烈士陵園邊坡變形特征及治理工程設(shè)計(jì)

高鳳春，曾劍峰

烈士陵園邊坡變形特征及治理工程設(shè)計(jì)

高鳳春，曾劍峰

（四川省一一三地質(zhì)工程有限公司，四川 瀘州 646000）

在對(duì)烈士陵園邊坡地質(zhì)環(huán)境綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過鉆探揭示坡體地質(zhì)情況和穩(wěn)定性特征，并利用室內(nèi)試驗(yàn)成果，采用圓弧滑動(dòng)法進(jìn)行分析計(jì)算2種工況下邊坡的穩(wěn)定性，最終對(duì)烈士陵園邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，并提出治理工程設(shè)計(jì)方案。

邊坡特征；穩(wěn)定性分析；治理工程設(shè)計(jì)

烈士陵園邊坡主要受連續(xù)降雨作用導(dǎo)致邊坡整體穩(wěn)定性降低，局部發(fā)生變形破壞，邊坡體后緣明顯下錯(cuò)臺(tái)階（垂直錯(cuò)距0.5～2m，水平最大錯(cuò)距約0.5m），后緣及滑體上分布有大量拉張裂縫，裂縫整體與邊坡走向一致。前緣土體剪出使已支護(hù)的抗滑樁發(fā)生變形；沖出的土體將前緣的建筑物掩埋3層樓高。

1 邊坡特征

1.1 邊坡基本形態(tài)特征

邊坡原始地貌分區(qū)屬于淺丘地貌，微地貌為南高北低的傾斜地形。邊坡走向約為45°～50°，總長度77m，坡高23m，坡度較陡，約30°～50°。為挖方形成的土質(zhì)邊坡，前緣已進(jìn)行抗滑樁擋土墻支擋，平面形態(tài)基本為一直線，但已發(fā)生變形破壞，該邊坡破壞后果很嚴(yán)重，依據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》第3.2.1條，確定邊坡工程安全等級(jí)為一級(jí)。

由于邊坡在2017年6月8日暴雨后，上覆土體發(fā)生明顯滑塌現(xiàn)象，至7月9日部分已支護(hù)的抗滑樁發(fā)生明顯變形破壞，局部出現(xiàn)剪斷，樁頂冠梁也發(fā)生變形，抗滑樁之間不斷有水夾帶泥沙流出，樁間擋土墻后形成空腔；前緣土體將建筑物掩埋3層樓高；邊坡后緣烈士陵園內(nèi)的涼亭基礎(chǔ)被掏空，局部發(fā)生拉裂破壞。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

勘查區(qū)地處四川盆地東部，四川大地構(gòu)造單元揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)拗川東陷褶、瀘州褶東的三角莊背斜穿過該區(qū)。

邊坡場地位于瀘州市敘永縣蓬萊路鄰近烈士陵園區(qū)域，該場地位于鳳凰山向斜南，三角莊背斜北，巖層產(chǎn)狀較平緩，呈單斜狀，傾向340°，傾角10°。巖體風(fēng)化裂隙呈不規(guī)則網(wǎng)狀主要發(fā)育在淺部強(qiáng)風(fēng)化帶中，延伸短，多被泥質(zhì)充填。據(jù)對(duì)附近基巖露頭調(diào)查，構(gòu)造裂隙發(fā)育程度低。

1.3 坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

邊坡區(qū)場地土層從上到下：

素填土（Q4ml）淺紫紅色，厚0.50～4.30m，松散-稍密狀，粘性土為主，含少量砂巖、泥巖塊石。

粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）褐色或黃褐色，厚5.10～8.10m，稍有光澤，韌性中等，干強(qiáng)度中等，褐色段含較多碎石。結(jié)構(gòu)較松散，土層的透水性較好。

含碎石粘土（Q4al+pl）下部黃色粘土稍濕，厚度0.50～6.00m，可塑-軟塑狀，切面光澤，干強(qiáng)度及韌性中等；容易形成相對(duì)隔水層。

淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）灰黑色-深灰色，厚0.80～14.30m，稍濕，流塑-軟塑狀，可聞見臭氣味，以粉質(zhì)粘土為主，粘土次之，并含有少量有機(jī)質(zhì)。后兩者透水性差。

下伏侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2）砂質(zhì)泥巖層和砂巖層。厚-中厚層狀，塊狀構(gòu)造或條帶狀構(gòu)造，分為兩個(gè)亞層：

強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層：節(jié)理及裂隙發(fā)育，厚度為0.70～6.10m，中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層節(jié)理及裂隙較發(fā)育，厚1.40～6.90m。

中風(fēng)化砂巖層：青灰色，成分為長石、石英等礦物，含少量暗色礦物，厚-中厚層狀，塊狀構(gòu)造，節(jié)理及裂隙發(fā)育，鉆探揭示最大厚29.30m。

1.4 邊坡穩(wěn)定性影響因素

邊坡穩(wěn)定性主要受邊坡形態(tài)、巖性、降雨等因素影響：

邊坡形態(tài)：邊坡整體坡度較陡，約30°～50°，后緣為陡坎區(qū)，前緣抗滑樁懸臂段10m，局部發(fā)生傾斜或折斷。邊坡總高度23m，上覆土層較厚，穩(wěn)定性變差。

地層巖性：坡體土層主要組成物質(zhì)為素填土、粉質(zhì)粘土、粘土以及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，素填土與粉質(zhì)粘土為水敏性土層，遇水后土體自重增加、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角急劇降低，粘土以及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土又組成了隔水層，邊坡地下水補(bǔ)給速度超過排泄速度，孔隙裂隙充水，在逐漸增大的靜、動(dòng)水壓力下，坡體發(fā)生變形破壞。

降雨：持續(xù)降雨或短時(shí)暴雨滲入邊坡將降低邊坡體力學(xué)參數(shù)，降低邊坡的穩(wěn)定性。

2 邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

2.1 邊坡穩(wěn)定性定性分析

受連續(xù)強(qiáng)降雨影響，坡體內(nèi)素填土層以及含碎石粉質(zhì)粘土層飽水，下部黃色粘土以及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土又形成相對(duì)隔水層，受斜坡前緣及中部支擋結(jié)構(gòu)影響，坡體地下水不能及時(shí)排泄，在自重增加、力學(xué)性質(zhì)降低的情況下從而造成坡體土層的物理力學(xué)性質(zhì)急劇降低，土體結(jié)構(gòu)遭受破壞，坡體內(nèi)部水壓力急速增大，坡體發(fā)生變形破壞，前緣支擋結(jié)構(gòu)被破壞，斜坡土體發(fā)生滑移。

滑坡后緣拉裂縫十分發(fā)育，有利地下水入滲，在強(qiáng)降雨作用下極易再次滑動(dòng)，滑坡后壁因卸荷作用也極易產(chǎn)生變形破壞，并發(fā)生牽引式滑坡，對(duì)坡腳半山半島國際花園兩棟新建建筑物及坡頂烈士陵園造成威脅。邊坡前緣變形見圖1。

圖1 烈士陵園邊坡前緣變形特征

2.2 邊坡穩(wěn)定性定量分析

本邊坡為土質(zhì)邊坡變形破壞，采用圓弧滑動(dòng)法計(jì)算。

（1）計(jì)算方案選取

滑坡變形之后的基本情況為：在天然狀態(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，坡體存在緩慢的向坡腳蠕動(dòng)的狀態(tài)。根據(jù)勘查期間鉆孔地下水位長觀記錄，天然狀態(tài)下，滑坡滑帶土均位于地下水位以上，滑帶土處于非飽和狀態(tài)，不考慮水壓力。

經(jīng)綜合分析該邊坡土體特征，根據(jù)坡體現(xiàn)狀，本次選定天然狀態(tài)評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性。

（2）計(jì)算剖面選擇

根據(jù)邊坡特征和定性分析，遵循選取最不利邊坡穩(wěn)定的剖面進(jìn)行（2-2’和3-3’剖面）。

（3）計(jì)算參數(shù)選取

根據(jù)本次勘查室內(nèi)試驗(yàn)成果，結(jié)合邊坡實(shí)際情況并類比鄰近同類工程經(jīng)驗(yàn)，邊坡計(jì)算參數(shù)選取見表1。

表1 邊坡土體重度和抗剪強(qiáng)度參數(shù)建議

（4）計(jì)算結(jié)果

通過對(duì)選定計(jì)算方法、剖面選取及參數(shù)確定，對(duì)邊坡選定剖面在天然工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2。

按照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs≥Fst時(shí)邊坡穩(wěn)定，1.05≤Fs≤Fst時(shí)邊坡基本穩(wěn)定，1.00≤Fs≤1.05時(shí)邊坡欠穩(wěn)定，F(xiàn)s≤1.00時(shí)邊坡不穩(wěn)定。該邊坡安全等級(jí)屬于一級(jí)邊坡，按照永久性邊坡一般工況其邊坡穩(wěn)定性系數(shù)Fst≥1.35時(shí)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。故該建筑邊坡在天然工況下為不穩(wěn)定邊坡，在飽和工況下亦為不穩(wěn)定邊坡，應(yīng)進(jìn)行治理。

2.3 邊坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)邊坡定性（袁磊等，2020；陳世龍等，2020；李雙江等，2020）分析，斜坡在雨期中已發(fā)生明顯變形，現(xiàn)邊坡體變形仍在繼續(xù)；根據(jù)定量分析，邊坡在天然工況為不穩(wěn)定邊坡，在飽和工況下亦為不穩(wěn)定邊坡。

表2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表

2.4 邊坡發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測

邊坡中上部拉裂縫十分發(fā)育，有利地下水入滲，在強(qiáng)降雨作用下極易再次滑動(dòng)，坡體滑動(dòng)后，滑坡后壁因卸荷作用也極易繼續(xù)產(chǎn)生變形破壞，并發(fā)生牽引式滑坡，對(duì)坡腳半山半島國際花園兩棟新建建筑物及坡頂烈士陵園造成威脅。

3 治理措施及分項(xiàng)設(shè)計(jì)

3.1 治理原則

為控制影響邊坡穩(wěn)定性的主導(dǎo)因素，使邊坡保持穩(wěn)定，邊坡治理應(yīng)與城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)、安全、施工方便的前提下，結(jié)合場地特點(diǎn)，因地制宜、講求實(shí)效。

3.2 治理措施

（1）拆除邊坡原有抗滑樁擋土墻。原有抗滑樁擋土墻已嚴(yán)重變形破壞，考慮邊坡地形條件有限，須將原有的抗滑樁擋土墻拆除，重新設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)。

（2）支擋工程：采用雙排支護(hù)樁支擋，樁頂設(shè)冠梁，采用理正軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。邊坡坡頂先進(jìn)行雙排樁支護(hù)后，沿斜坡從上至下分段放坡，放坡坡率按1∶1.20，再進(jìn)行坡腳雙排樁施工。坡腳原有樁板墻施工中應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待，建議坡腳雙排樁施工完后再拆除。

邊坡坡頂變形下錯(cuò)后緣位置設(shè)置雙排樁，單樁長度35m并配筋；坡腳位置設(shè)置雙排樁，單樁長度約18～20m并配筋。支護(hù)樁斷面直徑為φ1.0m，樁間距2.0m，樁排距2.0m，嵌固深度不小于8.0m（且進(jìn)入中風(fēng)化基巖不小于4.0m）。坡腳共設(shè)兩排60根支護(hù)樁，坡頂兩排共36根，矩形布置，支護(hù)樁采用旋挖鉆孔灌注樁。坡腳支護(hù)樁樁間設(shè)置擋土板，擋土板上豎向間距1.50m設(shè)置泄水孔。

（3）擋土墻：坡頂雙排樁樁頂設(shè)置重力式擋土墻，對(duì)后緣土層進(jìn)行反壓，長度約27m，擋土墻采用理正軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。擋土墻高度2.5m，墻頂寬0.4m，墻體面坡坡率為1∶0.30，墻背直立，基礎(chǔ)與樁頂冠梁、連系梁相連，采用C25塊石砼澆筑，墻背回填土料選用透水性較強(qiáng)的土夾石。

（4）截排水工程：邊坡范圍原來無排水系統(tǒng)，考慮烈士陵園的整體規(guī)劃和美觀，坡面除種植花園外，地面均采用水泥地面封閉。經(jīng)過對(duì)當(dāng)?shù)刈畲蠼涤炅亢蛥R水面積等綜合考慮，坡腳設(shè)計(jì)排水溝截面尺寸50cm×50cm，驗(yàn)算過程略。

圖2 治理工程平面圖

水溝基槽采用人工開挖，溝壁采用C25混凝土澆筑，厚度為20cm。水溝根據(jù)現(xiàn)場地形條件設(shè)置，應(yīng)與場地內(nèi)及周邊其他排水系統(tǒng)連接，保證排水通暢，其排泄坡度不小于0.5%。

3.3 治理后穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

邊坡治理后穩(wěn)定性結(jié)果見表3。

根據(jù)建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范第5.3條《邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)》表5.3.1中邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)規(guī)定，采用上述綜合治理方案之后（圖2、圖3）邊坡穩(wěn)定。

圖3 治理工程3-3’剖面圖

4 工監(jiān)測設(shè)計(jì)

本工程應(yīng)當(dāng)遵循“信息化設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)法施工”的原則。施工工程中加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測、監(jiān)督管理，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)向相關(guān)單位反饋，并采取相應(yīng)措施對(duì)邊坡進(jìn)行妥善處理。

（1）施工監(jiān)測：在施工過程中對(duì)邊坡位移和裂縫進(jìn)行全過程監(jiān)測，派專人專職每天進(jìn)行巡查、觀測，并做好記錄；

（2）竣工監(jiān)測：竣工后應(yīng)對(duì)邊坡變形進(jìn)行監(jiān)測，在邊坡頂部布置不少于3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，觀測邊坡的變形情況；

竣工驗(yàn)收后對(duì)治理工程進(jìn)行不少于2年的監(jiān)測期，并做好記錄備查。監(jiān)測時(shí)應(yīng)選擇好基準(zhǔn)點(diǎn)，并作好記錄，重要標(biāo)記要長期保護(hù)。

表3 邊坡治理后穩(wěn)定性計(jì)算表

5 工程效益

烈士陵園邊坡已經(jīng)嚴(yán)重變形破壞，嚴(yán)重影響和威脅坡頂威脅烈士陵園及坡腳新建小區(qū)住宅樓，治理該邊坡起到了消除隱患和減少經(jīng)濟(jì)損失的積極作用。同時(shí)，工程治理可改善烈士陵園環(huán)境條件，使烈士陵園環(huán)境變得更加美觀。

袁磊，吳煥恒，邱恩喜．2020．峨邊縣新聲后山不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性分析和治理工程設(shè)計(jì)[J]．四川地質(zhì)學(xué)報(bào)．40(1)：112-118．

陳世龍，郭偉，陳亞婷，張濤，劉曉欽．2020．川東某場鎮(zhèn)后山滑坡發(fā)育特征與機(jī)理分析[J]．四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，40(1)：119-124．

李雙江，鄧榮貴，李鑫．2020．廣安市高邊坡特征及穩(wěn)定性分析[J]．四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，40(3)：487-490．

Deformation Characteristics of Slope of A Revolutionary Martyrs’ Cemetery and Design of Its Control Project

GAO Feng-chun ZENG Jian-feng

(The 113rd Geological Engineering Company Limited of Sichuan Province, Luzhou, Sichuan 646000 )

Stability ofslope of a revolutionary martyrs’ cemetery is calculated by the arc sliding calculation method on the basis of geological investigation and drilling as well as laboratory test results. And a control scheme is put forward.

slope deformation characteristics; stability calculation; control scheme.

P642.22

A

1006-0995（2021）04-0645-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.04.020

2021-01-19

高鳳春（1987— ），女，四川成都人，水工環(huán)工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治

曾劍峰（1987—），男，四川樂山人，水工環(huán)工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治