擋土墻邊坡事故的巖土工程勘察實例分析

■王攀

（廣東省核工業地質調查院 廣東韶關 512000）

擋土墻邊坡事故的巖土工程勘察實例分析

■王攀

（廣東省核工業地質調查院 廣東韶關 512000）

邊坡問題一直是巖土工程中不可忽視的問題之一，及時發現邊坡問題并采取有效的治理措施對建設工程的發展來說有著重要的意義。本文以某公路建設中擋土墻邊坡發生山體滑坡、擋土墻垮塌事故的事例為基礎，通過靈活運用各種巖土工程的勘察手段，并結合既有的地質資料，定性分析并評價邊坡整體穩定性，同時給出了有效的治理措施。

擋土墻邊坡勘察治理措施

0 引言

進入新的發展時期以來，隨著我國經濟的不斷增長，各類建設工程在開挖的過程中難免會遇到邊坡的安全穩定性問題。邊坡穩定性分析和事故治理已成為建設工程中重要的一個組成部分，也是巖土工程勘察工作的重點課題之一。下面就結合實例對此進行討論分析。

1 工程概況

某路段因發生意外導致西邊人行道部分出現了封閉。該段擋墻高度約5.5～8.5m，為重力式擋土墻，垮塌的擋土墻總長度約為43m。如不對該地段滑坡及時整治，在暴雨等極端氣候條件下，該滑坡如果進一步發展了，將會給行人、路上行駛的車輛造成安全隱患。

2 勘察方法、勘察工作布置

2.1 現場踏勘

結合以往該地區的山體滑坡的經驗，對現場進行仔細的踏勘，根據滑坡體后壁拉裂情況、氣候條件、滑坡規模等，初步判定產生的原因是由與深部的軟弱帶經外部誘因形成滑帶。

2.2 勘察工作布置

根據勘察委托任務書及有關規范要求，共布置勘探線5條，勘探點共20個。另采取原狀土樣40件，擾動土樣7件，巖樣10組，地下水樣2件；標準貫入試驗56次/12孔，重型動力觸探試驗1.3m/2孔。

2.3 勘察方法

該次勘察利用GY-150型鉆機2臺，工程地質鉆探主要采用沖擊+回轉的鉆進工藝，其中第四系土層主要采用沖擊鉆進，套管護壁；白堊系強、中風化泥質砂巖采用回轉鉆進，泥漿護壁。對滑帶土嚴格采取干鉆，盡量避免擾動，并嚴格控制回次進尺和土芯采取率。根據所采取的巖、土芯現場進行野外鑒別、分層和描述，并在鉆探過程中采取巖土樣，取樣后立即按要求封存，取樣數量和質量均滿足有關規范要求。

3 滑坡區自然條件及地質環境條件

3.1 滑坡區自然地理及氣候條件

滑坡區位于地區，屬亞熱帶季風濕潤氣候區，氣候溫暖，四季分明，春季多雨，夏季多旱。年降水量1035.2～1924.3mm。3～7月為雨季，降雨量占全年的58%～81%。

3.2 滑坡區地形地貌

場區地貌類型屬于侵蝕堆積丘陵地貌，修建該路時進行了山體切坡，形成了現西高東低的地形，相對高差約20.00m，見圖1。

3.3 滑坡區水文地質條件

場地內的地下水主要為賦存于填土、殘積含粉質黏土角礫及中細砂中的孔隙水，水量貧乏，地下水主要受大氣降水補給，沿含水層由坡頂向坡底徑流、排泄。雨季連續降雨后，場地內有一定量的地下水。

4 滑坡特征

4.1 滑坡空間形態特征

滑坡屬于侵蝕堆積丘陵地貌，地勢西高東低，相對高差約20.70m，滑坡位于該路西側山坡，屬由于基巖成分差異，風化后形成軟弱結構面而造成的順層滑坡。該滑坡平面形態前寬后窄，呈“貝殼型”，滑體剖面形態呈“勺”形，中部靠前相對較厚，后部較薄。滑坡體呈上凹下凸起伏，兩側地層多有擾動和松動現象，有裂縫和拖拉皺曲，后緣壁較陡且有坍塌遺跡，擋土墻斷面上巖層視傾角為15～25°，平均約為22°，小于坡面傾角(坡面傾角約30°)，不利于邊坡穩定，擋土墻根部未見土體隆起現象。

4.2 滑坡體物質組成及結構特征

（1）滑體。滑體物質主要由填土和第四系殘積層組成，由于滑坡影響，局部擾動強烈，其后部見多條陷落帶并出現反坡平臺。土體中含較多風化巖塊，表面多見混凝土防護格柵破壞后形成的混凝土碎塊、草皮等雜物，稍濕～飽和，結構松散。其厚度在空間上變化較大，后緣和兩側較薄，中部和前緣較厚。厚度在0.80～5.90m之間變化，平均厚度約為3.50m。

（2）滑帶。滑帶物質成分主要為殘積成因的中細砂(含少量角礫)及含粉質黏土角礫。在干旱少雨的情況下，該層物理力學性質相對較好，多為稍密～中密狀態；在雨季或突遇強暴雨等工況下，該層為飽和，松散狀態，其抗剪強度急劇降低。同時該層作為透水層，在孔隙水壓力的共同作用下，引起其上的土體滑動，形成了順層滑坡。

（3）滑床。滑床主要為殘積粉質黏土和強、中風化泥質砂巖，屬微～不透水層，地下水一般沿該層頂面流動，為滑坡形成提供了便利條件。

5 滑坡穩定分析及滑坡推力計算

5.1 滑坡穩定性分析

5.1.1 地質條件

滑坡地段原為一小山包，修建該路時，對該小山包進行了人工切坡，形成了現在的人工邊坡。坡度約為30°，高差約20m。該地段巖層及由于風化不均形成的軟弱結構面視傾角約為20～25°，小于坡面傾角，不利于邊坡穩定，易形成沿軟弱結構面的順層滑坡。

5.1.2 天氣因素

長沙地區屬亞熱帶季風濕潤氣候區。每年的4～5月是暴雨的多發期。該滑坡發生的直接誘因即為突降暴雨，造成大量雨水滲入地下，地下水沿軟弱層滲流，造成地層物理力學性質變化，引起滑坡。

5.1.3 設計施工不合理

（1）截(排)水溝。坡頂未設置有效的截水溝，坡底也未設置排水溝，造成突遇暴雨時地表水大量滯留地表，并順透水層徑流，引起該層抗剪強度急劇降低，抗滑力降低引起滑坡。

（2）泄水孔。滲入墻后填土中的水，則應將其迅速排出，通常在擋墻下部設置泄水孔。在泄水孔入口處，應用易滲的粗粒材料做反濾層，并在泄水孔入口下方鋪設黏土夯實層，防止積水滲入地基不利于墻體的穩定。同時，墻前亦應做散水、排水溝，避免墻前積水滲入地基。擋土墻設置的排水孔未按以上要求施工，作者在現場勘察

期間正值雨季，發現相鄰擋墻排水孔幾乎沒有水流出，這就導致雨季或遭遇連續強降雨后，場地內有較高的地下水位，正是在地下水的作用下，形成了該滑坡。

5.2 滑坡推力計算

由滑坡推力計算評價判定滑坡的穩定性并為設計抗滑工程提供定量指標數據，按《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2002)有關規定，滑坡推力按可傳遞系數法進行計算。

滑坡推力計算:

式中，Pi，Pi-1分別為第i塊，第i-1塊滑體的剩余下滑力設計值，kN，當Pi，Pi-1為負值時取0；γt為滑坡推力安全系數；θi為第i計算條塊底面傾角，(°)；Ti為第i計算條塊滑體在滑動面切線上的反力，kN/m；Ri為第i計算條塊滑動面上的抗滑力，kN/m。φi為第i計算條塊滑動面上巖土體的內摩擦角標準值，(°)。

5.3 滑坡推力的計算結果

該次計算的假定工況為將原有擋土墻復原，堆在人行道上的土清理掉，現地表地形保持不變。按照上述工況、計算公式和參數，該次勘察運用“理正巖土計算軟件(V4.5版)”對3個已有滑動面和2個潛在滑動面進行了滑坡推力計算。

在假定工況下已有滑坡帶滑坡推力大于0，說明該滑坡帶穩定系數小于規范規定數值1.25，屬于不穩定滑坡，必須進行治理。

6 滑坡發展變化趨勢及危害性預測

滑坡發生后，隨著滑體前緣滑出原滑床，阻滑力增大，重心降低，滑動中排出部分地下水，減小了滑帶的孔隙水壓力。滑坡的發展過程一般有一個由加速→等速→減速→停止的過程。到了下一個雨季，當遇到大暴雨等極端氣候條件時，該滑坡有可能重新復活，產生新的滑動，滑塌的土體有可能沖到路上，對路上的車輛和行人的安全產生嚴重威脅。

7 滑坡治理與建議

滑坡治理包括主動土區卸載、被動土區反壓、地下水治理、設置支擋結構及加強坡面防護等措施，在實際工作中，幾種措施往往同時采用，是一個綜合治理工程。

（1）支擋結構。建議采用抗滑樁或格柵梁錨桿支護擋土墻等支擋結構，對已垮塌的擋土墻進行恢復。

（2）加強排水。對坡頂平緩的地貌進行修整，讓其形成一定的坡度，防止雨水富集，同時硬化地面，防止地表水下滲。沿坡頂設置平行于坡緣線的截水溝，防止坡頂以上的地表水沖刷坡面和沿坡面下滲。對滑坡體后緣與滑床之間的裂縫進行注漿處理，以封堵地表水下滲和提高滑帶土的物理力學性狀。沿坡腳設置排水溝，及時將坡面流下的地表水排走，保護坡腳。

（3）坡面防護。對坡面進行修整，清除坡面散落的鋼筋混凝土塊及塊石等，平整后采用混凝土格柵覆綠，保證坡面巖土不直接裸露。

（4）動態監測。宜設置動態監測系統，對本滑坡地段及附近地段的支擋結構進行長期監測，預防類似工程事故的發生。

（5）安全施工。在進行滑坡治理設計和施工時，宜注意施工順序和邊坡治理過程中的安全和穩定問題，防止工程事故的發生。

8 結語

綜上所述，擋土墻邊坡的安全穩定性關系到建設工程的質量和安全，必須要保證邊坡的安全性和穩定性。對于邊坡穩定性事故，我們一定要及時發現，做好相應的巖土勘察，采取有效的治理措施進行治理，保證邊坡的穩定性，這樣才能同時提高建設工程的質量，創造更好的經濟和社會效益。

[1]邱耿青.探析擋土墻支護設計 [J].地球,2013.

[2]李小破.順德金桂花北側擋土墻邊坡治理研究 [D].中山大學,2010.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-174-1