邊坡巖土工程的治理方案與建議

聶建義

（湖南省煤田地質(zhì)局第二勘探隊(duì)，湖南 株洲 412000）

邊坡安全對保障工程和下游居民生命財(cái)產(chǎn)安全有重要意義，為保證邊坡的穩(wěn)定性，需要從巖土工程勘察入手，掌握邊坡實(shí)際狀態(tài)、評價(jià)邊坡穩(wěn)定性、確定邊坡穩(wěn)定性影響因素，然后據(jù)此制定合理可行的治理方案。

1 邊坡概況

象石南安樂點(diǎn)邊坡位于株洲縣淥口鎮(zhèn)，由第四系和石炭系地層組成，現(xiàn)場勘查場地標(biāo)高為51.39～80.65 m，場地地形坡度較大，最大相對高差為29.26 m。本次勘察為象石南安樂點(diǎn)邊坡工程。

按《巖土工程勘察規(guī)范》 （GB 50021—2001） （2009修訂版） 和《邊坡工程技術(shù)規(guī)范》 （GB 50330—2013） 劃分，該邊坡相對高差位于15～30 m之間，破壞后果很嚴(yán)重，邊坡工程安全等級為一級；組成邊坡的巖土體種類較多，強(qiáng)度變化較大，均勻性差，巖體結(jié)構(gòu)破碎，且含有多層軟弱夾層，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，邊坡工程勘察等級為一級。

2 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)及影響因素

2.1 穩(wěn)定性評價(jià)

從現(xiàn)場勘察結(jié)果可知，坡頂與中間有4條拉張裂縫，縫長13～36 m，部分縫寬超過1 m，下錯高度可以達(dá)到0.3 mn，特別是后緣處f3與f4裂縫，有著明顯的變形情況，裂縫可以為降雨后雨水的滲入提供通道；并且在強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r層當(dāng)中，存在軟弱夾層，在遇水之后產(chǎn)生泥化，使力學(xué)強(qiáng)度大幅降低。通過對邊坡變形特征進(jìn)行的綜合分析，可知這一邊坡目前具有顯著宏觀變形特征，部分已產(chǎn)生剪切破壞，但破壞面并未貫通，從整體上看，邊坡欠穩(wěn)，處于蠕動變形的狀態(tài)。然而，受長期降雨影響，該邊坡的整體穩(wěn)定性會不斷降低，直到進(jìn)入不穩(wěn)定的狀態(tài)，產(chǎn)生滑動破壞，詳情見圖1。

圖1 邊坡變形裂縫

2.2 穩(wěn)定性影響因素

2.2.1 巖土體性質(zhì)

邊坡由角礫土、強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖與泥灰?guī)r三部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)比較松散且節(jié)理裂隙發(fā)育，同時(shí)，還含有若干軟弱夾層，在遇水后產(chǎn)生泥化，使力學(xué)性能變差，降低抗剪強(qiáng)度。另外，邊坡地表上裂縫發(fā)育，雨水可通過裂縫進(jìn)入到軟弱層，將軟弱層泥化，逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，使力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)一步降低，最終引起邊坡變形和失穩(wěn)。

2.2.2 地形特征

對邊坡進(jìn)行開挖后，其坡度保持在35°～55°范圍內(nèi)，邊坡上部較陡，坡度超過45°，由于巖土體大面積裸露，使軟弱帶發(fā)生塑流變形有了臨空面的支持。邊坡頂部地形雖然平緩，但容易形成積水，短時(shí)間無法排走，造成入滲。

2.2.3 降水

降水對邊坡穩(wěn)定性有很大影響，尤其是持續(xù)降水與強(qiáng)降水。該邊坡所在地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年降雨充盈，暴雨與持續(xù)降雨均頻繁。伴隨地表水不斷入滲，于軟弱層大量富集，導(dǎo)致巖土體處于飽和狀態(tài)，自身抗剪強(qiáng)度大幅降低，影響邊坡整體穩(wěn)定。

2.2.4 人為活動

該邊坡范圍內(nèi)人為活動以邊坡開挖為主，邊坡的開挖改變了原始地貌，切坡后使斜坡的變形有了臨空面支持，坡體自身應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)，削坡后沒有采取有效防護(hù)措施，導(dǎo)致邊坡逐漸失穩(wěn)。

通過以上分析可知，該邊坡發(fā)生的變形破壞主要受巖土體自身性質(zhì)與地形條件影響因素控制，同時(shí)，降水的入滲及切坡是邊坡整體穩(wěn)定性主要影響因素。

3 邊坡治理

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

邊坡工程安全等級為一級，穩(wěn)定安全系數(shù)取1.35；設(shè)計(jì)工況按一般工況考慮；工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)暴雨強(qiáng)度按50年一遇考慮，工程設(shè)計(jì)使用年限50年；具體的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1、表2所示。

表1 巖土參數(shù)建議值

表2 地層巖性參數(shù)建議值

3.2 治理方案與建議

目前，邊坡變形集中在后緣，失穩(wěn)集中在1號與6號剖面線之間，潛在的失穩(wěn)方向?yàn)?58°，寬84 m左右，縱向長70 m左右，最大厚度14 m左右，以推移式滑坡為最終的破壞方式。根據(jù)勘察成果和現(xiàn)場的實(shí)際情況，并結(jié)合邊坡變形具有的特點(diǎn)，決定采取以下治理方案：截排水溝+坡面修整+抗滑樁+擋土墻+坡面綠化+監(jiān)測工程。

3.2.1 截排水溝

考慮到降雨對邊坡穩(wěn)定性有很大影響，故在邊坡頂部、中間臺階、邊坡表面和邊坡底部均布置截排水溝，利用截排水溝減小邊坡表面巖土體受雨水的沖刷，并減少雨水的入滲。

3.2.2 坡面修整

修整上部較陡的邊坡表面，以降低整體的坡度，并對邊坡頂部存在的裂縫實(shí)施回填，避免雨水通過裂縫向下入滲。

3.2.3 抗滑樁

考慮到邊坡有很大的潛在失穩(wěn)厚度，而且變形集中在后緣，在后緣會產(chǎn)生很大推力，故在邊坡中間臺階處設(shè)置抗滑樁，將其作為邊坡的支擋結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)穩(wěn)定性。

3.2.4 擋土墻

在邊坡底部增設(shè)擋土墻，用于防止下部巖土體產(chǎn)生變形破壞。

3.2.5 坡面綠化

對直接裸露的邊坡表面做生態(tài)防護(hù)處理，這樣能在減小雨水沖刷的同時(shí)，恢復(fù)邊坡自然生態(tài)并美化工程。具體措施為在邊坡表面種植易于存活和生長，而且能起到固土作用的植物。

3.2.6 監(jiān)測工程

其目的在于了解邊坡在施工與運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的變形及變形特征，從而判斷邊坡是否保持穩(wěn)定，以保證安全，并及時(shí)作出正確的預(yù)報(bào)預(yù)警，檢驗(yàn)防治措施是否有效，最終為今后的防治工作積累經(jīng)驗(yàn)。

3.3 注意事項(xiàng)

（1） 在邊坡支護(hù)方案編制中應(yīng)做好巖土工程設(shè)計(jì)，并以施工圖設(shè)計(jì)文件為依據(jù)編制合理可行、切實(shí)有效的施工組織設(shè)計(jì)。

（2） 開工前合理安排施工順序，保證施工順利、有序、安全進(jìn)行。

（3） 邊坡加固要在邊坡底部建筑施工前完成，對邊坡進(jìn)行加固治理時(shí)，應(yīng)做好應(yīng)急預(yù)案，制定有效安全措施。

（4） 邊坡施工與使用時(shí)，應(yīng)對所有影響邊坡穩(wěn)定性的因素進(jìn)行嚴(yán)格控制，不可隨意對邊坡坡腳進(jìn)行開挖，同時(shí)開挖應(yīng)分層進(jìn)行，做好每一層的支護(hù)。另外，不可在邊坡頂部大量堆載，并防止地表水下滲，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。

（5） 建立有效的邊坡變形監(jiān)測系統(tǒng)，對邊坡發(fā)生的變形予以實(shí)時(shí)監(jiān)測，以動態(tài)掌握邊坡實(shí)際情況，從而采取針對性處理措施。

（6） 支護(hù)施工開始前與進(jìn)行時(shí)封閉邊坡周圍所有場所，設(shè)置隔離設(shè)施，保障施工安全。

（7） 由于邊坡中各巖土層在遇水后容易軟化，所以在加固時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮有水鉆探的方法。

（8） 待邊坡加固治理結(jié)束后，在使用期內(nèi)加強(qiáng)長期觀測，掌握邊坡動態(tài)，以保障人員安全。

4 結(jié)語

（1） 該邊坡目前整體欠穩(wěn)，隨著降雨不斷進(jìn)行，將進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生滑動破壞。

（2） 邊坡穩(wěn)定性受巖土體性質(zhì)、地形特征、降水、人為活動等因素影響，其中，降雨后雨水入滲與人為活動的切坡是主要因素。

（3） 針對該邊坡實(shí)際情況，建議采用截排水溝、坡面修整、抗滑樁、擋土墻、坡面綠化、監(jiān)測工程相結(jié)合的治理方案。