雞西機(jī)場延長跑道段沖溝邊坡穩(wěn)定性分析及治理方案研究

王航

摘要：通過對雞西機(jī)場一期滑坡及 2018 年滑坡原因進(jìn)行分析，揭示了富水地層軟弱滑帶是機(jī)場滑坡的主要因素，為延長跑道邊坡穩(wěn)定性分析及治理對 策提供技術(shù)參考。跑道延長段著眼于處理順坡高填軟弱滑移帶處理，分別設(shè)置三種工況，采用簡化 bishop、瑞典條分法、簡布法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，得?出其安全系數(shù)，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)將軟弱地基清除、并將自清表后原地面填筑山皮石至設(shè)計標(biāo)高下 6m 的方案可以有效的提高填筑體及地基的整體穩(wěn)定性，滿足 《民用機(jī)場巖土工程設(shè)計規(guī)范》的要求。

關(guān)鍵詞：沖溝邊坡、延長跑道、穩(wěn)定性分析

引言

雞西興凱湖民用機(jī)場一期建設(shè)，因深厚飽和黏性土下覆軟弱夾層引發(fā) 跑道南側(cè)填筑體及地基深層剪切滑動。2018 年在其東側(cè)，循環(huán)凍脹加之粉 土填筑體飽和引發(fā)淺層蠕變推移式滑坡帶【1】。

機(jī)場擬實(shí)施跑道向西端延長 500m。結(jié)合《勘察報告》，延長跑道橫跨 陡壁、順傾沖溝，東幫為機(jī)場一期隨棄回填土，形成橫穿道面影響區(qū)～土 面區(qū)～邊坡穩(wěn)定影響區(qū)的楔形順傾填筑體，處理不當(dāng)易造成跑道側(cè)移，影 響空防安全。文中將以《勘察報告》為基礎(chǔ)，結(jié)合一期既有滑坡及其東側(cè) 淺層滑坡的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提出延長跑道段沖溝邊坡的治理方案，切實(shí)保證機(jī) 場運(yùn)行安全。

1 一期滑坡及其 2018 年滑坡原因分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1.1 一期滑坡原因分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

2008 年，該段邊坡填筑體塌陷下沉、向坡腳處滑動、坡腳隆起，邊坡 頂部出現(xiàn)近垂直裂縫，裂縫最寬處 30～50cm、最窄處 2～5cm，滑塌面積 約 11500m2，滑塌體積 4.7～4.9 萬 m3。坡頂處下沉約 11 m、坡腳處土體隆 起高度約 6 m。經(jīng)過分析，②-2 粉質(zhì)黏土軟弱夾層在瞬時快速填筑加載條 件下出現(xiàn)整體剪切破壞，產(chǎn)生推移滑動。隨后采用了在邊坡穩(wěn)定影響區(qū)打 設(shè)碎石樁，放緩坡率的方案，實(shí)現(xiàn)了邊坡穩(wěn)定。

1.2 2018 年滑坡原因分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

產(chǎn)生滑坡原因主要有以下二個：（1）飽水填筑體在循環(huán)凍融下作用下，在凍結(jié)面下 1.5m 形成軟弱隔水飽和帶，誘發(fā)滑動。（2）粉粘粒含量較高、 毛細(xì)作用較強(qiáng)的填筑體遇水軟化，抗剪強(qiáng)度迅速降低。治理方案采用強(qiáng)基：將原填筑體清除后，邊坡穩(wěn)定影響區(qū)采用 2m 厚山皮石穩(wěn)定基礎(chǔ)，原有填筑水層，坡腳設(shè)置擋土墻。整體來看，采用了強(qiáng)基、排水方案。

2 延長跑道段沖溝處邊坡穩(wěn)定性分析及治理方案制定

2.1 地貌及地質(zhì)概況

跑道南側(cè)沖溝順坡填筑邊坡，坡頂?shù)狡履_最大高差達(dá) 22.5m，該處局部 原地面坡度為 20%。南部沖溝位于填方區(qū)，填筑后構(gòu)成一個新填方體，與 其東側(cè)的一期棄土區(qū)形成楔形填方體。楔形填方體沿跑道方向長度可達(dá) 500m，基本與跑道延長段長度相當(dāng);垂直于跑道方向?qū)挾瓤蛇_(dá) 200m。跑道 延長段位于楔形填方體的頂部。地層分布見表 2.1-1。

2.2 邊坡穩(wěn)定性計算

沖溝區(qū)域需要采用“強(qiáng)基、排水、優(yōu)填筑”的方案。道面影響區(qū)考慮 A321 荷載以及道面均布荷載，采用 bishop 分析法，分別考慮正常以及暴雨 情況，場地的抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計基本地震加速度為 0.05g，不再考 慮地震情況。結(jié)合地表腐殖土、粘性土、細(xì)砂清除情況以及填料情況，并 考慮全風(fēng)化砂巖地基浸水下形成飽和滑動帶，考慮以下幾種工況：

工況一：將腐殖土清除，填筑場內(nèi)挖除風(fēng)化料，地基土留存部分黏性 土

工況二：將腐殖土、粘性土、細(xì)砂清除，填筑場內(nèi)挖除風(fēng)化料

工況三：工況二基礎(chǔ)上，自清表后原地面填筑山皮石至設(shè)計標(biāo)高下 6m，然后填筑封層填土至設(shè)計標(biāo)高。

按照《民用機(jī)場巖土工程設(shè)計規(guī)范》（MH/T 5027-2013）【2】 的有關(guān)規(guī)定，填筑體及地基整體穩(wěn)定性暴雨情況下安全系數(shù)不小于 1.25，正常工況不小 于 1.35。本次計算分別采用簡化 bishop 法、瑞典條分法、簡布法計算邊坡 安全系數(shù)。

體外棄后，采用水穩(wěn)定性較好的土體填筑，填筑體中間增設(shè) 0.5m 厚碎石排經(jīng)過計算，可以發(fā)現(xiàn)：

1、由于工況一在地基下留存部分抗剪強(qiáng)度較差的黏性土層，易在填筑 體與地基之間形成遇水軟化層，邊坡穩(wěn)定系數(shù)小于《民用機(jī)場巖土工程設(shè) 計規(guī)范》（MH/T 5027-2013） 的要求，工況二，將抗剪強(qiáng)度較低的黏性土等 清除，雖然可以提高安全系數(shù)，但由于急傾順坡填筑坡體采用場內(nèi)回填料 填筑，抗剪強(qiáng)度低，在填筑體中形成滑帶，安全系數(shù)不滿足要求。工況三 不僅將場內(nèi)強(qiáng)度較弱的地基土挖除，填筑體采用山皮石填筑，可以有效的 提高填筑體與地基的整體穩(wěn)定性。

2、從表 2.1.2 可以看出，簡化 bishop 法比瑞典條分法安全系數(shù)高、簡布法安全系數(shù)最小，但采用三種計算方法可以相互印證計算結(jié)果的精確性。

3、綜合各因素，推薦工況三作為設(shè)計方案。

3 結(jié)論

將軟弱地基清除、并將自清表后原地面填筑山皮石至設(shè)計標(biāo)高下 6m 的方案可以有效的提高填筑體及地基的整體穩(wěn)定性，形成疏水帶，提高安 全系數(shù)，滿足《民用機(jī)場巖土工程設(shè)計規(guī)范》的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張克利.基于強(qiáng)度折減有限元法的三維邊坡穩(wěn)定性與破壞模式分析 [D].大連：大連理工大學(xué)，2011.