郭沖

摘 要：文章以惠州市惠陽(yáng)區(qū)環(huán)城路某路段左側(cè)高邊坡坍塌為研究對(duì)象，分析邊坡崩塌的原因，并對(duì)修復(fù)方案進(jìn)行分析，得出了重要結(jié)論。

關(guān)鍵詞：邊坡；崩塌；穩(wěn)定性；修復(fù)

1 工程地質(zhì)概況

2014年5月份，惠州市惠陽(yáng)區(qū)連降大雨或暴雨，惠陽(yáng)區(qū)環(huán)城路某路段左側(cè)高邊坡受水災(zāi)毀壞嚴(yán)重，在某處發(fā)生崩塌，已嚴(yán)重影響后續(xù)正常開(kāi)放通車，邊坡崩塌范圍長(zhǎng)50m。

（1）工程概況?；蓐?yáng)區(qū)環(huán)城路某路段左側(cè)高邊坡，坡長(zhǎng)147m，最大坡高約53m，六級(jí)坡，具體原設(shè)計(jì)情況如下：坡率自下而上分別為1：0.5、1：0.75、1：1：、1：1.25、1：1.25、1：1.25；第一級(jí)坡坡高8m，第六級(jí)坡坡高5m，其余坡級(jí)每級(jí)10m，邊坡平臺(tái)寬度2m，平臺(tái)設(shè)截水溝；第一、二級(jí)坡采用錨桿格子梁+TBS植草防護(hù)，第三、四級(jí)采用三維網(wǎng)植草防護(hù)，第五、六級(jí)采用植草防護(hù)。（2）地質(zhì)概況。該邊坡地處微丘臺(tái)地地貌，坡體植被發(fā)育，坡頂呈渾圓狀，自然坡度約為15°～22°；地層巖性為第四系殘坡積粘性土，基底為侏羅世花崗巖及其風(fēng)化層組成。

2 邊坡崩塌原因分析

通常影響邊坡穩(wěn)定性的因素，可分為內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因素包括巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力和殘余應(yīng)力等，且取決于邊坡自身的工程地質(zhì)條件，一般隨著外界條件的改變而逐漸發(fā)生變化，其變化具有緩慢性；外部因素包括工程荷載條件、開(kāi)挖卸荷、臨空條件、邊坡開(kāi)挖形態(tài)、氣候條件等，其變化具有瞬時(shí)、隨機(jī)性，大部分存在不可預(yù)見(jiàn)因素，如降雨、地震等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及收集的地質(zhì)資料，K4+492.8～K4+640路段邊坡受到最大的外界因素影響主要有施工期的開(kāi)挖卸荷和降雨兩種；內(nèi)部因素主要為邊坡巖土體性質(zhì)。

（1）外因分析。K4+492.8～K4+640路段左側(cè)高邊坡施工期間，因開(kāi)挖卸荷打破原始邊坡的應(yīng)力平衡，致使邊坡產(chǎn)生一定的變形，若開(kāi)挖支護(hù)合理這種變形隨著邊坡施工的結(jié)束將逐漸趨于穩(wěn)定，通常施工結(jié)束半年內(nèi)開(kāi)挖變形將基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。高邊坡施工完工（2011年9月）至邊坡崩塌（2014年5月），有近三年時(shí)間邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，此外，根據(jù)施工單位及監(jiān)理單位提供的有關(guān)該邊坡施工資料，說(shuō)明邊坡的施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。由此，可充分說(shuō)明原邊坡開(kāi)挖支護(hù)設(shè)計(jì)基本合理且施工質(zhì)量也符合要求，邊坡的崩塌不是因?yàn)檫吰麻_(kāi)挖卸荷或支護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生的變形破壞。俗話說(shuō)“十個(gè)邊坡九個(gè)水”，即水是引起邊坡失穩(wěn)的主要外部因素之一。降雨等形成的地表水沿巖體結(jié)構(gòu)面或巖土體下滲至坡體內(nèi)部，一方面增加巖土體的重度，另一方面使巖土體或結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度降低，同時(shí)，滲透水也補(bǔ)給到地下水中，使地下水位或水壓（在受壓狀態(tài)下）增加，也將造成巖土體的抗剪強(qiáng)度降低。根據(jù)近15年惠陽(yáng)國(guó)家基本氣象站5月雨量統(tǒng)計(jì)，2011年～2014年，5月降雨量分別為165.1mm、142.4mm、388.0mm、716.5mm，由此可以看出，2014年5月的降雨量是往年的2～4倍。短時(shí)間的強(qiáng)降雨，邊坡的排水系統(tǒng)來(lái)不及疏導(dǎo)坡面、坡體水，隨著雨水在坡體內(nèi)的下滲及匯聚，坡體水產(chǎn)生較大的孔隙水壓，降低巖土體抗剪強(qiáng)度，使得節(jié)理裂隙不斷貫通，最后導(dǎo)致邊坡巖土抗滑力不夠而失穩(wěn)。因此，影響該邊坡失穩(wěn)的主要外部因素為短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)降雨。（2）內(nèi)因分析。該邊坡地處花崗巖區(qū)，崩塌的巖土體主要為花崗巖殘積土及全風(fēng)化花崗巖（基本風(fēng)化成土的花崗巖，其性質(zhì)接近于花崗巖殘積土）?；◢弾r的主要成分是石英、長(zhǎng)石，次為云母及角閃石，石英抗風(fēng)化能力強(qiáng)，長(zhǎng)石、云母等抗風(fēng)化能力弱，使得花崗巖殘積土礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，次生礦物主要為高嶺石和伊利石，高嶺石是長(zhǎng)石的風(fēng)化產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)致密，但吸水性強(qiáng)，遇水后易膨脹和軟化，具可塑性和強(qiáng)壓縮性；伊利石是云母在堿性介質(zhì)中的風(fēng)化產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的親水性、膨脹性及失水收縮性。因此，花崗巖殘積土中通常含砂粒、粉粒較多，粘粒含量較少，一般具有孔隙比較大、裂隙發(fā)育、粘聚力小、內(nèi)摩擦較大等特點(diǎn)，雨水容易通過(guò)孔隙或裂隙滲入，一方面使土體內(nèi)部產(chǎn)生不均勻應(yīng)力，粘粒擴(kuò)散層達(dá)到最大厚度的時(shí)間短，粒間連結(jié)力很快消失，導(dǎo)致土體遇水易崩解，裂隙繼續(xù)發(fā)育，當(dāng)裂隙發(fā)育到一定程度并存在臨空條件時(shí)，在重力的作用下形成不同規(guī)模的崩塌；另一方面，隨著雨水的滲入，使巖土或結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度降低，間接減小了邊坡抗滑力，降低穩(wěn)定性致使邊坡失穩(wěn)。

3 修復(fù)設(shè)計(jì)方案

為保證邊坡穩(wěn)定，防止路塹高邊坡地質(zhì)病害的產(chǎn)生，修復(fù)設(shè)計(jì)針對(duì)高邊坡坍塌范圍采取重新放坡挖除虛土，在坍塌范圍內(nèi)的原第一級(jí)邊坡錨桿格子梁內(nèi)鋪筑C15片石砼護(hù)面墻，并對(duì)破損的格子梁進(jìn)行修復(fù)；第二級(jí)邊坡鋪筑C15片石砼護(hù)面墻；第三級(jí)邊坡增設(shè)鋼花管錨桿格子梁（錨桿長(zhǎng)18m）+C15片石砼護(hù)面墻進(jìn)行加固處理，同時(shí)將原高邊坡的第五級(jí)邊坡平臺(tái)向內(nèi)移2m，原第六級(jí)邊坡向內(nèi)移1m；第四、五級(jí)邊坡采用三維網(wǎng)植草護(hù)坡方案。對(duì)該坍塌范圍做好防排水措施，原設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)如截水溝、急流槽等漏做的或未完善的需進(jìn)行完善處理。未產(chǎn)生滑坡的邊坡排水系統(tǒng)需與本次修復(fù)邊坡排水系統(tǒng)接順，交界面處護(hù)坡、平臺(tái)也需接順，確保整個(gè)邊坡排水系統(tǒng)順暢。此外，花崗巖殘積土邊坡更容易因雨水的滲入而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，對(duì)整個(gè)邊坡增設(shè)泄水斜管疏導(dǎo)坡體水。

圖1

根據(jù)地質(zhì)基本情況，第一級(jí)坡基本為強(qiáng)～中風(fēng)化花崗巖，第二～六級(jí)坡為花崗巖殘坡積土以及全風(fēng)化花崗巖組成，并由修復(fù)設(shè)計(jì)方案的斷面建立數(shù)值分析模型，分析修復(fù)后的邊坡在非正常工況Ⅰ下（即暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)）邊坡的穩(wěn)定性。分析過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)狀邊坡安全系數(shù)Fs=1.0（滑坡臨界狀態(tài)），通過(guò)實(shí)測(cè)滑動(dòng)面和圓弧搜索（搜索最小安全系數(shù)下的滑動(dòng)面位置）來(lái)反分析巖土參數(shù)（取兩種情況c、？準(zhǔn)值平均值），分析方法采用簡(jiǎn)化Bishop法。錨桿長(zhǎng)度L=18m時(shí)，F(xiàn)s=1.05，即邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，并具備一定的安全儲(chǔ)備。（圖1）

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）影響邊坡穩(wěn)定性致使邊坡產(chǎn)生崩塌失穩(wěn)的主要外部影響因素是短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)降雨，內(nèi)部影響因素是花崗巖殘積土或全風(fēng)化花崗巖遇水易崩解，且?guī)r土體短時(shí)間內(nèi)受強(qiáng)降雨的影響抗剪強(qiáng)度急劇降低、坡體孔隙水壓急劇升高，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。（2）修復(fù)設(shè)計(jì)方案基本可行，根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析，修復(fù)后邊坡在非正常工況Ⅰ下（即暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)）邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs=1.05，即邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，并具備一定的安全儲(chǔ)備。（3）加強(qiáng)邊坡變形監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)評(píng)估開(kāi)挖施工對(duì)邊坡自身穩(wěn)定性，提供預(yù)警信息；通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工序和工藝的調(diào)整，以便采取更為合理、有效的支護(hù)措施，及時(shí)指導(dǎo)施工，優(yōu)化施工方案，避免邊坡工程事故發(fā)生。（4）加強(qiáng)邊坡動(dòng)態(tài)加固設(shè)計(jì)，根據(jù)施工過(guò)程中的地質(zhì)情況、變形監(jiān)測(cè)等對(duì)設(shè)計(jì)方案適時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保邊坡穩(wěn)定及施工安全。

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