韓 小 林

(廣州地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司，廣東 廣州 510075)

邊坡穩(wěn)定性分析及處理對策

韓 小 林

(廣州地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司，廣東 廣州 510075)

從滑坡體結(jié)構(gòu)特征及滑帶變形破壞特征入手，通過巖土工程分析與評價(jià)及邊坡穩(wěn)定性影響因素分析，運(yùn)用理正軟件對邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，及時(shí)分析了該邊坡目前的狀態(tài)，同時(shí)提出了具體的整治措施，具有較大的社會意義及廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

邊坡，穩(wěn)定性，整治措施

1 工程概況

本邊坡位于廣東省信宜市貴子鎮(zhèn)黃欖潭村，2012年8月15日，因“啟德”強(qiáng)熱帶風(fēng)暴帶來的連日暴雨，導(dǎo)致了該鎮(zhèn)轄區(qū)發(fā)生多處山體滑坡。加上2012年4月以來廣東遭受了兩場特大暴雨，導(dǎo)致該山體進(jìn)一步趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，需要進(jìn)行支護(hù)加固工作。

2 滑坡體結(jié)構(gòu)特征及滑帶變形破壞特征

2.1 滑坡體結(jié)構(gòu)特征

該滑坡位于省道S352線信宜市貴子鎮(zhèn)黃欖潭路段的南側(cè)山坡，滑坡段邊坡約為70 m，寬度150 m(垂直邊坡方向)，矢高約86 m，滑體物質(zhì)由第四系殘坡積粉質(zhì)粘土以及混合巖的部分全、強(qiáng)風(fēng)化層組成，平均厚度9.5 m，總體積7 000 m3?；潞缶壘嗟缆分芯€約40 m，距路面高度約43 m。主要影響省道S352的車輛通行。滑坡體產(chǎn)生后，政府組織人員對其進(jìn)行削坡處理，但由于巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，坡角大，削坡效果不明顯，如遇暴雨或連續(xù)大雨，將誘發(fā)山體大規(guī)?；斐芍卮笕藛T傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。目前，該邊坡仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 滑帶變形破壞特征

通過現(xiàn)場調(diào)查和多種勘探手段調(diào)查，已發(fā)生的滑坡和變形體發(fā)生在第四系坡殘積層、全～強(qiáng)風(fēng)化混合巖層內(nèi)，該邊坡表層坡積粉質(zhì)粘土厚0.5 m～3.0 m，以下為殘積粉質(zhì)粘土，厚0.9 m～4.5 m，全、強(qiáng)風(fēng)化混合巖，厚19 m～38 m，下覆中風(fēng)化混合巖?；w前端為陡坡，覆蓋物為坡殘積土，自然邊坡處于臨界狀態(tài)。目前斜坡出現(xiàn)局部蠕滑變形跡象，坡面上出現(xiàn)馬刀樹、坡腳膨脹，有塊石脫落，強(qiáng)降雨時(shí)因土體容重發(fā)生改變后可能演變成快速滑坡。

3 巖土工程分析與評價(jià)

3.1 滑坡類型、安全等級及危害對象等級

按《滑坡防治工程勘察規(guī)范》分級標(biāo)準(zhǔn)，該邊坡為殘坡積層、全～強(qiáng)風(fēng)化混合巖滑坡，其變形體主要由殘坡積層、全～強(qiáng)風(fēng)化混合巖構(gòu)成，以蠕動變形為主，滑動面不明顯。該滑坡體滑體厚度一般小于10 m，局部為15 m～30 m，以淺層滑動為主，其運(yùn)動形式為牽引式。該滑坡由于地質(zhì)條件在暴雨天氣的作用下形成的新滑坡，該滑坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)?；麦w體積7 000 m3，屬于中型滑坡。依《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》分級標(biāo)準(zhǔn)，按邊坡巖土類型、邊坡高度、災(zāi)害危及對象及危害程度等進(jìn)行綜合分析，山坡高約10 m～90 m，屬超高切邊坡；邊坡巖土情況主要以坡殘積土和全、強(qiáng)風(fēng)化巖為主，為類土質(zhì)邊坡，因此，邊坡的安全等級為一級。

3.2 巖土層的工程特征評價(jià)

本坡切坡高度約為10 m～90 m，邊坡巖土層為殘積土，全、強(qiáng)風(fēng)化巖，屬類土質(zhì)邊坡，邊坡坡度較陡。各巖土層隨著雨水的介入，對其各項(xiàng)物理性質(zhì)影響較大，在自重的作用下，該地形、地貌有利于形成進(jìn)一步崩塌、滑坡或其他地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。1)坡積粉質(zhì)粘土(①-1層)：呈可塑～硬塑狀，屬弱透水層，粘性較差，遇水易崩解，水理性能較差，其力學(xué)性質(zhì)一般。2)殘積粉質(zhì)粘土(①-2層)：呈可塑～硬塑狀，屬弱透水層，粘性較差，遇水易崩解，水理性能較差，其力學(xué)性質(zhì)一般。3)全風(fēng)化混合巖(②-1層)：風(fēng)化強(qiáng)烈，呈堅(jiān)硬土狀，屬弱透水層，粘性較差，遇水易崩解，水理性能較差，其力學(xué)性質(zhì)中等。4)強(qiáng)風(fēng)化混合巖(②-2層)：風(fēng)化強(qiáng)烈，多呈半巖半土狀，局部碎塊狀，屬弱透水層，遇水可崩解，水理性能較差，其力學(xué)性質(zhì)中等。5)中風(fēng)化混合巖(②-3層)：巖芯短柱狀、碎塊狀，其力學(xué)性質(zhì)較好。

4 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)

4.1 邊坡穩(wěn)定性影響因素分析

根據(jù)邊坡坡體結(jié)構(gòu)特征及巖土層工程性質(zhì)等地質(zhì)環(huán)境條件，對區(qū)內(nèi)邊坡穩(wěn)定性影響因素分析如下：1)巖土層的工程性質(zhì)。勘察區(qū)內(nèi)的邊坡淺部主要由可塑狀～硬塑狀坡、殘積土及全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化混合巖等構(gòu)成，這些巖土層的力學(xué)性能一般，抗剪強(qiáng)度不高，對邊坡的穩(wěn)定性不利，是邊坡失穩(wěn)的主要內(nèi)在因素。2)巖土體的水理性能。坡體構(gòu)成為坡殘積土以及全、強(qiáng)風(fēng)化巖，均具有遇水易軟化、崩解的特點(diǎn)，其水理性能較差，因此在旱季期間，邊坡的穩(wěn)定性通常較好，而雨季期，坡體長時(shí)間受水浸潤將導(dǎo)致重度增大、抗剪強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)明顯降低，從而導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性減弱。水理性質(zhì)較差是本區(qū)邊坡失穩(wěn)的重要因素。3)氣象因素?？辈靺^(qū)雨季長，雨量充沛，降雨集中，多年平均降水量1 477 mm～1 941 mm，年降水量主要集中在4月～9月，該期間降雨為邊坡失穩(wěn)提供外部條件，連續(xù)暴雨是邊坡失穩(wěn)的主要外部因素。4)水文地質(zhì)條件。本區(qū)邊坡處于丘陵區(qū)中，開挖后坡腳較為開闊，為巖土體內(nèi)地下水形成流動條件，地下水動態(tài)變化，主要表現(xiàn)為旱季地下水位埋深較大，潛水面較平緩且接近坡腳，水力坡度較小。雨季潛水面則明顯抬升，坡體飽和區(qū)范圍增大，水力坡度也增大。這一條件使得邊坡巖土體受到水作用下不斷膨脹收縮，從而較大程度上減弱了巖土體的力學(xué)性質(zhì)，明顯降低了邊坡的穩(wěn)定性。5)人類活動。人類因工程切坡而使坡腳減載，從而破壞邊坡自然的穩(wěn)定狀態(tài)而引起滑坡或崩塌，是邊坡失穩(wěn)的誘發(fā)因素。綜上所述表明，在本區(qū)特定的地質(zhì)環(huán)境中，邊坡穩(wěn)定性的影響因素較多，其中控制邊坡穩(wěn)定性的內(nèi)因是坡體巖土層工程性質(zhì)和水理力學(xué)性質(zhì)差，人類在邊坡頂部工程活動強(qiáng)烈且沒有及時(shí)進(jìn)行必要支護(hù)則是邊坡失穩(wěn)的主要外因，大氣強(qiáng)降雨是誘發(fā)邊坡失穩(wěn)的不利因素。

4.2 穩(wěn)定性計(jì)算

由于本邊坡已發(fā)生了滑坡，且?guī)r石風(fēng)化強(qiáng)烈，坡角大，如遇暴雨或連續(xù)大雨，將誘發(fā)山體大規(guī)模滑塌，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，所以本邊坡必須進(jìn)行治理。治理前宜清除滑坡體，下面就清除滑坡體并重新放坡后進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算。

4.2.1 公式選擇

由前述可知，該邊坡前端發(fā)生滑坡，變形體變形強(qiáng)烈，處于蠕滑變形階段。根據(jù)場地巖土體結(jié)構(gòu)特征，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，結(jié)合我省類似場地的經(jīng)驗(yàn)以及滑坡的模式，定量評價(jià)模型邊坡采用圓弧滑動法計(jì)算公式。

4.2.2 計(jì)算方案選取

經(jīng)綜合分析本變形體巖土體特征及其各種荷載情況，本次選定如下兩種計(jì)算方案計(jì)算評價(jià)斜坡穩(wěn)定性。

第一種:天然狀態(tài)+地面荷載，即工況1；

第二種:持續(xù)暴雨+地面荷載，即工況2。

4.2.3 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定

1)坡體容重。取室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)作為滑體容重。

2)剖面分塊及條塊面積。剖面塊段的劃分按滑面巖土體類型、坡度變化將滑體劃分為相應(yīng)的若干塊段，各條塊的面積按1∶500比例尺計(jì)算剖面在計(jì)算機(jī)上直接讀取。

3)地震因素。測區(qū)為6度地震烈度區(qū)，本次計(jì)算不考慮地震因素的影響，后期供設(shè)計(jì)參考可只考慮水平地震力的作用，F(xiàn)i=kcwi，kc取0.1。

4)水對邊坡穩(wěn)定計(jì)算的影響。據(jù)本次邊坡勘察可知，斜坡土體為弱透水層，含水微弱，勘察未見穩(wěn)定地下水位。同時(shí)因變形體未發(fā)生整體滑移，滑面貫通性差，地下水不能在滑面上形成較強(qiáng)的流動水流，形成動水壓力；且滑體多為粘性土、全～強(qiáng)風(fēng)化巖，孔隙率及透水性差，即使在持續(xù)暴雨的情況下，滑體的給水能力差，不能形成有效的靜水壓力，所以在計(jì)算時(shí)，工況1不考慮水壓力的作用。

5)土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、野外地質(zhì)調(diào)查及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)綜合考慮，邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的選用見表1。

表1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)一覽表

6)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果。根據(jù)有關(guān)規(guī)定和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，評定邊坡穩(wěn)定性通常采用穩(wěn)定系數(shù)法來評價(jià)，按k值的大小分別評定為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、較不穩(wěn)定、不穩(wěn)定四級，具體如表2所示。

表2 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)等級

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和勘察資料，該邊坡發(fā)生滑坡后，雖進(jìn)行了削坡，但由于場地為混合巖風(fēng)化土，土性為粉質(zhì)粘土，具有遇水易軟化、崩解的工程特點(diǎn)，邊坡坡殘積層、全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)，在降水所形成的滲流長期作用下，易因淘蝕、滲濾形成軟弱結(jié)面，同時(shí)，在較長時(shí)間強(qiáng)降水的作用下，土體因暫時(shí)飽水而自重增大，抗剪切強(qiáng)度降低，邊坡抗崩塌、抗滑能力降低，從而導(dǎo)致失穩(wěn)。因此，有進(jìn)一步滑坡的可能。

為了科學(xué)準(zhǔn)確的評價(jià)邊坡的穩(wěn)定性，防止邊坡地質(zhì)災(zāi)害的再次發(fā)生，為此采用理巖土工程設(shè)計(jì)軟件(5.5版本)對潛在滑移面進(jìn)行搜索。本節(jié)對勘察區(qū)坡體進(jìn)行穩(wěn)定性分析，根據(jù)邊坡地形地貌及失穩(wěn)模式，對其進(jìn)行參數(shù)反演分析，然后選擇參數(shù)之后，再進(jìn)行滑動穩(wěn)定性演算分析。

在理正邊坡穩(wěn)定分析軟件上實(shí)施，分析結(jié)果如表3所示。

表3 邊坡原坡穩(wěn)定性安全系數(shù)

從分析的結(jié)果表明，邊坡在自重作用下處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，在自重+暴雨情況下亦處于不穩(wěn)定狀態(tài)，即目前邊坡在暴雨?duì)顟B(tài)下，穩(wěn)定性迅速降低。因此，治理設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按臨界狀態(tài)或欠穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行分析。

由前面的分析可知，該邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在降水作用下易發(fā)生滑坡，危及坡腳道路安全，因此，需要進(jìn)行治理。

4.3 邊坡穩(wěn)定性評價(jià)

從調(diào)查的情況來看，省道S352線信宜市貴子鎮(zhèn)黃欖潭路段的南側(cè)山坡邊坡前緣在現(xiàn)狀下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在持續(xù)暴雨土體飽水情況下坡體變形嚴(yán)重甚至產(chǎn)生坍塌、滑坡。根據(jù)GB 50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，對于安全等級為一級的邊坡，采用圓弧滑動法計(jì)算的安全系數(shù)小于1.30的則需進(jìn)行邊坡治理。按DZ/T 0219-2006滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范關(guān)于滑坡防治工程設(shè)計(jì)安全系數(shù)的推薦值為：Ⅲ級防治工程在設(shè)計(jì)工況“自重+建筑荷載”(工況1)時(shí)抗滑動安全系數(shù)為1.15～1.20，在“自重+建筑荷載+暴雨+地下水”(工況2)時(shí)抗滑動安全系數(shù)為1.02～1.05。綜合上述有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，本工程安全系數(shù)的取值建議為：工況1安全系數(shù)小于1.20且工況2安全系數(shù)小于1.05的坡面應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對邊坡在不同工況條件下的穩(wěn)定狀態(tài)評價(jià)如下：

1)在現(xiàn)狀情況下，省道S352線信宜市貴子鎮(zhèn)黃欖潭路段的南側(cè)山坡邊坡前緣變形體穩(wěn)定性系數(shù)k為0.910，為欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，整個(gè)坡體處于總體欠穩(wěn)定狀態(tài)；2)當(dāng)遇連續(xù)暴雨時(shí)，邊坡的變形趨勢發(fā)生了明顯變化，即邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)k為0.598，滑坡將表現(xiàn)為不穩(wěn)定狀態(tài)，分析的結(jié)果與實(shí)際調(diào)查情況一致?？傊?，省道S352線信宜市貴子鎮(zhèn)黃欖潭路段的南側(cè)山坡變形體隨著工況條件的變化，其穩(wěn)定性隨之發(fā)生變化，總體表現(xiàn)為由穩(wěn)定到欠穩(wěn)定，以至失穩(wěn)滑動的發(fā)展過程，但由于坡體本身?xiàng)l件的不同，變形發(fā)展有一定的差異，各部分穩(wěn)定性也有一定差異，變形狀況也不一致，但一般坡體的失穩(wěn)滑動往往沿穩(wěn)定性差的部位發(fā)生并逐漸發(fā)展。

5 邊坡的防治、處理措施與建議

邊坡以類土質(zhì)邊坡為主，坡度較陡高，植被茂密，目前大部分地段處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，坡面及山體土質(zhì)較好，應(yīng)修好排水溝及導(dǎo)水溝，有利于地表水排泄，達(dá)到防滲效果。根據(jù)勘察區(qū)邊坡地質(zhì)環(huán)境特征，并結(jié)合穩(wěn)定性和危害性分析，提出以下防治措施和建議：1)方案一：采用錨桿(索)+格構(gòu)梁+坡面綠化+截排水。2)方案二：采用錨桿+噴錨+擋土墻+截排水。治理方案適合于一般邊坡的支護(hù)，可通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定。根據(jù)邊坡的工程地質(zhì)條件和周邊環(huán)境及周邊地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)治理先例，建議采用方案一。應(yīng)先對邊坡做放坡處理，施作噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，在邊坡周邊設(shè)置截排水系統(tǒng)，阻止地表水流入坡面，減小其對邊坡穩(wěn)定性的影響。在設(shè)計(jì)與邊坡加固施工過程中應(yīng)做好信息化施工，對施工過程中的具體問題、具體情況進(jìn)行具體分析，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理，做到安全、經(jīng)濟(jì)。

[1] DZ/T 0218-2006，滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[2] GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3] DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 張新磊.邊坡危巖穩(wěn)定性評價(jià)[J].山西建筑，2011，37(31)：57-58.

Analysis of slope stability and the improvement measures

HAN Xiao-lin

(GuangzhouGeologicalSurveyFoundationEngineeringCorporation,Guangzhou510075,China)

This article based on the characteristics of structure and failure, the deformation of sliding zone, analyzes the geotechnical engineering evaluation and influence factors of the slope stability. Software of Lizheng is applied to reinforce the slope stability calculation, the current state of the slope is analyzed in time, and the specific improvement measures are put forward at the same time, all of these analyses and measures will have great social significance and values of broad application.

slope, stability, improvement measures

1009-6825(2014)03-0092-03

2013-11-08

韓小林(1981- )，男，工程師

TU413.62

A