高邊坡填筑平臺滑坡機理分析及處理措施研究

屈學平 王桂生 常 星 韓福濤

（中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230000）

1 前言

姜唐湖退水閘位于姜唐湖蓄（行）洪區末端，其設計行洪規模為2400.0m3/s，退水閘共16孔，每孔凈寬10.0m，采用鋼筋混凝土開敞式結構，灌注樁基礎。管理平臺位于姜唐湖退水閘右岸，原地面高程18.5～19.5m左右，原設計方案為平臺頂高程28.2m，填筑高度8.7～9.7m，在新填筑的23m高程處設2m寬戧臺一道，戧臺以上設計邊坡為1∶2.5，其下為1∶3.0，2005年填筑完成，隨后該平臺淮河側坡面出現裂縫，并及時采取了削坡處理措施，將23.0m戧臺以上邊坡放緩至1∶3.5。至2006年上半年，邊坡變形仍未穩定，隨即進行了地質勘探、設計分析等工作，確定平臺邊坡采用局部換土和加高壓重平臺至22.5m高程的治理措施，2007年5月上旬完成土方換填，6月中旬完成護坡工作。2007年主汛期過后，原位置又出現裂縫，后經地質補充取樣進行試驗，分析論證裂縫成因及其危害性，確定了填塘、加寬平臺和加強觀測等處理措施，有效保證了該軟弱地層邊坡的穩定。

2 滑坡體地質條件分析

2.1 地形地貌

勘察場地位于淮河左岸超河漫灘一級階地唐跺湖蓄洪區尾部馮家行，屬中朝準地臺華北平原區南緣，臨近潁河入淮口，地勢較為平坦，地面標高18.0～20.0m，堤防標高28.2m，微地貌簡單，僅ZK03孔以南為2003年唐垛湖行洪時留下的深坑（底高程約為5.0m左右）以及ZK08、ZK11以南分布有最深處約3.8m的取土坑，面積較大。

2.2 地質構造與地震

工程場地位于中朝準地臺之華北坳陷南緣處于新華夏系第二沉降帶與秦嶺緯向構造帶的復合部位。近代地震多發生在郯廬斷裂帶西，阜陽附近曾發生過4.0級地震，場地周圍雖有多次發震，但一般震級小于2.6級。根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），工程區地震動峰值加速度為0.05g（50年超越概率10%，相應地震基本裂度為VI度）。

2.3 地層土性條件

工程區為潁河入淮口的淮河左堤（唐垛湖蓄洪區防洪堤）上，對岸為壽縣正陽關。自晚第三紀以來沉積了以河湖相為主的砂、泥質沉積物，第四紀仍以沉降為主，連續沉積了以河湖相為主的粘性土、砂性土，屬于華北地層區。地表廣泛分布有晚更新統（Q3）沖積地層（以下敘述的⑤層土層屬于這種沖積地層），組成了河間平原堆積區。全新統（Q4）沖淤積地層（以下敘述的①～④層土層屬于這種沖淤積地層）分布于河流兩側及河湖洼地，組成泛濫堆積區，包括河漫灘及超河漫灘；同時潁河又是黃河南泛入侵淮河通道，在河漫灘、河間平原與河湖洼地表層留下了近代沉積的黃泛土。

2.4 滑動帶土體抗剪強度確定

為了確定可能存在的滑動帶土體的抗剪強度值，勘探工作中采用靜力觸探、十字板剪切、室內反復慢剪等多種測試手段取得其抗剪強度指標，結果見表1，從該表中可以明顯看出滑動帶土體軟弱、強度低、抗滑移能力差。

表1 滑動土體抗剪強度值表

表2 地基土承載力[R]、壓縮模量Es、抗剪強度C、Φ等指標推薦值表

表3 邊坡抗滑穩定計算成果表

從表1可以看出，土體反復慢剪殘余強度與直剪強度相比較，有很大的降低。當采用“反復慢剪殘余值”進行邊坡穩定核算時，其邊坡穩定系數Ks要比采用“快剪”指標計算得到的Ks值低得多。另外，從該表中還可以看出，重塑土的抗剪強度要比原狀土的高，這也是膨脹土一個特性，也就是膨脹土經過完全結構破壞后再壓實，其強度明顯提高。

3 裂縫成因分析

據滑坡體土工室內外試驗，場地各土層允許承載力[R]、壓縮模量Es，飽和快剪指標C、Φ，滲透系數K、推測滑動帶反復慢剪指標的建議值見表2。

2007年8月15日出現的裂縫是在特定條件下產生的，降雨期間由于雨水入滲，邊坡地下水位升高，當河水位突然回落時，土體中滲透力再加上土體本身受水浸泡強度降低及土體膨脹性等綜合因素導致了裂縫的出現，若不及時采取處理措施，以后仍有可能再次出現裂縫，甚至產生滑坡。該工程的邊坡已進行了局部換填非膨脹土和加高壓重平臺，至于平臺頂部局部又出現的裂縫問題存在兩方面原因：一是填土及其下臥層土體抗剪強度偏低，阻滑平臺沉降，造成潛在滑坡趨勢所致；二是原來的滑坡體可能尚未穩定。對于后者原因尚待進一步觀測、分析。

4 處理方案

4.1 處理措施

針對滑坡原因分析，對滑坡體采取了四項基本措施：（1）對平臺淮河側深塘通過比選填土或拋石固腳和加大阻滑平臺等措施，擇優選擇處理方案，（2）根據穩定計算成果，加高加寬阻滑平臺并提高填筑質量，（3）對平臺頂面表層建議采取防滲排水措施，防止干濕循環導致的土體強度降低，（4）在處理方案實施前，進一步加強觀測。

4.2 穩定計算

該工程選取斷面作為計算對象，計算方法采用瑞典圓弧法，施工完建期、水位驟降期采用總應力法，正常運用期采用有效強度法，邊坡穩定計算成果見表3。該樞紐工程主要建筑物等級為2級，其堤防等次要建筑物等級為3級，根據《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）提出的土堤允許抗滑穩定安全系數正常運用條件下為1.20，非常條件運用條件下為1.10。

計算結果為地質報告中原狀土反復快剪指標計算，由穩定計算成果可以看出，各工況均無整體滑坡趨勢。

5 結語

該工程滑坡處理過程中，原設計管理平臺位于沖坑邊緣，但是施工完成的管理平臺正好坐落在沖坑上，因此認為裂縫產生的原因與沖坑關系較大。由此，結合管理平臺邊坡穩定計算成果，采用了填塘、加高加寬阻滑平臺、加強平臺頂面防滲排水措施，以及加強觀測等綜合措施。截至目前，管理平臺邊坡運行正常，各項監測數據良好■