漳永高速公路某高邊坡穩(wěn)定性分析及綜合治理方案

周秋容

（福建省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察研究院，福建 漳州 363000）

1 工程概況

本邊坡工程位于福建省龍巖市漳平市官田鄉(xiāng)東北部的漳永高速公路坪山村段，邊坡長(zhǎng)約160m，高約8～39.20m，坡度約45°～50°。該坡體坡面上生態(tài)植被覆蓋面積減少，加上連年降雨，目前該邊坡個(gè)別地段處于不穩(wěn)定性狀態(tài)，嚴(yán)重威脅過(guò)往車(chē)輛及附近居民安全。因此，需對(duì)該邊坡進(jìn)行綜合治理工作。

2 邊坡工程地質(zhì)情況

2.1 地形地貌

本邊坡工程位于福建省龍巖市漳平市官田鄉(xiāng)東北部的漳永高速公路坪山村段，丘陵地帶分布較廣泛。坡頂植被多為毛竹林、桉樹(shù)，基巖裸露情況較少。

2.2 氣象水文

本邊坡工程所在地區(qū)為海撥507m的丘陵地區(qū)，氣候偏潮濕，雨量較為充沛，年內(nèi)降雨分布不均勻，強(qiáng)降雨多集中在7～9月?？碧狡陂g邊坡附近未見(jiàn)有地表水體分布。

2.3 水文地質(zhì)條件

據(jù)周邊踏勘調(diào)查和前期詳勘資料，本工程主要以凝灰熔巖為基巖，覆蓋層多為殘坡積土層，滲透性較差，不利于降雨的及時(shí)排泄，容易受降雨量、水文因素的影響。在強(qiáng)降雨的情況下，易造成了較大的水位差，形成較大的靜水壓力，影響邊坡的穩(wěn)定性[1-2]。

3 邊坡失穩(wěn)有關(guān)因素分析

3.1 邊坡有關(guān)特征

據(jù)周邊現(xiàn)場(chǎng)踏勘，本工程的坡度較陡、防護(hù)工程尚未完善，頂部排水溝尚未制作。該邊坡有一定程度的變形及裂縫，邊坡頂有3條比較大的裂縫，坡面多處局部出現(xiàn)小規(guī)模崩塌，甚至出現(xiàn)了雨水沖刷錨索混凝土框架錯(cuò)落、下部土體已掏空以及三級(jí)階平臺(tái)雨水沖刷崩塌、掏空的情況。

勘察時(shí)期，受臺(tái)風(fēng)“海貝思”帶來(lái)的暴雨影響，加劇了坡體和裂縫的變形程度，導(dǎo)致原有裂縫增長(zhǎng)增寬，且出現(xiàn)新的裂縫，同時(shí)加大了坡體后緣的裂縫錯(cuò)落高度。邊坡局部現(xiàn)狀詳見(jiàn)圖1～圖4。

3.2 滑坡成因分析

據(jù)據(jù)周邊踏勘調(diào)查和前期詳勘資料分析，該邊坡主要由下列原因造成滑坡：

（1）坡面植被人為破環(huán)嚴(yán)重，植被保護(hù)水土、防治水土流失的作用大大削弱，起不到防護(hù)作用；

（2）邊坡坡度較陡，穩(wěn)定性較差，在坡面植被少、降雨等條件下邊坡自穩(wěn)能力差；

（3）該區(qū)域雨量較為充沛，強(qiáng)降雨較集中，工程的基巖透水性較差，不能及時(shí)排泄，且邊坡頂部的排水溝尚未制作，造成大量雨水滲透，靜水壓力上升，大大降低邊坡的穩(wěn)定性；

（4）因高速公路建設(shè)需要，坡底大型車(chē)輛活動(dòng)較多，增加了動(dòng)荷載，嚴(yán)重破壞了邊坡的原有穩(wěn)定狀態(tài)。

綜上所述，該邊坡由于自然因素與人為因素導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，并有持續(xù)加重的趨勢(shì)，須引起足夠的重視并采用相應(yīng)的治理方案[3-4]。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)本邊坡地質(zhì)分布特征以及坡體失穩(wěn)的發(fā)展趨勢(shì)綜合分析，最終得出主滑動(dòng)方向，如圖5所示。結(jié)合巖土體節(jié)理裂隙面的發(fā)展特征，選用圓弧滑動(dòng)法來(lái)計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013（附錄A 第A.0.2 條）[5]，計(jì)算公式如下所示：

按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013 的第5.3.2 條，一級(jí)邊坡在一般工況下邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)FST=1.35，通過(guò)圖5剖面（飽水工況下）進(jìn)行反演計(jì)算滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)[5]。

殘坡積土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)采用原狀土樣室內(nèi)試驗(yàn)飽水快剪指標(biāo)，全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)參考福建省地方標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》DBJ 13-84-2006表5.3.8-2[6]，結(jié)合反演計(jì)算的結(jié)果，邊坡各層位滑動(dòng)面的抗滑參數(shù)取值詳見(jiàn)表1。

表1 邊坡各巖土體抗滑參數(shù)表

地下水水位以上的各條塊自重根據(jù)各巖土體的平均天然重度進(jìn)行計(jì)算，地下水水位以下的則采用其浮容重進(jìn)行計(jì)算。

依據(jù)地形地貌、巖土層結(jié)構(gòu)以及邊坡后緣的裂縫發(fā)育特征分析，在圖5剖面上推測(cè)3個(gè)可能滑動(dòng)面（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），其穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。

分析表2 數(shù)據(jù)可知，在自然工況下，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ推測(cè)滑動(dòng)面的穩(wěn)定系數(shù)Ks分別為1.20、1.36、1.56，在自然工況下局部處于基本穩(wěn)定；然而在飽水工況下，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ推測(cè)滑動(dòng)面的穩(wěn)定系數(shù)Ks分別為0.81、0.89、1.02，邊坡處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)，須引起足夠的重視并采用相應(yīng)的治理方案。

表2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算表

5 邊坡的防治

根據(jù)上述邊坡穩(wěn)定性分析，結(jié)合該邊坡滑坡的特點(diǎn)及其發(fā)育特征，建議采取“抗滑樁+排水工程+坡腳擋墻+削坡減載+噴錨+監(jiān)測(cè)”的綜合治理方案（設(shè)計(jì)計(jì)算所需參數(shù)詳見(jiàn)表3）。

表3 邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表

坡腳采用抗滑樁進(jìn)行支擋，樁型建議采用沖、鉆孔樁，以散體狀強(qiáng)風(fēng)化巖為樁端持力層，樁長(zhǎng)應(yīng)該通過(guò)計(jì)算確定。

由于該工程的巖土透水性較差，降雨入滲及沖刷對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響大，應(yīng)減少降雨因素對(duì)邊坡的影響。首先應(yīng)確保坡面的穩(wěn)固，及時(shí)填補(bǔ)坡面上的裂縫與局部崩塌；其次應(yīng)做好雨水的排導(dǎo)工程，設(shè)置頂部排水溝、坡面泄水孔，確保雨水能夠及時(shí)排出，不產(chǎn)生積水；最后，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)化坡面上植被的綠化工作，防止人為砍伐、破壞[4]。

為了減少滑坡體上的荷載，按規(guī)范規(guī)定的坡率對(duì)抗滑擋土墻以上土石方進(jìn)行削坡減載。施工過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，施工完成后應(yīng)對(duì)滑坡區(qū)進(jìn)行清坡處理及植被綠化，避免因不規(guī)范施工重新引起滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。邊坡開(kāi)挖坡率殘坡積土取（1∶1.25）～（1∶1.50），全風(fēng)化巖?。?∶1.00）～（1∶1.25），強(qiáng)風(fēng)化巖取（1∶0.75）～（1∶1.00）。

由于坡體強(qiáng)風(fēng)化巖節(jié)理裂隙發(fā)育，厚度較大，存在不利結(jié)構(gòu)面，因此在邊坡中上部采用錨桿或錨索進(jìn)行加固，滑坡嚴(yán)重地段應(yīng)該采用邊坡預(yù)應(yīng)力錨索穿過(guò)其滑動(dòng)面并埋置進(jìn)堅(jiān)固地層，以增強(qiáng)坡體的整體穩(wěn)定性。

工程施工期間以及施工結(jié)束后，應(yīng)按規(guī)范對(duì)深部土體變形及滑坡位移變化等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，做好安全事故應(yīng)急措施，保證施工期間邊坡的穩(wěn)定及安全。

同時(shí)，邊坡治理期間應(yīng)對(duì)坡面進(jìn)行規(guī)范、有效的防護(hù)，坡頂嚴(yán)禁耕作，防止?jié)仓喔葷B入坡體，使地基土浸水?dāng)_動(dòng)，導(dǎo)致土體強(qiáng)度下降。

6 結(jié)論

本邊坡工程安全等級(jí)為一級(jí)，滑坡防治工程級(jí)別為Ⅱ級(jí)。通過(guò)本次勘察，基本查明該邊坡的特征要素及其發(fā)展趨勢(shì)，在自然工況下，滑動(dòng)面穩(wěn)定系數(shù)在1.20～1.56之間，局部處于基本穩(wěn)定；但在飽水工況下，滑動(dòng)面穩(wěn)定系數(shù)基本小于1.00，邊坡處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)。建議采取“抗滑樁+排水工程+坡腳擋墻+削坡減載+錨桿或錨索+監(jiān)測(cè)”等綜合治理措施，實(shí)現(xiàn)坡面卸載、阻滑、排水、綠化，大大提高滑坡的穩(wěn)定性，防止再次更大規(guī)?；?，保護(hù)過(guò)往道路施工車(chē)輛、行人的生命財(cái)產(chǎn)安全。

在全面開(kāi)展治理施工期間應(yīng)對(duì)邊坡變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用信息化施工法，隨時(shí)掌握滑坡動(dòng)態(tài)，合理安排施工順序，確保施工期邊坡穩(wěn)定安全并采取合理的應(yīng)急處置措施。綜合治理施工結(jié)束后，仍應(yīng)在一定時(shí)期內(nèi)按照規(guī)范對(duì)邊坡巖土體進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。