四川巴中南龛斜坡变形体推力计算与治理方案优化

朱怀斌（中冶成都勘察研究总院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

四川巴中南龛斜坡变形体推力计算与治理方案优化

朱怀斌
（中冶成都勘察研究总院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

摘要：本文主要通过对四川巴中南龛斜坡的破坏特征，以及斜坡变形的形成机制还有斜坡形成的主导诱发因素的探索，并且在此基础之上，对已有的滑动面进行了确定，确定数目为2个，并且对潜在的活动面进行了判断，在判断的过程中进行了详细的推力计算，通过计算，基本确定了治理设桩的具体为止，并且对此问题你定了一个综合的治理系统，同时对如何治理该种情况拟定了一个具体的方案，以达到四川巴中南龛斜坡变形体的治理方案的优化。

关键词：斜坡变形破坏；推力计算；治理

斜坡变形破坏是指天然斜坡或者人工边坡在各种动力作用下，外部形态或内部结构产生变化以致发生严重位移破坏的现象。崩塌和滑坡是斜坡变形中相对急速或规模较大的特殊形式，因此常给人类造成危害，成为地质灾害。此外，还有一些发展速度相对较为缓慢或规模较小的斜坡变形位移，如错落、剥石和岩土体蠕动等，它们虽然有时也对人类造成危害，但一般比较轻微。引起斜坡变形位移的主要动力因素是重力作用，此外还有风化剥蚀作用、地表水侵蚀作用、地下水潜蚀溶蚀作用以及地震活动、人类活动等。斜坡破坏的危害在一定程度上影响了周边居民的生活甚至生命质量，因此对斜坡变形的治理很有必要。

图1　南龛斜坡主剖面图

一、南龛斜坡的情况简介与治理必要性

南龛斜坡的具体位置在四川省巴中市城南1km处。近20年来，由于几次自然灾害的影响，该地区的斜坡变形破坏的情况日益严重。1998年夏天遭受30年一遇的暴雨，暴雨致使该地区斜坡上许多地段出现了地面裂缝，民房也有开裂情况发生，公园里的围墙都塌了，许多的游乐设施由于受这场大雨的影响被毁，造成了直接的经济损失，也跟人民的生活造成了影响，甚至威胁到了人民的生命安全，这次降雨引起斜坡破坏的范围南北长约1km，东西宽80m~200m。在此之后，2000年夏季的持续降雨，在更深的程度上对此地区的斜坡变形造成了影响，破坏情况加剧了，范围了扩大了，这次降雨引起的斜坡变形破坏致使光辉公路被毁，民房开裂情况加剧。

二、南龛斜坡变形地区的地质条件以及成因分析

1地质条件

南龛斜坡呈NE—SW向展布，为平缓坡台状浅丘地貌。下伏基岩为苍溪组（K1c）长石砂岩和紫红色含粉砂质泥岩，具层状结构，地层缓倾山内（如图1所示），倾角一般为6°~8°。斜坡变形破坏发生的主要地点在斜坡腰间的第四系崩坡积物。这段崩坡积物厚度为1.15m~16.3m，平均厚度为5 m~8m，地质为块碎石土，块碎石为长石砂岩，土体为粉质粘土、粘土，多为饱和状态，浅部为硬塑，深部为可塑至软塑，抗剪强度低，属中—高压缩土。

2斜坡变形破坏的成因分析

形成斜坡变形破坏的物质基础就是该斜坡的可塑—软塑的土体以及全、强风化的基岩面；在斜坡前缘，有些破变形破坏的主要发生条件，即为较陡坡面的坡度，这个较陡坡度会导致蠕滑拉裂；导致产生斜坡变形破坏的主要诱发因素就是降水。如遇上暴雨天气，在其作用之下，会有剪切面扩展贯通的情况发生，形成多级潜在的滑动面，致使坡体出现大量裂缝。对其进行地质力学模式归纳，结果为属于溜滑—蠕滑—拉裂型。

三、滑体推力计算

1滑体推力的计算方案

滑体推力计算的主要对象是斜坡变形破坏情况严重的区域的主剖面，根据以往的勘测资料记录，分写确定了已经发生剪切破坏的滑动面2个，定期额推断出有5个潜在的可能发生破坏的滑动面，在已经被确定的2个滑动面中，第一个滑动面属于浅层滑动面（编号为A），其具体位置在娱乐场地的东边，这个华东面的剪出口的位置是公园公路内侧的堡坎底脚；第二个滑动面属于斜坡前缘松散堆积体沿基岩面产生的溜滑体滑动面（编号为B）；剩下的五个滑动面（编号分别为C、D、E、F、G）的分析是基于对SJ6勘探竖井资料的查阅以及分析，对地面变性破坏特征进行分析，除此之外，还分析了土体工程的地质特征以及物理力学性质，确定其为潜在的可能发生变形破坏的滑动面（软弱面），这些主要能代表变性破坏极为严重的区域，其主要位置为公园娱乐场所的中部以及其前缘坡体。

2荷载组合以及计算参数

进行推力计算时，截取滑体单位宽度为1m。根据统计资料显示，公园的游乐设施的荷载以30kN/㎡垂直荷载进行计算.在荷载组合以及涉及安全系数的取值方面，具体如下：

①上浮载荷+自重+地下水的浮托力，该处的地下水浮托力指的是天然的地下水位，取Kt=1.15；

②上浮载荷+自重+地下水的浮托力，在该处的地下书的浮托力指的是暴雨情况下的地下水位，取Kt=1.02。在计算参数选取方面，计算中所用的饱和重度、土体的天然重度，均为威力力学实验结果的平均值，在具体取值上，饱和重度为19.95kN/m3，天然重度为20.03 kN/m3，浮重度为9.8 kN/m3。滑带土的抗剪强度指标（C、Φ值）主要是以反算结果为主3，并且结合了室内物理力学实验的结果还有一些经验性的数据类比等等过程，最后进行综合分析确定。在反算时，假设稳定系数K=0.96~1.00，最末条块的滑体推力为零，在求出临界状态时滑带土的抗剪强度指标（C、Φ值）所采用的方法是传递系数法。

表1　天然状态下各滑面条块推力计算的结果（kN/㎡）

3计算结果

计算时采用的方法、模型、荷载组合以及计算参数，均为以上描述。在应用程序的选取上，采用了TRAN. COEFICENT程序进行计算，现将各滑体条块的推力计算结果显示见表1 和表2。

四、治理方案

该工程的重点范围是公园娱乐场地。长约160m，宽为80m。为了保证公园内平台以及内侧公路还有围墙处坡体的安全，在考虑地质地形，决定在围墙处设置一排抗滑桩工程。所以，采用后排组化工程进行治理，在公园公路内侧现有的下级堡坎位置布设人工挖孔抗滑中长桩， 拟定设桩处滑体推力200kN/㎡，设计桩数为23根，桩间距6.0m，桩截面为1.25m ×1.75m，桩长15m，受荷段长10m，锚固段长5m ，锚固段伸入基岩，把现有的下级堡坎全部撤除，重新在桩间修建桩间墙。对其继续拧可行性分析：锚固段伸入基岩，技术上更加安全可行，对前排桩的安全更加有利；为了公园的美观，把现有的下级堡坎全部撤除清掉，重新在桩间修建桩间墙，是非常有必要的。

表2　暴雨状态下各滑面条块推力计算结果（kN/㎡）

结语

综上所述，以上为四川省巴中市南龛斜坡变形体治理工程的全部内容，包括推力计算以及整治方案，该工程建成之后，可以保护价值1亿元的建筑物和设施，7000余人的人身安全，工程的整治效益十分显著。工程全面实施完成后，斜坡灾害将得到有效控制，改善了四川省巴中市人民的生活、娱乐、休闲环境，社会效益、经济效益、环境效益十分显著。

参考文献

[1]唐晓松，郑颖人，邱文平．多排抗滑桩治理工程的有限元设计计算与优化[J]．防灾减灾工程学报，2011（10）．

[2]邸海燕．黑河水库引水洞上部滑坡的稳定性分析及防治[J]．重庆建筑，2011 （07）．

中图分类号：P642

文献标识码：A