某边坡稳定性评价分析及治理

向天兵 程芸

1.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司；2.云南建投第一勘察设计有限公司

1 引言

边坡的变形破坏、滑移失稳一直是危害工程建设的一大问题，严重时更会危害生命安全。边坡失稳受多种因素影响，如岩土体类型、地形地貌、地质构造、地下水、地震和人类活动等[1-2]，下雨往往又是诱发边坡坍塌、坡体滑移、边坡变形的重要因素。边坡稳定性分析与评价方法主要是定性方法和定量方法，定性方法主要有自然历史分析法、工程类比法和图解法，定量方法主要有极限平衡法和数值分析法。在稳定性分析和评价的基础上，还要根据工程实际情况，提出加固支护、排水等方面的综合治理措施[5]。

云南省昆明市某大型工业厂房西南两侧边坡在连续暴雨后，发生多处滑塌，为保证边坡及邻近建、构筑物的安全，需针对边坡的稳定性开展专项勘察、稳定性评价并提出治理方案。

2 工程概况

2.1 基本情况

项目范围为厂房南侧及西侧的边坡，其中西侧边坡距离厂房3m～5m，坡高约20m，长47m～55m，边坡坡度40°～70°；南侧边坡距离厂房5m～8m，坡高13m～18m，长约42m，边坡坡度80～90°。边坡工程安全等级为一级。

2.2 研究思路

通过地质调查、钻探、探槽、岩土取样试验、原位测试等手段，查明场地边坡范围内岩土的分布情况及其特征、工程地质及水文地质条件。通过计算分析评价边坡现状的稳定性，提出合理的治理措施和建议。

2.3 勘察工作方案

本次勘察属边坡专项勘察，在边坡范围内布设钻孔13个，探槽14个。设计钻孔深度为15m～25m，钻孔间距6m～17m，设计探槽深度为2m～3m，探槽间距11m～17m。

3 地质调查与分析

3.1 区域地质概况

工程场地位于长虫山山麓的斜坡地带，处于小江断裂带与普渡河-西山断裂带之间相对稳定的地块上，场地所在区域地壳稳定性划分为次不稳定区（Ⅱ2区）相对稳定地块。

3.2 场地地质条件

拟治理边坡地貌上处于长虫山山麓的斜坡地带，地势总体上由北向南东缓倾。现地面相对高差约21m，起伏较大。根据钻探揭露的地层结构及成因类型表明，场地地层结构中等复杂。表层为人工填土，其下依次为第四系坡残积相、残积相的粉质黏土层，下伏基岩为泥盆系中统组海口组（D2h）。典型地层剖面见图1。

图1 边坡坡体典型剖面图

3.3 地震效应分析

采用剪切波波速测试仪进行波速测试，钻孔等效剪切波速υse分别为250m∕s和268m∕s，判定场地土为中硬土，Ⅱ类场地。场地可不考虑砂土液化的影响。因场地内人工填土层分布不均匀，属于对建筑抗震不利地段。场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第三组。地震峰值加速度值为0.20g，反应谱特征周期为0.45s。

4 场地地层力学指标统计结果

根据场地地层分布情况、岩性特征、土体的受力状态，对黏性土分别选用固结快剪、直接快剪及浸水饱和快剪三种室内剪切试验，统计结果见表1。

表1 岩土体抗剪强度指标

5 稳定性分析评价

5.1 边坡变形机制分析

根据地质调查、钻探揭露的岩体物理力学性质、地形地貌及现状边坡的主要变形特征分析，西侧边坡主要为表层坍塌，南侧边坡主要为沿接触面的滑动，均属于推移式滑动。在天然状态下，边坡土层处于地下水位以下，处于坚硬至硬塑状态，边坡稳定性较好。但当长期暴露于雨水中，表层填土层土体松散，为雨水下渗提供了良好的通道。雨水的下渗一方面软化土体，造成土体力学性质的降低，同时在坡体内部产生向下的渗透力，进一步加剧了下滑，导致边坡失稳。

5.2 边坡稳定性计算及评价

选取典型纵向剖面6个进行稳定性计算，选用复杂土层圆弧形滑裂面进行计算，按照天然工况（一般工况）、暴雨工况（边坡土体饱和）和地震工况（考虑地震）分别进行稳定性验算。计算结果详见表2。

经稳定性验算及分析，揭示出西侧边坡不稳定滑动面为①1、①2层人工填土与②、③层粉质黏土接触面滑动面为圆弧形；南侧边坡不稳定滑动面在③粉质黏土中，滑动面为折线形或圆弧形。应对边坡采取相应措施，综合治理，确保建（构）筑物、人员安全。

6 边坡治理方案

6.1 边坡治理及支护方案

拟在西侧边坡采用放坡喷混凝土+钢筋锚杆支护，南侧边坡采用抗滑桩+挡板墙进行支挡。由于场地限制，场地抗滑桩可选用人工挖孔灌注桩，桩径以800mm～1200mm为宜，以④1全～强风化砂岩层作为桩身嵌固段持力层。

抗滑桩有关设计参数列于表3，放坡喷混凝土+锚杆支护设计参数建议值列于表4。

表3 抗滑桩设计参数

表4 放坡喷混凝土+锚杆支护设计参数

6.2 边坡截、排水措施

雨水的下渗是引起边坡失稳的关键因素。而西侧边坡现状整体范围内未设置排水设施，南侧边坡现状排水沟被雨水冲刷垮塌。如遇强降雨的情况下，地表水、生活用水长期渗入坡体，将会加剧边坡土体的变形破坏。因此，应加强截排水措施。在坡顶设置截水沟，坡脚、上下级坡面分界处设置排水沟，在挡板墙设置泄水孔，并做好坡面封闭措施，防止雨水下渗。

7 结束语

场地西南两侧边坡现状发生多处滑塌，危及周边构建筑安全。通过地质调查、钻探、槽探的方式对现场开展了边坡专项勘察工作，结合室内试验统计结果，对边坡进行了稳定性验算和安全性评价。分析认为：（1）西侧边坡主要为表层坍塌，南侧边坡主要为沿接触面的滑动，均属于推移式滑动；（2）西侧边坡不稳定滑动面为①1、①2层人工填土与下层粉质黏土层接触面，滑动面为圆弧形。南侧边坡不稳定滑动面在③粉质黏土中，滑动面为折线形或圆弧形；（3）根据西、南两侧边坡破坏模式的不同，西侧边坡采用放坡喷混凝土+钢筋锚杆支护，南侧边坡采用抗滑桩+挡板墙进行支挡；（4）雨水下渗软化是引起边坡失稳的关键因素，因此应加强截排水和坡面封闭措施，防止雨水下渗。