擋土墻邊坡事故的巖土工程勘察實(shí)例分析

■王攀

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東韶關(guān) 512000）

擋土墻邊坡事故的巖土工程勘察實(shí)例分析

■王攀

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東韶關(guān) 512000）

邊坡問題一直是巖土工程中不可忽視的問題之一，及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡問題并采取有效的治理措施對(duì)建設(shè)工程的發(fā)展來說有著重要的意義。本文以某公路建設(shè)中擋土墻邊坡發(fā)生山體滑坡、擋土墻垮塌事故的事例為基礎(chǔ)，通過靈活運(yùn)用各種巖土工程的勘察手段，并結(jié)合既有的地質(zhì)資料，定性分析并評(píng)價(jià)邊坡整體穩(wěn)定性，同時(shí)給出了有效的治理措施。

擋土墻邊坡勘察治理措施

0 引言

進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，各類建設(shè)工程在開挖的過程中難免會(huì)遇到邊坡的安全穩(wěn)定性問題。邊坡穩(wěn)定性分析和事故治理已成為建設(shè)工程中重要的一個(gè)組成部分，也是巖土工程勘察工作的重點(diǎn)課題之一。下面就結(jié)合實(shí)例對(duì)此進(jìn)行討論分析。

1 工程概況

某路段因發(fā)生意外導(dǎo)致西邊人行道部分出現(xiàn)了封閉。該段擋墻高度約5.5～8.5m，為重力式擋土墻，垮塌的擋土墻總長(zhǎng)度約為43m。如不對(duì)該地段滑坡及時(shí)整治，在暴雨等極端氣候條件下，該滑坡如果進(jìn)一步發(fā)展了，將會(huì)給行人、路上行駛的車輛造成安全隱患。

2 勘察方法、勘察工作布置

2.1 現(xiàn)場(chǎng)踏勘

結(jié)合以往該地區(qū)的山體滑坡的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)的踏勘，根據(jù)滑坡體后壁拉裂情況、氣候條件、滑坡規(guī)模等，初步判定產(chǎn)生的原因是由與深部的軟弱帶經(jīng)外部誘因形成滑帶。

2.2 勘察工作布置

根據(jù)勘察委托任務(wù)書及有關(guān)規(guī)范要求，共布置勘探線5條，勘探點(diǎn)共20個(gè)。另采取原狀土樣40件，擾動(dòng)土樣7件，巖樣10組，地下水樣2件；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)56次/12孔，重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)1.3m/2孔。

2.3 勘察方法

該次勘察利用GY-150型鉆機(jī)2臺(tái)，工程地質(zhì)鉆探主要采用沖擊+回轉(zhuǎn)的鉆進(jìn)工藝，其中第四系土層主要采用沖擊鉆進(jìn)，套管護(hù)壁；白堊系強(qiáng)、中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁。對(duì)滑帶土嚴(yán)格采取干鉆，盡量避免擾動(dòng)，并嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺和土芯采取率。根據(jù)所采取的巖、土芯現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行野外鑒別、分層和描述，并在鉆探過程中采取巖土樣，取樣后立即按要求封存，取樣數(shù)量和質(zhì)量均滿足有關(guān)規(guī)范要求。

3 滑坡區(qū)自然條件及地質(zhì)環(huán)境條件

3.1 滑坡區(qū)自然地理及氣候條件

滑坡區(qū)位于地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫暖，四季分明，春季多雨，夏季多旱。年降水量1035.2～1924.3mm。3～7月為雨季，降雨量占全年的58%～81%。

3.2 滑坡區(qū)地形地貌

場(chǎng)區(qū)地貌類型屬于侵蝕堆積丘陵地貌，修建該路時(shí)進(jìn)行了山體切坡，形成了現(xiàn)西高東低的地形，相對(duì)高差約20.00m，見圖1。

3.3 滑坡區(qū)水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)的地下水主要為賦存于填土、殘積含粉質(zhì)黏土角礫及中細(xì)砂中的孔隙水，水量貧乏，地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，沿含水層由坡頂向坡底徑流、排泄。雨季連續(xù)降雨后，場(chǎng)地內(nèi)有一定量的地下水。

4 滑坡特征

4.1 滑坡空間形態(tài)特征

滑坡屬于侵蝕堆積丘陵地貌，地勢(shì)西高東低，相對(duì)高差約20.70m，滑坡位于該路西側(cè)山坡，屬由于基巖成分差異，風(fēng)化后形成軟弱結(jié)構(gòu)面而造成的順層滑坡。該滑坡平面形態(tài)前寬后窄，呈“貝殼型”，滑體剖面形態(tài)呈“勺”形，中部靠前相對(duì)較厚，后部較薄?；麦w呈上凹下凸起伏，兩側(cè)地層多有擾動(dòng)和松動(dòng)現(xiàn)象，有裂縫和拖拉皺曲，后緣壁較陡且有坍塌遺跡，擋土墻斷面上巖層視傾角為15～25°，平均約為22°，小于坡面傾角(坡面傾角約30°)，不利于邊坡穩(wěn)定，擋土墻根部未見土體隆起現(xiàn)象。

4.2 滑坡體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

（1）滑體?；w物質(zhì)主要由填土和第四系殘積層組成，由于滑坡影響，局部擾動(dòng)強(qiáng)烈，其后部見多條陷落帶并出現(xiàn)反坡平臺(tái)。土體中含較多風(fēng)化巖塊，表面多見混凝土防護(hù)格柵破壞后形成的混凝土碎塊、草皮等雜物，稍濕～飽和，結(jié)構(gòu)松散。其厚度在空間上變化較大，后緣和兩側(cè)較薄，中部和前緣較厚。厚度在0.80～5.90m之間變化，平均厚度約為3.50m。

（2）滑帶?；瑤镔|(zhì)成分主要為殘積成因的中細(xì)砂(含少量角礫)及含粉質(zhì)黏土角礫。在干旱少雨的情況下，該層物理力學(xué)性質(zhì)相對(duì)較好，多為稍密～中密狀態(tài)；在雨季或突遇強(qiáng)暴雨等工況下，該層為飽和，松散狀態(tài)，其抗剪強(qiáng)度急劇降低。同時(shí)該層作為透水層，在孔隙水壓力的共同作用下，引起其上的土體滑動(dòng)，形成了順層滑坡。

（3）滑床?；仓饕獮闅埛e粉質(zhì)黏土和強(qiáng)、中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，屬微～不透水層，地下水一般沿該層頂面流動(dòng)，為滑坡形成提供了便利條件。

5 滑坡穩(wěn)定分析及滑坡推力計(jì)算

5.1 滑坡穩(wěn)定性分析

5.1.1 地質(zhì)條件

滑坡地段原為一小山包，修建該路時(shí)，對(duì)該小山包進(jìn)行了人工切坡，形成了現(xiàn)在的人工邊坡。坡度約為30°，高差約20m。該地段巖層及由于風(fēng)化不均形成的軟弱結(jié)構(gòu)面視傾角約為20～25°，小于坡面傾角，不利于邊坡穩(wěn)定，易形成沿軟弱結(jié)構(gòu)面的順層滑坡。

5.1.2 天氣因素

長(zhǎng)沙地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)。每年的4～5月是暴雨的多發(fā)期。該滑坡發(fā)生的直接誘因即為突降暴雨，造成大量雨水滲入地下，地下水沿軟弱層滲流，造成地層物理力學(xué)性質(zhì)變化，引起滑坡。

5.1.3 設(shè)計(jì)施工不合理

（1）截(排)水溝。坡頂未設(shè)置有效的截水溝，坡底也未設(shè)置排水溝，造成突遇暴雨時(shí)地表水大量滯留地表，并順透水層徑流，引起該層抗剪強(qiáng)度急劇降低，抗滑力降低引起滑坡。

（2）泄水孔。滲入墻后填土中的水，則應(yīng)將其迅速排出，通常在擋墻下部設(shè)置泄水孔。在泄水孔入口處，應(yīng)用易滲的粗粒材料做反濾層，并在泄水孔入口下方鋪設(shè)黏土夯實(shí)層，防止積水滲入地基不利于墻體的穩(wěn)定。同時(shí)，墻前亦應(yīng)做散水、排水溝，避免墻前積水滲入地基。擋土墻設(shè)置的排水孔未按以上要求施工，作者在現(xiàn)場(chǎng)勘察

期間正值雨季，發(fā)現(xiàn)相鄰擋墻排水孔幾乎沒有水流出，這就導(dǎo)致雨季或遭遇連續(xù)強(qiáng)降雨后，場(chǎng)地內(nèi)有較高的地下水位，正是在地下水的作用下，形成了該滑坡。

5.2 滑坡推力計(jì)算

由滑坡推力計(jì)算評(píng)價(jià)判定滑坡的穩(wěn)定性并為設(shè)計(jì)抗滑工程提供定量指標(biāo)數(shù)據(jù)，按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)有關(guān)規(guī)定，滑坡推力按可傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。

滑坡推力計(jì)算:

式中，Pi，Pi-1分別為第i塊，第i-1塊滑體的剩余下滑力設(shè)計(jì)值，kN，當(dāng)Pi，Pi-1為負(fù)值時(shí)取0；γt為滑坡推力安全系數(shù)；θi為第i計(jì)算條塊底面傾角，(°)；Ti為第i計(jì)算條塊滑體在滑動(dòng)面切線上的反力，kN/m；Ri為第i計(jì)算條塊滑動(dòng)面上的抗滑力，kN/m。φi為第i計(jì)算條塊滑動(dòng)面上巖土體的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值，(°)。

5.3 滑坡推力的計(jì)算結(jié)果

該次計(jì)算的假定工況為將原有擋土墻復(fù)原，堆在人行道上的土清理掉，現(xiàn)地表地形保持不變。按照上述工況、計(jì)算公式和參數(shù)，該次勘察運(yùn)用“理正巖土計(jì)算軟件(V4.5版)”對(duì)3個(gè)已有滑動(dòng)面和2個(gè)潛在滑動(dòng)面進(jìn)行了滑坡推力計(jì)算。

在假定工況下已有滑坡帶滑坡推力大于0，說明該滑坡帶穩(wěn)定系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定數(shù)值1.25，屬于不穩(wěn)定滑坡，必須進(jìn)行治理。

6 滑坡發(fā)展變化趨勢(shì)及危害性預(yù)測(cè)

滑坡發(fā)生后，隨著滑體前緣滑出原滑床，阻滑力增大，重心降低，滑動(dòng)中排出部分地下水，減小了滑帶的孔隙水壓力?；碌陌l(fā)展過程一般有一個(gè)由加速→等速→減速→停止的過程。到了下一個(gè)雨季，當(dāng)遇到大暴雨等極端氣候條件時(shí)，該滑坡有可能重新復(fù)活，產(chǎn)生新的滑動(dòng)，滑塌的土體有可能沖到路上，對(duì)路上的車輛和行人的安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

7 滑坡治理與建議

滑坡治理包括主動(dòng)土區(qū)卸載、被動(dòng)土區(qū)反壓、地下水治理、設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)及加強(qiáng)坡面防護(hù)等措施，在實(shí)際工作中，幾種措施往往同時(shí)采用，是一個(gè)綜合治理工程。

（1）支擋結(jié)構(gòu)。建議采用抗滑樁或格柵梁錨桿支護(hù)擋土墻等支擋結(jié)構(gòu)，對(duì)已垮塌的擋土墻進(jìn)行恢復(fù)。

（2）加強(qiáng)排水。對(duì)坡頂平緩的地貌進(jìn)行修整，讓其形成一定的坡度，防止雨水富集，同時(shí)硬化地面，防止地表水下滲。沿坡頂設(shè)置平行于坡緣線的截水溝，防止坡頂以上的地表水沖刷坡面和沿坡面下滲。對(duì)滑坡體后緣與滑床之間的裂縫進(jìn)行注漿處理，以封堵地表水下滲和提高滑帶土的物理力學(xué)性狀。沿坡腳設(shè)置排水溝，及時(shí)將坡面流下的地表水排走，保護(hù)坡腳。

（3）坡面防護(hù)。對(duì)坡面進(jìn)行修整，清除坡面散落的鋼筋混凝土塊及塊石等，平整后采用混凝土格柵覆綠，保證坡面巖土不直接裸露。

（4）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。宜設(shè)置動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)本滑坡地段及附近地段的支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，預(yù)防類似工程事故的發(fā)生。

（5）安全施工。在進(jìn)行滑坡治理設(shè)計(jì)和施工時(shí)，宜注意施工順序和邊坡治理過程中的安全和穩(wěn)定問題，防止工程事故的發(fā)生。

8 結(jié)語

綜上所述，擋土墻邊坡的安全穩(wěn)定性關(guān)系到建設(shè)工程的質(zhì)量和安全，必須要保證邊坡的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)于邊坡穩(wěn)定性事故，我們一定要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，做好相應(yīng)的巖土勘察，采取有效的治理措施進(jìn)行治理，保證邊坡的穩(wěn)定性，這樣才能同時(shí)提高建設(shè)工程的質(zhì)量，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

[1]邱耿青.探析擋土墻支護(hù)設(shè)計(jì) [J].地球,2013.

[2]李小破.順德金桂花北側(cè)擋土墻邊坡治理研究 [D].中山大學(xué),2010.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-174-1