高邊坡區域滑坡穩定性優化

摘要 重慶兩江新區E05地塊高邊坡區域滑坡呈不規則“W”型，滑坡規模為大型土質滑坡。經過對高邊坡區域滑坡形成的地質條件以及滑坡的基本特征的研究分析，得出了該滑坡的變形形成機制、誘發因素。通過定性分析得出，該滑坡為整體牽引式破壞，滑坡體潛在不穩定區穩定性較好，強變形區穩定性較差。通過定量分析，強變形區在出現暴雨的情況下，其穩定性比較差，對滑坡防治工程應采取：抗滑支擋+加強肋+截排水溝的綜合治理方案。

關鍵詞 滑坡;穩定性評價;抗滑樁;治理

中圖分類號 P642.22 文獻標志碼 A

1工程概況

1.1工程概述

工程名稱：中航兩江體育公園E05-01/01。

工程地點：重慶市渝北區龍駿大道花溪二組團內。

滑坡區域全長：450m邊坡高差：17m;邊坡形式；土質邊坡、巖質邊坡；該邊坡治理工程安全等級為一級和二級，設計使用年限：50年。

1.2邊坡治理位置

需治理邊坡位于擬建場地南側呈“W”型。邊坡坡底為擬建住宅小區。

1.3水文地質條件

工程場地土層有雜填土、粉土、黏土、粗沙等，降水范圍內的粗砂層滲透系數均為10.0m/d。該滑坡位于內水系發育，受地質構造及地貌形態的控制，坡底存在水體，匯水面積約2000m2，平均縱坡降約為16%，由于匯水面積與汛期雨量均較大，在滑坡勘查區前緣通過，最終在坡腳1km處匯入下方水體。

1.4工程地質條件

滑坡位于重慶市渝北區龍駿大道花溪二組團斜坡體上，屬于中高山的斜坡地貌，滑坡地形呈上陡下緩，中下部臨空面發育，整體呈不規則“W”狀。滑坡前緣為工程開挖形成的陡坎微地貌，后緣為山脊陡崖下方斜坡橫向拉裂縫形成的陡壁，前后緣高差520m。

2滑坡基本特征

2.1滑坡形態、規模與邊界特征

該滑坡整體呈不規則“W”狀，滑坡整體地形呈上陡下緩，主滑方向為112°。主要由2個區組成：強變形區、潛在不穩定區。其中潛在不穩定區位于強變形區下部，以滑坡中部陡緩交界處微地貌分割開。滑坡強變形區平均坡度為18°，其方量為305.5×10⁴m²，面積為23.5×10⁴m²，其縱向長度、橫向長度、平均厚度分別為950m、280m、13m。潛在不穩定區平均坡度為15°，其方量為184.8×10⁴m²，面積為23.1×10⁴m²，其縱向長度、橫向長度、平均厚度分別為600m、390m、8m。該滑坡規模為大型土質滑坡，見圖1。

滑坡右側邊界上部以山脊微地貌為界，下部以Ⅰ號沖溝負地形為界。滑坡左側邊界上部以陡緩交界微地貌為界，下部以Ⅱ號沖溝外側負地形為界。滑坡前緣以42#樓基礎開挖形成的陡坎微地貌為界，后緣以山脊陡崖下方斜坡橫向拉裂縫形成的陡壁為界，前后緣高差200m。滑坡周界特征較明顯。

2.2滑坡物質組成及結構特征

滑坡分為滑體、滑帶、滑床，其具體特征：

（1）滑體：滑坡強變形區松散堆積體碎石含量60%～75%，為碎石，粉質黏土充填，局部可見崩坡積大塊石，主要是大小不均勻砂質板巖和變質砂巖，后緣處含有的碎石塊較多，最高可達到75%，其對應的形狀一般為棱角狀潛在不穩定區含有的碎石塊相對稍少約15%～60%，其大小相對均勻，呈棱角狀，其中磨圓度、分選性特征均不明顯［1］。

（2）滑帶：下滑帶處一般都是灰褐色或者黃褐色，主要有角礫夾粉質黏土組成，其相比一般的黏土稍濕，一半以上都是角礫石，其主要是大小不均勻的砂質板巖或者變質砂巖，礫石大小范圍為0.5～2cm。土巖的后緣地段，傾角在23°～40°，前緣地形較緩段傾角為7°～12°［1］。

（3）滑床：由灰黑色粉砂質板巖與變質砂巖互層地層組成。受斷裂帶的影響，巖石結構完整較差，風化程度較強，滑床巖層傾向坡外，傾角5°～16°，前緣較緩，后緣較陡［1］。

2.3滑坡變形特征

由于滑坡后緣整體下挫，在滑坡推力作用下滑坡中部土體開裂，地面裂縫呈條帶狀發育，變形跡象明顯。將滑坡區根據滑坡結構、破壞強度等進行劃分的話，可分為潛在不穩定區和滑坡強變形區。其中強變形區的坡度更陡，該區上部主要以回填土及部分矮樹林為主，變形破壞特征主要表現為矮樹林地的逐級拉裂沉陷并伴隨樹木傾斜、倒塌等。該區下部待建區所在位置具有明顯錯距發育的各種大小不等的拉裂縫，這些拉裂縫發育后有明顯的拉裂深度和寬度，下錯明顯。部分拉裂縫附近巖土體架空較為嚴重，連通性較好，整體成條帶狀排列［4］。

2.4巖土物理力學性質

2.4.1滑體巖土物理力學性質

滑體松散堆積體，主要為碎石，粉質黏土充填，其物理力學性質見表1。

2.4.2滑帶巖土物理力學性質

滑帶土一般巖性為角礫夾粉質黏土，其物理力學性質見表2。

2.4.3滑床巖土物理力學性質

滑床土主要為灰黑色粉砂質板巖與變質砂巖，其物理力學性質見表3。

3滑坡基本特征

3.1滑坡形成原因

滑坡的形成以及失穩是由于高陡斜坡上陡下緩，中下部臨空面發育的地形因素，同時滑坡后部呈寬大漏斗狀便于匯水，滑體下部為砂質板巖，為相對隔水層，滑帶飽水后有利于滑面的形成，而再加上其他的一系列不利因素的影響，綜合作用下也就可能會發生相應的滑動破壞。

3.2影響因素

存在多種影響因素，如地形因素、構造條件發育、存在松散的坡體物質、降雨與人類工程活動。綜合分析影響因素最大的是降雨與人類工程活動。為實現項目修建，該區域存在一定程度的爆破與開挖，重慶地區七八月持續的強降雨導致滑坡區周圍土體，導致滑坡裂隙逐漸增大，自穩性大幅降低。

3.3滑坡穩定性定量評價

3.3.1計算方法

3.3.2計算結果

根據滑坡的參數取值，對各剖面在各工況條件下進行穩定性計算，表4即為其計算結果。

3.3.3定量評價

滑坡整體在出現暴雨的情況下，其穩定性比較差，若是天然工況，其穩定性較好。地震工況下，其穩定性也較好。強變形區在出現暴雨的情況下，其穩定性比較差，而如果是天然工況的話，其穩定性較好。滑坡潛在不穩定區在各工況都較穩定。導致滑坡的最主要和最關鍵因素就是降雨。滑坡定量分析與宏觀定性分析結果一致。

4滑坡治理

4.1方案選擇

由于滑坡強變形區穩定性差，結合保護對象對滑坡強變形區作抗滑樁支擋工程。在強變形區前緣陡緩交界附近設置抗滑樁，樁身采用C30混凝土，截面1.5m×2.0m，樁間距5.5m，自由段12m，錨固段6m，總樁長18m。設置加強肋，尺寸0.8m×0.6m，長6m，冒出地面4m，采用M10漿砌磚護壁［3］。

坡頂及坡底均設置一條排水溝，排出雨季匯入施工區的水，排水溝長140m，斷面設計為矩形，采用0.6m×0.5m凈斷面，兩壁及底厚為0.3m，采用M10漿砌塊石砌筑，溝底采用M10水泥砂漿鋪底，底面鋪設0.1m厚砂墊層防止沉降。

4.2抗滑樁計算

滑坡沿強變形區2-2’剖面整體剪出滑動的剩余下滑力為533.81kN/m，因此對滑坡沿2-2’剖面整體剪出滑動時設樁處推力534kN/m作為抗滑樁支護結構設計推力。

4.2.1計算方法

4.2.2計算結果

本次計算是在滑坡強變形區進行抗滑樁布設。

其對應的計算結果：

滑坡推力作用：其對應的背側最大彎矩大小計算結果為16279.314kN·m，距樁頂的距離13.5m；最大剪力大小計算結果為5124.307kN，距樁頂的距離17.625m，最大位移60mm。

庫侖力作用：其對應的背側最大彎矩大小計算結果為2995.694kN·m，距樁頂的距離13.5m；最大剪力大小計算結果為942.967kN，距樁頂的距離17.625m，最大位移11mm。

4.3抗滑樁樁身配筋計算

4.4加勁肋設計

4.5加勁肋計算

因加強肋也是由抗滑樁做支撐，所以計算方法同上文抗滑樁的計算。滑坡推力作用：其對應背側最大彎矩大小計算結果為200.716kN·m，距樁頂的距離4.750m；最大剪力大小計算結果為254.454kN，距樁頂的距離5.875m，最大位移50mm。

庫侖力作用：其對應的背側最大彎矩大小計算結果為397.702kN·m，距樁頂的距離4.750m；最大剪力大小計算結果為504.178kN，距樁頂的距離5.875m，最大位移100mm。

4.6加勁肋配筋計算

加強肋配筋計算同抗滑樁配筋計算，計算結果：背側縱向受拉鋼筋：所需配筋截面為2048mm2，分成2段配筋，第一段采用3根ΦΦ28mm鋼筋通長配筋，第二段采用5根Φ28mm鋼筋截斷1.5m配筋以及3根Φ28mm鋼筋通長配筋；面側縱向鋼筋布置：所需配筋截面為960mm2，采用3根Φ28mm鋼筋通長布置；兩側架立筋布置：按300mm間距兩側各通長布置4根Φ28mm架立筋，便于鋼筋籠制作和安裝；箍筋布置：采用Φ10mm鋼筋，按間距150mm布置，采用四肢箍。

5總結

經宏觀定分析和定量計算綜合分析可知，強變形區在出現暴雨的情況下，其穩定性比較差，若為普通工況與低震害地震工況，其穩定性均較好。導致滑坡的最主要和最關鍵因素就是降雨。在上述的工況下，潛在不穩定區均屬于較穩定的狀態。本文選用了抗滑樁對滑坡進行支護，因邊坡中部擋墻穩定性不滿足要求故在中部設置加強肋，于頂部設置截排水溝可經濟高效地處理此處滑坡。

參考文獻

［1］沈明榮.邊坡工程（地下工程專業方向適用）［M］.北京：中國建筑工業出版社，2015.

［2］李章政，郝建華.混凝土結構基本原理［M］.武漢：武漢大學出版社，2013.

［3］建筑邊坡工程鑒定與加固技術規范：GB50843-2013［S］.北京：中國建筑工業出版社，2012.

［4］建筑邊坡工程技術規范：GB50330-2013［S］.北京：中國建筑工業出版社，2013.