某一級公路邊坡穩定性分析評價及治理方案研究

鄧 紹 玉

(浙江樹人大學城建學院，浙江 杭州 310015)

1 工程概況

該邊坡工程場址位于遂昌縣王村口北約2 km處，邊坡坡腳為某一級公路。遂昌縣受海洋季風影響，多年平均降雨量為1 562.7 mm，年平均氣溫16.7 ℃。

該邊坡原地形為低山丘陵，最高點標高396 m，山坡坡度為35°～67°。路基右邊邊坡設計按一級邊坡放坡，坡率為1∶0.3～1∶0.5。一級邊坡局部未挖成，邊坡現狀如圖1所示。從開挖坡腳來看，斜坡坡腳已部分開挖，由于開挖未對邊坡上部結構充分了解，邊坡上部殘坡積層及全強風化層較厚，原設計坡率過陡。其次，由于開挖前邊坡植被遭到破壞，土體松散，坡面自然徑流條件改變，增大了水向坡體的滲入量，也是將造成邊坡失穩的潛在因素。

2 邊坡工程地質評價及穩定性分析

2.1 邊坡工程地質評價

根據地表及鉆探施工所見[1，2]，巖土體主要巖性為含粘土碎石、凝灰巖等。巖土體稍濕，上、中部以土夾石狀為主，干鉆進尺較快，說明土體較松散；下部以塊碎狀、塊狀為主，強風化凝灰巖干鉆已很難鉆進，需送水。凝灰巖地層屬較易風化地層，全風化層主要成分為粉質粘土、粉土，風化后滲水性好，受水浸潤易散，其抗風化、軟化能力差，抗形變能力低弱。巖土體力學性質測試結果表明：土體抗剪強度低，當邊坡坡度較大，存在軟弱面并水飽和時，容易失穩。

2.2 邊坡活動機理分析

邊坡坡度較大，一般35°～67°，出露地面的大部分巖土體結構較松散，與斜坡交角較大，風化巖石力學性能差，抗剪強度低。人類的工程活動和斜坡上墾植，改變淺部土體的自然結構，地質環境遭到一定程度破壞，加大了大氣降水的滲入量，使巖土體過飽和，摩擦力、內聚力降低。坡腳被開挖成較陡坡率，原始邊坡應力失去平衡，在重力作用下，如該邊坡不及時進行防護，在內在條件與外界條件均具備的時候，該邊坡如不按照合理坡率開挖，并采取有效防護措施，邊坡可能產生較大規模的滑塌。

2.3 邊坡穩定性分析

2.3.1邊坡現狀

邊坡開挖后，上部坡積層未發生過坍塌。現一級邊坡坡率約1∶0.3～1∶0.5,現邊坡整體穩定性較好。

2.3.2邊坡土層的影響因素

1)巖土層性質：邊坡區發育巖石風化強烈，坡積層、全～強風化凝灰巖較厚。張性節理發育，利于地下水的入滲，不利于邊坡穩定。

2)水文地質條件：場區內地下水較貧乏，主要受大氣降水影響補給，有強降水時，可形成坡面流，對坡面及坡腳沖刷。坡體上部面積較大，上覆土層易于地下水入滲，地表水下滲使土體抗剪強度降低。

3)人類活動：該邊坡為人工邊坡，原開挖坡率過陡。

2.3.3邊坡穩定性計算參數的確定

表1 巖(土)抗剪強度設計參數表

2.3.4邊坡穩定性計算

根據現場調查和勘探資料分析，選擇如圖2所示兩個橫剖面為邊坡穩定性計算的代表性剖面，橫斷面的長度根據潛在滑體的范圍確定。由于塌滑多發生在坡積層含粘性土碎石中，滑面多接近于強風化層面，因此，穩定分析中，滑動面按強風化面來進行穩定計算。

1)1—1(K50+243.5)橫斷面穩定性計算。

邊坡現狀穩定性計算破裂面最小角度為36.4°，破裂面最大角度為60°。計算結果總下滑力2 977.305 kN/m，總的抗滑力2 691.45 kN/m，滑動安全系數ks=0.904<1.0，邊坡處于不穩定狀態。

2)2—2(K50+175)橫斷面穩定性計算破壞面最小角度為35°，破壞面最大角度為60°，計算結果總下滑力2 962.697 kN/m，總的抗滑力2 840.688 kN/m，滑動安全系數ks=0.959<1.0，邊坡處于不穩定狀態。

3 邊坡治理對策

3.1 邊坡治理對策

根據邊坡穩定性計算的結果，該邊坡處于不穩定狀態，若不進行治理，可能會引起滑塌甚至進一步發展。因此應及時進行治理。

由于邊坡穩定性較差，應適當放緩邊坡。該邊坡后緣高度大，若坡率過緩，則邊坡高度大，開挖量大，甚至可能會引發別的工程地質問題，亦不利于環境保護。根據邊坡場地條件及現狀，可按1∶1.00進行削坡。

3.2 邊坡治理方案分析

根據削坡后穩定性計算結果，按1∶1.00削坡后，邊坡滑動安全系數1.0

地表水下滲和坡面流影響土體性質，增加下滑力，降低邊坡穩定性，因此應在邊坡坡頂設置截水溝，盡量減少降雨的影響。由于該邊坡后緣山體高度較大，應合理設置截水溝的位置與規模。

4 結論與建議

1)通過勘查查明了邊坡巖土體的分布及參數，分析了邊坡可能發生塌滑的因素，計算了邊坡的穩定性，提供了防治措施，可作為邊坡治理的地質依據。

2)根據邊坡破壞的性質及范圍，該邊坡可能發生的破壞為發生在坡積層含粘性土碎石中的小型淺層塌滑。發生主要原因是人工開挖后坡率較陡，降雨下滲和坡面流的影響。

3)對邊坡上部殘坡積層實施減重卸截，建議按1∶1.0或1∶1.25進行放坡，并及時做好坡面防護，坡頂設截水溝，減少地表水入滲。由于邊坡的穩定性較低，因此應在坡腳設擋墻進行支護。

4)施工時應嚴格按設計方案要求進行施工，同時，注意邊坡的變形情況，有異常情況時及時進行反饋處理。