边坡滑坡稳定性分析及治理措施

张 敏

(贵州省交通规划勘察设计研究院)

1 工程概况

滑坡区原始地貌为单斜缓斜坡地形，自然坡度14°～25°。滑坡分布范围为K55+110～K55+460段，其主滑方向约306°，滑坡沿线路长约350m，主滑方向长约140m。面积约31 600m2，据监测数据显示，滑面一般埋深15～18m，最大埋深约20m，滑体总体积约53万m3，滑体平均厚度约16m，属大型中层滑坡。滑坡体由含碎石粉质粘土及全、强、中风化粉砂质泥岩夹泥岩组成。

2 滑坡形成机理

2.1 地质情况差

该路段右侧坡体覆盖层由坡积成因的含碎石粉质粘土组成，多为可塑状，自然状态下稳定性较差;同时下伏基岩为粉砂质泥岩夹泥岩，受构造影响强烈，节理裂隙很发育，岩体极破碎，岩石极软，力学强度低，遇水极易软化。

2.2 地下水富集

场区整体为一单斜坡地形，地下水及地表水补给范围广，含水层厚度大，隔水层埋藏深，受季节影响小，雨水下渗长期富集，坡体内地下水极为丰富，土体及岩体长期处于饱水状态，抗剪强度降低，为潜在不稳定斜坡。

2.3 诱发因素

坡体本身处于极限平衡状态，路基拉槽开挖卸荷临空，使坡体前部失去约束，减小了坡体的抗滑力，破坏了坡体的自然平衡条件，稳定性降低，坡体在自重作用下向临空面蠕动开裂变形。地下水沿裂缝不断向深部渗透，进一步软化深部岩体，岩体抗剪强度降低。

3 滑坡稳定性极限平衡法分析

3.1 计算模型及计算方法

根据对滑坡的地质灾害勘察成果表明，滑坡为土质滑坡，滑体物质由人工填土和含砂粉质粘土组成，局部夹卵砾石层，滑带以土岩界面为主，滑面呈折线型。相应的计算方法选取折线滑动法(传递系数法，见图1)，计算公式如下

图1 传递系数法计算说明图

式中:Fs为滑坡稳定性系数;ψi为传递系数。Ri为第i计算条块滑体抗滑力，kN/m;Ti为第i计算条块滑体下滑力，kN/m;Ni为第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力，kN/m;ci为第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值，kPa;φi为第i计算条块滑带土的内摩擦角标准值，°;li为第i计算条块滑动面长度，m;αi为第i计算条块地下水流线平均倾角，一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值，°，反倾时取负值;Wi为第i计算条块自重与建筑等地面荷载之和，kN/m;θi为第i计算条块底面倾角，°，反倾时取负值;Pwi为第i计算条块单位宽度的渗透压力，作用方向倾角为αi，kN/m;i为地下水渗透坡降;γw为水的重度，kN/m3;Viu为第i计算条块单位宽度岩土体的浸润线以上体积，m3/m;Vid为第i计算条块单位宽度岩土体的浸润线以下体积，m3/m;γ为岩土体的天然重度，kN/m3;γ'为岩土体的浮重度，kN/m3;γsat为岩土体的饱和重度，kN/m3;Fi为第i计算条块所受地面荷载，kN。

3.2 计算工况的确定

滑坡为不涉水滑坡，属地震烈度Ⅵ度区，计算工况包括:天然工况和暴雨工况。

3.3 计算参数分析与选取

(1)重度

天然工况下地下水位以上取天然重度，地下水位以下取饱和重度，饱和工况下取考虑滑体全饱和，取饱和重度。

(2)抗剪强度参数c、φ值

该滑坡属复活型滑坡，强度指标取值介于直接快剪值与残余值之间。

按上述原则，滑坡在天然工况下稳定系数Fs取值宜在0.95～1.05之间，选取Ⅰ—Ⅰ'、Ⅱ—Ⅱ'两条剖面联合反演求参，(给定粘聚力C或内摩擦角φ，再反求另一值)，反分析计算结果见表1。

表1 反分析计算成果表

根据反算结果，结合试验值综合取值。

(3)地下水

根据滑坡区内水文地质条件，Ⅰ—Ⅰ'剖面由于滑床平缓，易积存在滑体内形成统一地下水位。Ⅱ—Ⅱ'剖面滑床坡度陡，难以在滑体内形成稳定水位，但因滑床位置低，通常为地下水径流区，滑带土呈饱和状。Ⅲ—Ⅲ'剖面滑床坡度大，也无稳定水位。

计算稳定时，Ⅰ—Ⅰ'剖面在天然及暴雨工况下宜考虑地下水作用，抗剪强度参数均取饱和值;Ⅱ—Ⅱ'剖面在天然工况下不考虑地下水作用，暴雨工况下宜考虑地下水作用，抗剪强度参数均取饱和值(天然状态下，作为地下水径流区，滑带土饱和)，Ⅲ—Ⅲ'剖面在天然工况及暴雨工况均不考虑地下水作用，但抗剪强度参数分别取天然及饱和值，暴雨工况下考虑土体饱和影响。

(4)地表荷载

Ⅰ—Ⅰ'剖面条石堆载高度普遍为3.50m，考虑条石间空隙，按22kN/m3计，荷载3.5×22=77(按 75kN/m2取值)，Ⅱ—Ⅱ'、Ⅲ—Ⅲ'剖面基本无堆载，不考虑地表荷载。计算参数综合取值见表2。

表2 稳定性计算参数取值表

3.4 稳定性综合评价

在天然工况下，滑坡稳定系数0.95～1.14，即滑坡大部分仍处于不稳定状态，局部停止滑动，而在暴雨工况下，滑坡处于不稳定～欠稳定状态。

3.5 滑坡发展变化趋势及危害性预测

滑坡部分稳定性低，目前仍处于强变形阶段，随着滑坡的变形破坏，逐步牵引后部边坡的变形，在暴雨条件下，还可能产生大规模滑动。

4 滑坡治理措施

4.1 排水工程

为了防止水对边坡的冲刷，在第三级平台设置排水沟，共长230.0m;坡口线外的裂缝必须采用粘土进行封闭，防止地表水从裂缝中侵入滑体内，工作量由现场有关方面据实计量。

4.2 工程措施

(1)支挡

在路基中线右侧48.85m处，即第三级平台设置全埋式抗滑桩。抗滑桩设计。

A型抗滑桩长21m，共8根，截面尺寸3m×4m，桩间距7m;

B型抗滑桩长20m，共6根，截面尺寸2m×3m，桩间距6m;

C型抗滑桩长18m，共12根，截面尺寸1.8m×2.4m，桩间距6m。

(2)清方及坡面防护

对边坡进行局部清方减载，并且在第三级平台设计一个6m的平台，便于抗滑桩的施工。边坡防护第一级坡率为1∶1，采用框架锚杆护坡，第二、三级坡率为1∶1.25采用喷播植草灌护坡，第四级坡率为1∶1.5，采用植香根防护绿化。

(3)回填反压

为了防止边坡滑坡进一步的发展和施工抗滑桩过程中安全，在已经开挖的路基中采用回填反压。此方案已经在紧急会议中形成了纪要，并且要求立即进行施工。

4.3 滑坡监测

滑坡治理工程应有机地结合滑坡监测工作进行，在滑坡治理过程中及实施治理工程后一定时间内，均需加强对滑坡体的变形监测，在滑坡周界及滑坡体内建立有效的监测网点，在指派专业技术人员开展滑坡变形监测，做有效预警预报，确保运灰路工程的施工安全及运行安全。

5 结语

综上所述，边坡的边坡稳定性分析与防护加固是工程建设的重要环节，其关系着工程的建设与安全运行，是影响工程进度和投资的关键因素，因此必须结合工程特点，提出相应的边坡稳定性分析与防护加固方案，最后综合考虑施工方法和经济条件，选择便于实施的加固治理方案。

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