不稳定边坡抗滑设计及具体措施探讨

摘要：某边坡工程场地地质环境条件较差，边坡变形区在强降雨、地表水冲刷、及人类工程活动等诸多不利因素影响下，有产生较大规模滑动的可能。根据边坡影响因素和滑坡形成机制分析，研究设计出支挡、人工截水沟、挡土墙、排水沟等等一系列治理方案和措施。以期对今后同类工程设计作参考。

关键词：边坡；工程设计；挡土墙；污水池；措施

1.边坡工程概况

某不稳定边坡总体坡度约为30°-60°，前部坡度达40°～50°，现状坡比在1：1～1：12之间。前缘高程6930M-7400M，后缘为住宅楼建设场地地面整平标高，约8100M，高差约310M-1170M，在本次的设计段边坡的高差为3-7M，边坡已开裂，处于不稳定状态，一旦发生大规模边坡下滑，将直接威胁小区居民的生命、财产安全，并影响边坡外缘居民正常的生产及生活（实地照片见图1）。

通过对边坡所在区位的地理地质环境大量调查、现场勘察、计算、分析与评价，对边坡地理地质情况稳定性有了充分的了解，综合整个场区，整个自然边坡处于不稳定状态，对周边居民及农作物存在危险性威胁，需进行治理。

2.治理工程设计

2.1治理工程方案总体设计

考虑到场区的地质环境条件，为消除该区段地质灾害安全隐患，治理工程以前緣坡进行支挡措施为主，而在边坡上缘开挖人工截水沟。前缘支挡拟采用重力式挡土墙，并在墙前布设排水沟，挡土墙长度5153m，截水沟、排水沟总长度约331米。

2.2治理工程分项设计

（1）挡土墙设计

在前缘坡布设挡墙，使坡体稳定。挡墙结构设计为重力式挡土墙。基本沿自然地形布设，以减少开挖及征地工程量。该挡土墙为居民小区内挡土墙，因无超重型车辆要求，设计荷载采用qk=30kPa。

挡土墙设计为重力式，基础埋置深度不小于20m；挡墙拟布设泄水孔，泄水孔水平距离2m，垂直距离2m，呈梅花状布设，斜度为5%，泄水孔采用φ100PVC管，在进水口反滤层下部用粘土夯实；挡土墙每隔10m设置伸缩缝，缝宽20mm，缝中填塞沥青麻筋；不同高度断面处需设置沉降缝，缝宽20mm，缝中填塞沥青麻筋。本工程设计为C20混凝土挡土墙。墙背回填要分层施工，压实要求不小于95%，回填时不要损坏墙背反滤层，保证泄水孔的通畅。

（2）污水池设计

本次污水池工程设计拟修建在场地西侧，用于储存居民区地表水及居民生活废水。污水池北面、南面、西面池壁采用开敞式梯形结构，采用同一尺寸，污水池注满水澄清后在往外排放，污水池深25m，宽约10米，长约40m，可储存污水1000m3。

北面、南面、西面池墙尺寸为：顶宽04m，底宽08m，墙高25m，基础埋深06m。

池底采用C20混凝土，厚度为120mm，底设垫层100mm，底板铺设φ8钢筋，保护层厚度30 mm；污水池内设置上下梯级台阶，台阶宽120m，高250m；池顶设护栏，护栏高度180m。

因东面边坡坡高约10米，如采用与其他三面相同尺寸的池壁不满足抗滑移及稳定性要求，故东面采用挡土墙形式。

为了增大挡土墙的抗滑力，拟在东面挡土墙底板采用冲击取土钻孔灌注桩基础，桩径350mm，有效桩长8m，经计算单桩水平承载力为6581kN。

（3）排（截）水沟设计

本次地表排（截）水工程设计拟在挡土墙上、墙前、边坡后缘，形成完善的整个坡体排水系统，以将边坡区内的大气降水最大程度地导入西侧的污水池中，减少大气降水渗入边坡体内软化滑带。

工程布置

水管采用直径为100mmPVC排水管，厚度32mm，坡度5%，间距2000×2000mm，排水管内侧采用土工布包裹，以防堵塞施工时需做好滤水层，泄水孔应保持直通无阻。

排水沟采用明挖沟槽，横断面采用矩形结构，排水沟500mm×500mm，高05m，排水沟采用C20混凝土。

（4）围墙

场地西侧拟修建1米高围墙，采用梯形结构，围墙顶04m，底08，高10m，基础埋深07m，采用C20混凝土。

基础开挖时土基槽应进行翻夯处理，深度不小于40cm。

（5）围栏

由于污水池深度较大，为避免当地村民及畜养牲畜不慎从高处掉落水池，保障人民群众生命和财产安全，拟在污水池墙顶及围墙顶安装公路护栏网。护栏网选择18×30m规格，安装护栏网总长度约223m，施工时采用预埋件（或预埋立杆），预埋深度50cm以上，然后进行护栏网安装。

挡土墙顶部围栏（防护栏）由业主自行安装，高度应不小于150m。

（6）反滤包

为了保土、排水挡土墙墙背做反滤包用300-400g/m2反滤土工布，1-4mm石屑，20mm碎石，防水土工布，夯实粘土。

3.主要施工方法及基本要求

本次工程主要为挡土墙、污水池及排水沟工程，主要涉及机械土石方开挖及混凝土等方面的施工。

3.1挡土墙施工

3.1.1在施工前的精准测量放样后进行基础施工

（1）基槽清挖：采用人工清挖并严格按放样控制线进行挖掘。表土层和回填层挖完后，岩层部分用破碎机探打基岩至基槽设计基底标高。待基槽挖至设计基底标高后进行基底倒坡清探。基槽清理完后报请监理工程师及业主代表到现场验槽、送检。

（2）对基槽土质应保持干燥，雨天基槽内积水应随时排除，对受浸泡的基底土应全部予以清除，并换以好土回填，以碎石（砾）石夯填至设计标高。

（3）挖基时如发现与设计不符的软弱地基，承载力不满足设计要求时应通过设计进行变更设计程序，采取措施后方可施工。

（4）基趾部埋入深度和襟边距离应同时符合设计要求。

（5）采用倾斜地基时，应按设计倾斜挖槽，不宜用填补法筑成斜面。

在岩体破碎或土质松软，有水地段，宜选择分段集中施工。

3.1.2挡土墙体浇筑与分段设置伸缩缝

（1）浇筑墙体基础前，将基底松软土清除干净，然后再拼装模板，模板安装每层按18m高度进行拼装，搭设钢管脚手架进行加固校正，模板安装校正完后，经验收合格后立即进行混凝土浇筑，浇筑混凝土时注意振捣，不能漏振；混凝土浇筑完时，混凝土表面要采用木砂板砂毛，以便上层浇筑时接口；混凝土每层浇筑高度按模板拼装高度进行浇筑。

（2）挡墙基础浇筑完后即进行墙身浇筑，墙身模板施工按基础模板安装进行施工。在进行模板校正加固时，墙身内应按设计要求安放Φ100PVC塑料管当泄水管用，鉴于本挡土墙单层浇筑混凝土量较大且高度较高，在模板加固时，需用Φ14钢筋从塑料管内穿过，两端固定在模板外的脚手架上，作加固用。

（3）在基槽验收合格后立即封基，封基定位放样后开始组织基础模板支撑施工。

（4）沿着挡土墙边搭设双排脚手架，搭设高度，高出挡土墙12m。

（5）本分项工程采用商品混凝土，在砼浇筑前应提前对安装设备进行调试，调试完毕后并进行检测便于砼浇筑时一次性成功。

（6）砼浇筑施工时应做好施工记录、同时做好砼试件抽取并作好记录。砼试件频率不低于规范要求，每一个台班应抽取1-2组砼试件或200m3取1组以上。

（7）墙身模板安装时预先用墨汁弹出墙身下底宽度线，便于模板安装时使用；弹出底边线后应立即对墙身前后坡面搭设样架坡面线，模板支撑安装时严格按已搭设好的样架坡面线进行拼装；为了加强模板的整体性和牢固性在模上纵横向每隔1m加设一根Φ14横向拉杆；在沉降缝处支模时应预先把沉降缝的泡沫塑料板安装固定好使其缝能从下至上整体断开；模板安装时架管应采用双层脚手架其纵横间距不能大于1m；每一次拆模时要保留已浇筑砼的模板有一米高度不能拆，便于下次支模更能顺接，同时尽量减少第二次浇筑时的水泥浆下渗到已浇筑好了的砼墙面上。

（8）模板支撑高每模不超过20m（含预留高度），再次浇注必须插直径为Φ8的三级钢筋，长200mm，每段每天砼浇筑高度不超过20m，结合面凿毛，剔除浮浆及松动石子，冲洗干净。

（9）砼浇筑时严格按要求及相关规范执行，原材料严格按规定进场，配合比严格按设计配合比执行。

（10）砼模板拆除后应立即组织工人进行洒水养护，一定要让砼慢慢的浸透。

（11）挡土墙按设计要求应分段浇筑，按设计要求10m间距留置20mm宽伸缩缝，缝成直线，伸缩缝内采用沥青麻筋填充密实，伸缩缝表面采用油膏灌缝；挡墙外墙面按设计要求按1：03的斜面进行施工，内墙面1：1的坡度自支摸浇筑砼，为此可设立临时标准样架作准绳，使墙面顺直整齐。

（12）砼检验每200m3取样不少于一次，同一配合比的砼总取样数量不少于三次。

3.1.3回填用料与泄水孔设置

（1）混凝土挡墙浇筑后7天，待强度达到80%后即可进行墙身背后回填，分层夯实，密实度大于94%，墙后填料中的树皮，草根等杂物应清除干净。

（2）挡土墙身在进行回填过程中，必须随时掌握浇筑到一定高度后按设计要求尺寸位置设置泄水孔，并在进水孔墙背做好反滤防渗隔水设施，排水孔口设置反滤包。

（3）泄水孔间距2m×2m，上下排交错布置，呈梅花型布置，孔内预埋φ100mmPVC排水管，最下面一排泄水孔出口应高出地面20cm以上；墙内PVC管应在支模时安装好并进行定位；墙背进水口处管道应伸出墙体5-10cm，在进水口处管口采用反滤包。

3.2污水池

施工程序分為：地基处理、池墙浇筑、池底建造、池墙再继续浇筑到顶、防护栏预埋件、附属设施安装施工等部分。

（1）地基处理。施工前应首先了解地质资料和土壤的承载力，并在现场进行坑探试验。如土基承载力不够时，应根据设计提出对地基的要求，采取加固措施，如扩大基础，换基夯实等措施。

（2）池墙浇筑。按图纸设计要求放线，严格掌握垂直度、坡度和高程。池墙浇筑时，要预埋（预留）进、出水管（孔），出水管处要做好防渗处理。防渗止水环要根据出水管材料或设计要求选用和施工。

（3）池墙采用C20混凝土，底板采用钢筋网片铺设，底板厚度120mm，铺设垫层100mm。当钢筋网片铺设完成时再进行混凝土浇筑。采用C20混凝土，浇筑厚度不小于120mm，依次推进，形成整体，一次灌筑完成，表面要求密实、平整、光滑。池底施工程序：池壁浇筑到池底段时，开始进行污水池底板施工，分底土处理、垫层、钢筋网片铺设、混凝土浇筑等环节。

3.3排水沟

地表排水沟的施工顺序为：放线整平→沟槽开挖→沟体砌筑→砂浆摸面→养护。

（1）按设计要求确定轴线，然后按设计图纸尺寸、高程，量定开挖基础范围，再进行施工，开挖地基，进行修建。

（2）开挖土方基坑时，必须留够稳定边坡，以防滑塌。对松软土层，应尽量挖除。重要的大落差跌水陡坡地基，还应夯压加固处理。

（3）填方基础，必须按规定尺寸分层夯实，达到设计要求，并做必要的土样测试检验。

（4）排水沟应尽可能平顺，要求沟底满足坡度要求，不得出现反坡，断面不小于设计断面，以便排水通畅。必要时可采用沟底加厚垫层或局部浅层开挖方式来确保排水沟沟底纵坡。

（5）排水沟砌筑前应单独进行分项基础验收。

（6）排水沟采用C20混凝土，浇筑厚度底部不小于120mm，侧壁不小于120mm。

4.总结

该类工程施工应遵循“信息法”施工，勤监测，勤巡视，及时反馈信息，并根据信息指导施工。另外，场区挡土墙工程施工应实行由业主成立指挥部为直接领导，下设项目经理部的管理方式，且指挥部受质量管理相关部门的管理和监督。

根据投资概算，本工程总投资与投入产出比表明该治理工程经济效益十分明显，在工程治理后，环境得到改善经济效益是十分明显的。通过该边坡治理工程的实施，改善了生态环境、稳定社会、促进当地经济发展和人民群众安居乐业，发挥巨大效益。

作者简介：赵菊花（1987.2-），女，本科学历，水工环工程师，现主要从事地质勘察、基础工程、地质灾害治理工作。