貴陽(yáng)市卷煙廠易地技術(shù)改造工程邊坡失穩(wěn)處理與穩(wěn)定性分析

羅世友

（貴州省水利機(jī)械化實(shí)業(yè)總公司，貴州 貴陽(yáng) 550002）

1 工程概況

貴陽(yáng)市卷煙廠易地技術(shù)改造工程位于貴陽(yáng)市小河區(qū)西部工業(yè)園區(qū)，邊坡治理工程分布于廠區(qū)西側(cè)，邊坡治理共分為1#、2#、3#共計(jì)三個(gè)區(qū)域，其中1#邊坡類型為土質(zhì)邊坡，邊坡長(zhǎng)度為231m，高15m，共治理面積3385 m2。工程于2008年4月動(dòng)工興建。

2 1#邊坡變形狀況及原因

2.1 邊坡變形狀況

2008年8月底1#邊坡開(kāi)挖施工完成，由于時(shí)值雨季，加上1#邊坡坡腳排洪溝溝槽開(kāi)挖的施工，導(dǎo)致1#邊坡開(kāi)挖面頂部出現(xiàn)多條弧形裂縫，縫寬水平位移6cm，垂直位移3cm，邊坡極有可能失穩(wěn)下滑，產(chǎn)生滑坡，工程被迫停工。

2.2 邊坡失穩(wěn)的原因

2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造

不良的地質(zhì)構(gòu)造是邊坡失穩(wěn)的一個(gè)重要原因。邊坡土層為殘坡積土層，開(kāi)挖后形成一個(gè)高15m的土質(zhì)邊坡。開(kāi)挖施工破壞了邊坡的自然穩(wěn)定狀態(tài)。下伏基巖為侏羅系泥巖、砂巖，巖體破碎。開(kāi)挖后沿坡腳有泉水滲出，這對(duì)邊坡穩(wěn)定極為不利。

2.2.2 邊坡施工開(kāi)挖

邊坡開(kāi)挖施工是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的直接原因。1#邊坡開(kāi)挖完成后由于種種原因，未及時(shí)設(shè)置有效的支擋、覆蓋措施，接著又開(kāi)挖了一條50m長(zhǎng)的排洪溝溝槽，進(jìn)一步破壞了原土體平衡狀態(tài)，進(jìn)而牽引后部土體產(chǎn)生滑動(dòng)。

2.2.3 雨季降雨

雨季降雨是邊坡失穩(wěn)的催化劑。貴陽(yáng)地區(qū)8月份是主汛期，集中、高強(qiáng)度的降雨進(jìn)一步加劇了土體邊坡失穩(wěn)。

3 邊坡失穩(wěn)的整治措施

為避免邊坡失穩(wěn)的進(jìn)一步發(fā)展，直至滑坡，造成重大損失，結(jié)合本段工程地質(zhì)的特點(diǎn)，采取了排水、卸載、支擋、坡面防護(hù)相結(jié)合的處理方案。

3.1 排水

雨季排水是邊坡失穩(wěn)整治的首要工作。為消除和減輕地表水的危害，在邊坡頂部外側(cè)邊緣修建截水溝，砂漿鋪底防滲，攔截、引排地表水。整個(gè)坡面用彩條布覆蓋，減少雨水對(duì)坡面的沖刷。

3.2 坡體減載

坡體減載是解決邊坡失穩(wěn)的關(guān)鍵。將邊坡土體分臺(tái)階開(kāi)挖卸載，減緩邊坡坡度，增加坡體的穩(wěn)定性。

3.3 支擋

為防止邊坡失穩(wěn)進(jìn)一步發(fā)展，在邊坡坡腳砌筑一條高1.5m，底寬80cm，長(zhǎng)150m的漿砌石擋墻，鎖住坡腳。同時(shí)排洪溝已開(kāi)挖段溝槽抓緊進(jìn)行邊墻砼的澆筑，未開(kāi)挖段采取進(jìn)占法施工，每次開(kāi)挖5m，及時(shí)進(jìn)行邊墻砼的澆筑，完成后再進(jìn)入下輪的施工循環(huán)。

經(jīng)過(guò)以上措施的處理，經(jīng)觀測(cè)，邊坡已趨入穩(wěn)定，為下一步后續(xù)工程的施工創(chuàng)造了條件。

4 處理后邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算

邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算的方法按滑動(dòng)面形成的不同，常用的有直線滑動(dòng)弧和圓弧滑動(dòng)面兩種模型。直線滑動(dòng)面邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算的方法比較簡(jiǎn)單。而圓弧滑動(dòng)面的邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算的方法較多且比較復(fù)雜。工程設(shè)計(jì)中較常用的有條分法和摩擦圓法，而經(jīng)常用是條分法。

4.1 條分法

首先需要在已知的土體邊坡的橫斷面上，用4.5H法作圖，設(shè)定一個(gè)或數(shù)個(gè)可能的滑動(dòng)破壞面，選擇滑弧圓心，作出相應(yīng)的滑動(dòng)圓弧，按一定的比例畫出土坡剖面。在這些幾何參數(shù)的基礎(chǔ)上依次驗(yàn)算每一土條的穩(wěn)定性，然后疊加得整個(gè)土體的穩(wěn)定性。按此方法，對(duì)一系列設(shè)定的滑動(dòng)圓弧求出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)K值，然后得出最小的穩(wěn)定系數(shù)Kmin，以穩(wěn)定系數(shù)Kmin值相對(duì)應(yīng)的圓弧滑動(dòng)面為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面，作為判定所設(shè)計(jì)的邊坡是否穩(wěn)定的依據(jù)。

邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K值按下面公式計(jì)算：

當(dāng)土體由不同土質(zhì)分層填筑時(shí)，各土條重應(yīng)為該土條所含的各土層重量的總和：

Wi=∑（γ1s1+γ2s2+……+γnsn）

式中：Wi-每一土條的重量（kN）

аi-每一土條的圓弧底邊中心徑向與垂線的夾角（°）

φi-每一土條的內(nèi)摩擦角（°）

ci-每一土條的粘聚力(kN/m2)

li-每一土條的圓弧長(zhǎng)(m)

γn-每一土條的濕容重（kN/m3）

sn-每一土條的面積（m2）

此式不考慮土條兩側(cè)的推力，使計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定安全系數(shù)偏低（即偏安全）。

4.2 穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算

4.2.1 φ、c 值的確定

根據(jù)滑動(dòng)實(shí)際情況采用實(shí)驗(yàn)與滑坡反算相結(jié)合的綜合方法，確定出c值為9.81kN/m2，φ 值為 20°。

4.2.2 穩(wěn)定性系數(shù)K值的計(jì)算，采用條分法，見(jiàn)圖。

如圖，在MO延長(zhǎng)線上任作一點(diǎn)O1，作為第一次試算的圓弧中心，通過(guò)坡角作相應(yīng)滑弧，并將滑動(dòng)土體ABC分成若干土條，并對(duì)土條進(jìn)行編號(hào)。

量出滑弧半徑R=38.8 m。

土條寬度取為滑弧半徑的十分之一，即：b=0.1R。

量出各土條中心高h(yuǎn)i，分別計(jì)算。

量出滑弧中心角θ=109°，可用下面公式計(jì)算出滑弧長(zhǎng)度：

L=πθR/180=π×109×38.8/180=73.78m

該土坡為均質(zhì)土坡，則（1）式簡(jiǎn)化為：

土的容重為γ=17.66(kN/m3)

把各式代入(2)式(對(duì)于滑弧1得):

K1=(9.81×73.78+17.66×3.88×tg20×194.25 6)/(17.66×3.88×40.919)=1.99

在MO的延長(zhǎng)線上重新假定滑弧中心02、03、04、05、06、07，重復(fù)以上計(jì)算，求出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù) K2、K3、K4、K5、K6、K7，繪圖找出最小安全穩(wěn)定系數(shù)Kmin=1.58＞1.30。

由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)處理后的邊坡是穩(wěn)定的。

5 結(jié)論

貴陽(yáng)市卷煙廠易地技術(shù)改造工程1#邊坡失穩(wěn)后，根據(jù)其病害特征，采取排水、卸載和支擋加固相結(jié)合的方法進(jìn)行綜合整治，經(jīng)穩(wěn)定性驗(yàn)算分析可知處理措施是成功的，成功阻止了滑坡的發(fā)生，使后續(xù)工程施工得以順利進(jìn)行。

[1]晏鄂川,唐輝明.工程巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與利用 [M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2002.