王 靖

（衡陽(yáng)市城市建設(shè)投資有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421000）

滑坡是指斜坡上的堆積體受到降雨等影響，受自身重力影響，沿著滑動(dòng)面做整體或分散地向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。滑坡災(zāi)害往往會(huì)引發(fā)交通中斷等重大危害，從而威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，滑坡現(xiàn)象廣泛分布在山區(qū)，由于其引發(fā)機(jī)理復(fù)雜多變，治理費(fèi)用較高，一直是工程人員研究的熱點(diǎn)問題。滑坡的成因主要有降雨、地震、以及人類工程活動(dòng)等，但是由降雨引起的滑坡最為常見，并且造成的危害最大。

降雨作用引發(fā)邊坡失穩(wěn)破壞主要有以下兩種形式：一是在斜坡表面形成徑流，沖刷巖土體，從而降低坡體穩(wěn)定性；二是雨水入滲到坡內(nèi)，土體容重提高，下滑力增加，抗滑力減小。此外，如果雨水入滲到隔水層，就會(huì)形成滑動(dòng)面，也會(huì)使滑坡的摩擦力降低[1]。降雨入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響極其復(fù)雜，受多種因素共同影響，如降雨強(qiáng)度、降雨時(shí)程、雨水入滲時(shí)間、地形地貌等都會(huì)影響邊坡穩(wěn)定性[2-8]。大量資料表明，降雨時(shí)間越長(zhǎng)，降雨量越大，發(fā)生滑坡的概率就越大[9-10]。

1 滑坡概況及治理措施概述

1.1 滑坡概況

本邊坡處理工程位于湖南財(cái)經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院東側(cè)，為剝蝕殘丘地貌單元。由于衡陽(yáng)市內(nèi)環(huán)東路施工，在里程樁號(hào)K1+600-K1+700左側(cè)開挖形成了長(zhǎng)約100m，高約11.6m，邊坡坡度約30°。坡頂設(shè)截水溝，坡面為拱形骨架防護(hù)，坡底利用漿砌塊石擋墻支護(hù)，邊坡地形情況如圖1 所示。邊坡為土質(zhì)邊坡，下部為不同風(fēng)化程度的泥巖。在K1+640 處坡頂有一棟2層學(xué)生實(shí)習(xí)車間，其余地段為空地或操場(chǎng)。

圖1 K1+600-K1+700 段邊坡地形

由于連日降雨，誘發(fā)K1+600～K1+700 段出現(xiàn)滑坡，導(dǎo)致坡頂截水溝及坡面拱形骨架損毀，坡腳漿砌塊石擋墻倒塌失效，坡面拱形骨架和坡腳擋墻現(xiàn)狀?；w土主要為雜填土和粉質(zhì)黏土，滑坡發(fā)生后，施工單位進(jìn)行了應(yīng)急處置，對(duì)坡頂?shù)牡亓芽p進(jìn)行填埋，在坡腳處實(shí)施堆載，并對(duì)發(fā)生滑動(dòng)的坡面用彩條布覆蓋。經(jīng)勘察，滑體頂部距實(shí)習(xí)車間約1m，實(shí)習(xí)車間未見裂縫及明顯沉降，但再次發(fā)生崩塌或滑坡時(shí)，破壞后果嚴(yán)重，判定本邊坡工程安全等級(jí)為二級(jí)，初步設(shè)計(jì)處治方案選擇采用頂部抗滑樁加底部擋土墻及逐層壓實(shí)方案。

1.2 滑坡治理措施概述

經(jīng)過100 多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外關(guān)于滑坡失穩(wěn)變形的防治措施的研究已經(jīng)相對(duì)完善，而我國(guó)的滑坡治理則是從20 世紀(jì)50年代以來，形成了以預(yù)防為主，防重于治的治理策略。目前關(guān)于滑坡體的防治措施主要可以分為以下三個(gè)方面：

（1）削方反壓措施

如坡腳反壓、后緣削方和減緩斜坡總坡度等措施。其中坡腳反壓在斜坡發(fā)生滑動(dòng)變形的應(yīng)急治理工程中最為常用，它能夠在最短的時(shí)間內(nèi)增加滑坡體抗滑段的抗滑力，同時(shí)可操作性極高。后緣削方減載主要用在推移式滑坡的治理中，在工程中常常作為輔助措施而普遍存在。在路塹邊坡的開挖過程中常常通過多級(jí)邊坡分段開挖來減緩斜坡坡度，降低斜坡發(fā)生滑動(dòng)變形的概率[11]。

（2）滑體排水措施

“治坡先治水”是滑坡防治的一大原則，所以，排水措施在滑坡治理過程中就顯得尤為重要，其目的是防治降雨和地表水的入滲以及地下水的滲流。主要排水措施包括地表和地下排水，其中，盲溝和排水孔對(duì)于擁有豐富地下水的滑坡體排水治理相當(dāng)有效。

（3）支擋抗滑措施

滑坡體的支擋防護(hù)措施主要有抗滑樁、抗滑鍵以及擋墻等，抗滑樁是一種使用較為成熟的支擋結(jié)構(gòu)物，其受力分析也相對(duì)較為完善。近年來，施加了錨索的抗滑樁在大推力的滑坡防治中使用較為廣泛。

2 滑坡前邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 模型建立

為了研究該邊坡在滑坡前后的安全系數(shù)和位移量的變化規(guī)律，采用Midas GTS NX 數(shù)值模擬軟件對(duì)該邊坡的在天然狀態(tài)和降雨入滲作用下的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本文擬選取邊坡模型長(zhǎng)度為40m，總高度為30m，邊坡坡角取30°。同時(shí)考慮坡頂有學(xué)校操場(chǎng)和學(xué)生實(shí)習(xí)車間，距坡頂約1m，施工時(shí)坡腳采用塊石砌體擋墻支護(hù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況理想邊坡模型。

2.2 參數(shù)選取

該邊坡坡體上部為土質(zhì)邊坡，下部風(fēng)化泥巖，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的天然工況和降雨工況，巖土體有關(guān)的物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 巖土體材料物理力學(xué)參數(shù)

2.3 計(jì)算結(jié)果分析

2.3.1 天然工況計(jì)算結(jié)果

通過Midas GTS NX 數(shù)值模擬計(jì)算，得出邊坡在自然狀態(tài)下的位移云圖和塑形區(qū)云圖，如圖2、圖3 所示。

圖2 邊坡X 方向位移云圖

圖3 邊坡塑形區(qū)分布云圖

由圖3 可知，邊坡在天然工況下坡面X方向最大位移為30.6mm，滑帶土出現(xiàn)少量塑形區(qū)，此時(shí)的邊坡安全系數(shù)為1.75，邊坡安全系數(shù)較

2.3.2 降雨工況計(jì)算結(jié)果

邊坡在降雨工況下坡面X 方向最大位移為41.8mm，坡面雜填土和滑帶土出現(xiàn)大量塑形區(qū)，此時(shí)的邊坡安全系數(shù)為1.08。與天然工況相比，坡面X 方向位移增加了30%，斜坡塑形區(qū)明顯增多，安全系數(shù)降低了38%，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3 滑坡治理安全性評(píng)價(jià)

3.1 滑坡治理措施

邊坡處于地形傾斜地段，傾角約30°，坡體上部由雜填土、粉質(zhì)黏土等組成，下部由強(qiáng)、中風(fēng)化泥巖組成。基于Midas GTS NX 數(shù)值模擬平臺(tái)，建立邊坡的數(shù)值分析模型，得到邊坡在在天然工況和降雨工況下的位移情況和邊坡塑形區(qū)分布情況。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，該滑坡在天然狀態(tài)下能基本保持穩(wěn)定，飽和狀態(tài)下可能發(fā)生失穩(wěn)破壞。由此可見，應(yīng)及時(shí)對(duì)邊坡實(shí)施治理措施，并加強(qiáng)防水，以確保邊坡體及道路安全，具體方案如下。

（1）對(duì)已發(fā)生滑移地段進(jìn)行削坡減載，盡量減輕滑坡體重量，清除坡面滑動(dòng)土體，減小坡率，適宜坡率為1:1.75～1:2.0。在坡體上部采用抗滑樁，樁基長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為15m，樁徑1m，樁間距2m，樁基入中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖平均深度約2m；坡腳設(shè)置擋土墻支護(hù)。

（2）完善邊坡已有的截、排水系統(tǒng)。在斜坡坡頂處建截水溝，坡底建排水溝，坡面建泄水孔。

3.2 滑坡治理安全性評(píng)價(jià)

由此可見，采取治理措施后的邊坡在降雨作用下坡面X 方向最大位移為34.1mm，抗滑樁附近的雜填土和滑帶土出現(xiàn)少量塑形區(qū)，此時(shí)的邊坡安全系數(shù)為1.56。與邊坡在采取治理措施之前的降雨工況相比，坡面X 方向位移減小了18%，斜坡塑形區(qū)明顯減少，安全系數(shù)提高了44%，邊坡在降雨作用下基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

基于Midas GTS NX 數(shù)值模擬軟件對(duì)治理效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：抗滑樁能夠有效地改善滑坡的應(yīng)力場(chǎng)并控制滑坡整體變形，斜坡最大水平向變形僅3.4cm，滑坡體內(nèi)塑性區(qū)的分布范圍縮小，滑坡體內(nèi)部無貫通的塑性區(qū)分布?？梢?，上述滑坡治理措施能夠明顯改善邊坡穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以湖南衡陽(yáng)地區(qū)某典型滑坡治理工程為例，對(duì)該段邊坡在天然工況、降雨工況和治理后的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行數(shù)值分析研究，并驗(yàn)證了所采取的滑坡治理措施的可靠性，主要結(jié)論如下：

（1）該滑坡在天然狀態(tài)下能基本保持穩(wěn)定，降雨作用后邊坡安全系數(shù)降低了0.7，此時(shí)邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。由此可見，降雨作用是造成該邊坡失穩(wěn)破壞的主要原因。

（2）對(duì)失穩(wěn)破壞后的邊坡采取抗滑樁工程等治理措施，并加強(qiáng)坡面防水，以確保邊坡體及道路安全，采取治理措施后的邊坡在降雨作用下仍具有較高的安全系數(shù)，說明該滑坡治理措施是切實(shí)有效的。

（3）數(shù)值模擬分析結(jié)果表明，抗滑樁工程能夠有效地改善滑坡的應(yīng)力場(chǎng)，并控制滑坡整體變形，提高邊坡穩(wěn)定性，為類似的滑坡治理工程設(shè)計(jì)提供了參考。