滑移變形情況做好有關交通管制工作。

4、結論及建議

極限平衡法歷經(jīng)多年的工程實踐檢驗，能夠較為準確的判斷邊坡的穩(wěn)定性，在設計過程中被廣泛使用，針對地質條件較為復雜的邊坡，需進行準確的地質判斷的基礎上進行計算復核才能得到準確的結論。針對高邊坡穩(wěn)定這個古老的技術難題，經(jīng)過多年的反復研究，極限平衡法也不斷的發(fā)展出新的研究成果來為設計工作提供指導。

在設計過程中，盡量避免地質復雜的地段，加強工程施工過程中和完工后的監(jiān)測，盡量早的發(fā)現(xiàn)問題，保證建筑物的安全運營。

參考文獻：

[1] 水利部水利水電規(guī)劃設計總院. SL386-2007 水利水電工程邊坡設計規(guī)范.北京：中國水利水電出版社，2009.

[2] 中華人民共和國交通運輸部. JTJ D30-2015 公路路基設計規(guī)范.北京：人民交通出版社，2015.

[3] 水利部水利水電規(guī)劃設計總院. GB50330-2013 建筑邊坡工程計算規(guī)范.北京：中國水利水電出版社，2013.