黃土邊坡破壞機理分析及支護措施

劉曉光　張文星　衛一華　馬宏敏

【摘 要】本文結合西安悅榕莊酒店高邊坡的具體情況，分析了黃土高邊坡的破壞機理，并針對不同情況提出了相應的支護措施。

【關鍵詞】黃土；高邊坡；破壞機理分析；支護設計

中國黃土分布面積約為63.1萬km2，約占國土面積6.6%，主要分布在北緯33°～47°，東經75°～127°之間。西部地區黃土分布面積約27.5萬km2，占中國黃土總面積的43.7%，占西部地區國土面積的50%～60%以上。

隨著我國西部大開發進程的不斷深入，西北地區的建設方興未艾，由于黃土地區溝壑縱橫，黃土沖溝及河谷區谷坡陡峻，越來越多的工程面臨著邊坡的防治問題。場地本文以臨潼地區黃土高邊坡工程為例，分析黃土邊坡的破壞機理，并針對其破壞原因提出安全、環保經濟的支護處理措施，以期類似黃土地區的邊坡支護工程有所借鑒。

1 工程概況

西安悅榕莊酒店位于西安臨潼國家旅游休閑度假區內，擬建建筑物大部分依山建在驪山附近黃土梁峁山脊周邊斜坡地段，場地地形起伏較大，為自然斜坡陡坎和村民切坡組成。邊坡北部呈條帶狀分布，長約300m，坡總體高約10～24m，坡度45～80°。局部地段近垂直，坡腳有廢棄窯洞，為人工切坡地段，坡腳現居住有村民和房屋。邊坡巖性主要由黃土組成（其間分布條帶狀古土壤層），局部地段砂泥巖出露。

2 邊坡破壞機理分析

黃土地區邊坡的破壞主要由以下幾個影響因素構成：

2.1 降雨

水是影響邊坡穩定的主要因素之一，在黃土地區尤其如此，大量的黃土研究實驗表明，天然結構的黃土，當含水量增大時，其力學性質將會發生明顯變化，抗剪強度的兩個參數——粘聚力和內摩擦角會隨之降低，于此同時，土的重度也會增加，這些都引起邊坡的穩定性減弱。當遇多日強降雨時，土體的含水量增大到一定程度時，將可能導致原本穩定的邊坡可能變為不穩定，發生邊坡失穩事故。臨潼悅榕莊附近高邊坡整體穩定，但部分地區坡腳部分地區堆有自坡體滑落、崩塌的堆積物，均為強降雨季節長期雨水沖刷、剝蝕所致。

2.2 人類工程活動

據統計，本次勘察邊坡地段坡腳有大量窯洞以及為開挖窯洞所切成的陡坡，窯洞使邊坡底部形成臨空面，而切坡導致坡體變陡，都會導致邊坡的穩定性降低。黃土滑坡多發生于每年的雨汛期，受降雨和人類工程活動影響明顯，據統計，有超過80%的滑坡與人類不規范工程經濟活動有關，其發生前兆不明顯，坡體從蠕動變形到滑動破壞時間較短，人們不易覺察，常造成慘重的損失。

2.3 地形及黃土本身特性

本次勘察邊坡坡高且陡，黃土垂直節理裂隙較發育，雨水容易沿裂隙下滲，古土壤與下伏基巖屬相對隔水層，易于形成水的排泄通道，這些都是影響邊坡穩定的因素。

3 邊坡支護方案設計

悅榕莊邊坡整體坡度變化較大，應根據不同情況進行不同的支護措施，做到因地制宜，事半功倍。總的來說可以對本邊坡進行三種不同的支護方式：

（1）在坡度較緩地段，可采用削坡+生物固土措施。此方案生態經濟，施工難度小，速度快，在場地空間條件允許的情況下優先考慮使用。

（2）對于基巖出露段邊坡，采用樁板墻+格構+生物固土聯合支護措施。用抗滑樁連接樁板墻并嵌固至基巖一定深度。格構梁間覆土植被，生物固土，必要時可在樁體設置預應力錨桿（索）。

（3）對于高陡邊坡段，可采用分階治理，底部臺階采用樁板墻+格構+生物固土聯合支護措施。用抗滑樁連接樁板墻并嵌固至基巖一定深度。格構梁間覆土植被，生物固土，必要時可在樁體設置預應力錨桿（索）；上部臺階可適當放坡，如不能滿足穩定要求，則可結合抗滑支擋結構+格構與生物固土綜合治理措施，必要時可在樁體設置預應力錨桿（索）。

此外，在進行上述方案對邊坡進行支護的同時，還應做好邊坡周圍的地表水水體截排水處理措施，對生活用水、上水管道及廢水排污管道采用柔性連接，同時也應完善酒店區域即本次勘察邊坡上部的截水、排水設施。

4 結論與建議

4.1 結論

如今人類工程活動越來越頻繁，土地資源也越來越短缺，許多曾經不宜進行土木工程活動的區域也越來越多的被開發。悅榕莊邊坡在天然狀態下能夠保持穩定，但隨著其上工程活動的影響，大量酒店用水的排放，勢必會導致邊坡失穩，因此，必須對其進行支護和處理。

4.2 建議

在對邊坡進行支護的過程中，應對邊坡范圍內窯洞進行填充處理，同時應做好邊坡周圍的地表水水體截排水處理措施。

高邊坡支擋工程設計應采取動態設計法，施工應采取信息施工法。要加強動態管理，發現問題及時解決。

在邊坡治理及運行期間宜設置必要的監測網點，建立邊坡體動態監測預報系統，加強對高切坡的變形監測，確保施工人員及臨近居民的人民生命和財產安全。

[責任編輯：龐修平]