某邊坡工程穩(wěn)定性分析及加固設(shè)計探討

孫天增 蘇駿

【摘要】邊坡穩(wěn)定性分析是合理采用加固技術(shù)的關(guān)鍵，論文采用普通條分法和畢肖普法（bishop法）對某邊坡工程進(jìn)行穩(wěn)定性計算分析，得出該邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)不滿足要求，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，提出了抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行聯(lián)合支擋的加固處理措施，取得了良好的加固效果。為類似工程的穩(wěn)定性分析和處治措施提供參考。

【關(guān)鍵詞】 邊坡；穩(wěn)定性分析；加固

邊坡穩(wěn)定性分析是巖土工程的一個重要內(nèi)容。邊坡穩(wěn)定性分析方法很多，不同的方法有一定的適用條件又各具特點， 實際工程中根據(jù)具體的邊坡地質(zhì)條件選用合理的穩(wěn)定性分析方法至關(guān)重要。 本文采用普通條分法和畢肖普法（bishop法）對某邊坡工程進(jìn)行穩(wěn)定性分析，在此基礎(chǔ)上，對該邊坡工程提出了加固處理措施，為類似工程的穩(wěn)定性分析和加固處理提供參考。

1邊坡穩(wěn)定性分析方法

極限平衡法由于其簡單易行是目前邊坡穩(wěn)定性分析的常用方法，其基本出發(fā)點是將邊坡滑體簡化為剛性體，對每一個潛在的滑動面，在一系列簡化假定后，用力系平衡或能量守恒求得沿該滑動面的安全系數(shù)，用安全系數(shù)對邊坡安全性進(jìn)行評價。目前工程中常用的極限平衡法有：畢肖普法（Bishop法）、傳遞系數(shù)法、普通條分法（又稱Fellenius法）、簡布法（Janbu法）、楔形體法、Spencer法、Morgensten-Price法，以及Baker-Garber臨界面法等。極限平衡法簡單直觀，在邊坡工程中積累了豐富的經(jīng)驗，評價結(jié)果比較符合實際，因而在實際工程中應(yīng)用廣泛。

2 工程概況

某邊坡坡長約110.0米，寬約45.0米，高約31.0米，邊坡走向大體呈南北偏西向，坡向西南，坡角約 。為土質(zhì)邊坡，邊坡場地巖性主要由殘積土及強(qiáng)風(fēng)化砂巖組成，上部地段為薄層人工填土，經(jīng)雨水及氣候作用，已發(fā)生大面積塌方，嚴(yán)重危及位于坡腳處的建筑物安全。根據(jù)該邊坡工程現(xiàn)場勘探結(jié)果，各土層特征分述如下：

（1）人工填土：灰黃色，主要為邊坡挖土?xí)r臨時堆填而成，由粉質(zhì)粘土組成，欠固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散。厚度介于0.80～5.50米，平均3.21米。

（2）第四系殘積層

砂質(zhì)粘性土：棕黃色，由砂巖風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)可辨，稍濕，硬塑。采取原狀土樣2件，土工試驗物理力學(xué)性質(zhì)主要指標(biāo)平均值為：w=22.9%；e=0.708；IL=0.08；a1-2=0.30MPa-1；Es=6.60MPa。厚度介于2.50～6.50米，平均4.00米。

（3）炭質(zhì)砂巖：紫灰色，巖芯呈堅硬土狀，遇水易軟化。厚度介于18.6～31.6米，平均24.15米

邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)見表1。

3.1 Fellenius法（普通條分法）

按照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330—2013）的判別標(biāo)準(zhǔn)，本邊坡工程的安全等級為一級，一般條件下邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)要求大于1.3。此邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)不滿足要求，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，需要進(jìn)行加固處理。

4邊坡支護(hù)方案及處治措施

根據(jù)現(xiàn)場勘探，邊坡已完成的地質(zhì)災(zāi)害為滑坡。分析了邊坡失穩(wěn)的成因，主要是由于自身的不穩(wěn)定和坡面巖土體長時間在地表水的浸潤及沖刷下引起的。因此對邊坡的治理主要應(yīng)從邊坡穩(wěn)定性和水體疏排上考慮。

根據(jù)場地工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、場地周邊環(huán)境和工程永久性的特點，本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟的原則，從工程造價、工期、施工可行性等方面綜合考慮決定采用如下方案進(jìn)行支護(hù)。

1）對邊坡進(jìn)行放坡，共分三級，其中第一級坡高6.9m，坡度為1：1.5；第二級坡高11.5m，坡度為1：1.2；第三級坡高最高為12.9m，坡度為1：1.5。三級邊坡間分別設(shè)置馬道，寬度4～5m不等。

2）在第二級馬道上設(shè)置抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支擋，其中抗滑樁采用φ1200人工挖孔樁，樁間距2.5m，樁長10.0m；樁芯混凝土為C25，護(hù)壁混凝土為C20。樁頂設(shè)冠梁，截面尺寸800mm（高）×1200mm（寬），C25混凝土澆注。

預(yù)應(yīng)力錨索采用3束7φ5強(qiáng)度為1860MPa鋼絞線，錨索長25.0m，自由段長7.0m；錨索孔直徑150mm，傾角20°；錨索設(shè)計軸向拉力值300kN，鎖定值200kN。

3）對放坡后坡面上設(shè)置錨桿+噴錨掛網(wǎng)進(jìn)行加固。錨桿桿長為6～12.0m，錨筋為HRB335Φ25鋼筋；錨孔直徑為130mm，錨桿入射角為15°。

噴錨面層采用雙層雙向鋼筋網(wǎng)φ6.5@200×200，加強(qiáng)筋為2根HRB335Φ16鋼筋；面層混凝土厚150mm；噴射混凝土強(qiáng)度等級C20。

4）在坡腳設(shè)置毛石擋墻，擋墻高3.8 m、頂寬1.0m，底寬2.5m，埋深0.8m。墻面坡比1：0.3，擋墻采用MU30毛石、M7.5砂漿砌筑，墻面用M10砂漿勾縫及抹面。

5）邊坡坡頂設(shè)置截水溝，坡底及放坡平臺上設(shè)置排水溝，坡面修筑跌水槽，排水溝均采用毛石砌筑，其中坡頂排水溝尺寸為800mm（底寬）×1200mm（頂寬）×800（高）；坡底排水溝尺寸為600mm（寬）×600mm（高）；馬道排水溝尺寸為400mm（寬）×400mm（高）；坡面跌水槽尺寸設(shè)置為600mm（寬）×600mm（高）。排水溝內(nèi)的水排入場地排水系統(tǒng)。

5 主要結(jié)論

（1）極限平衡法雖已廣泛用于邊坡穩(wěn)定性分析， 但也存在種種不足， 在實際工程中應(yīng)充分聯(lián)系實際情況， 并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗， 使邊坡穩(wěn)定分析方法更加優(yōu)化。

（2）采用普通條分法和畢肖普法（bishop法）對某邊坡工程進(jìn)行穩(wěn)定性分析，在此基礎(chǔ)上，對該邊坡工程提出了加固處理措施，該邊坡工程采用上述加固方案后已歷經(jīng)三年多時間，至今邊坡未出現(xiàn)失穩(wěn)變形等現(xiàn)象，表明該加固方案的應(yīng)用是可行的，可以為類似工程地質(zhì)條件下的其他邊坡加固工程提供參考。

（3）邊坡處治是一項龐雜的系統(tǒng)工程，直接影響著工程的安全、環(huán)保、美觀、經(jīng)濟(jì)等重要指標(biāo)，要求工程技術(shù)人員在工程實踐中嚴(yán)格相關(guān)執(zhí)行規(guī)范，不斷改進(jìn)設(shè)計方法和施工工藝。

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