Slide軟件在四川廣元某市政道路邊坡變形處理中的應(yīng)用

吳光明

（四川電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 四川成都 610041）

Slide軟件在四川廣元某市政道路邊坡變形處理中的應(yīng)用

吳光明

（四川電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 四川成都 610041）

未對施工開挖后形成的人工邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行詳盡的分析判斷并及時(shí)采取措施，邊坡失穩(wěn)是必然結(jié)果。運(yùn)用Slide分析軟件中對具體邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算，并提出了相應(yīng)的處理方案，為類似邊坡的分析和治理提供參考。

邊坡；Slide軟件；穩(wěn)定性計(jì)算；治理

1 引言

在工程建設(shè)過程中，由于對邊坡穩(wěn)定性的認(rèn)識不足或加固支擋措施時(shí)間滯后等原因，常出現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性惡化甚至完全失穩(wěn)事故，給后續(xù)的治理增加了難度，甚至造成重大的財(cái)產(chǎn)損失或人員傷亡。因此邊坡的穩(wěn)定性分析評價(jià)及分析評價(jià)結(jié)果的可信度是邊坡工程的重點(diǎn)課題，準(zhǔn)確分析、及時(shí)采取對策措施是杜絕事故、減少損失的正確程序。

本文通過對廣元某市政道路邊坡的失穩(wěn)分析，表明邊坡穩(wěn)定分析和及時(shí)支擋處理的重要性。

2 工程概況

該道路位于廣元市北郊，為一條下穿寶成鐵路道路，道路近于南東-北西走向，南東側(cè)臨嘉陵江，道路微地貌為淺丘谷地，西南側(cè)地形平坦，東北側(cè)為地形坡度約8°的丘坡。道路寬約28m，道路開挖新形成的人工邊坡坡高8.5m，挖方邊坡坡肩約17.9m處有一110kV輸電線路鐵塔。該道路于2015年8月份開始施工開挖，開挖前后未采取任何工程措施。進(jìn)入9月份后，出現(xiàn)了持續(xù)的降雨過程，隨后發(fā)現(xiàn)塔位及周圍地表有輕微變形，隨著時(shí)間推移，變形愈加嚴(yán)重，現(xiàn)在塔位基礎(chǔ)已經(jīng)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的上抬和傾斜，塔身亦出現(xiàn)傾斜，地表出現(xiàn)多條拉張裂縫，裂縫寬度20～30cm，裂縫錯(cuò)位30～40cm，考慮到安全，輸電線路被迫停止運(yùn)行。

圖1 道路上坡側(cè)的地表裂縫分布圖

圖2 道路施工現(xiàn)場

3 場地地層與巖土物理力學(xué)參數(shù)

3.1 地層

根據(jù)勘察結(jié)果，場地巖土主要第四系全新統(tǒng)人工填土（Q4ml）、第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3al）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）基巖組成，。各層土的構(gòu)成和特征分述如下：

（1）人工填土層（Q4ml）

雜填土①-1：褐、灰褐、黃褐等色，松散，稍濕。以建筑垃圾、粘性土和砂泥巖碎塊石為主，含少量碎石、植物根莖等，該層主要分布于鐵塔的上坡側(cè)地表，回填時(shí)間約1～5年，工程性質(zhì)較差。

（2）第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3al）

粉質(zhì)粘土①-2：褐黃色，可塑，稍濕，稍有光澤，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，層底含少量粉粒，局部含少量卵石，場地普遍分布。

（3）第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）

卵石①-3：褐灰～褐黃色，稍濕，松散～稍密，卵石成分主要為巖漿巖、變質(zhì)巖，卵石粒徑多為2～10cm，個(gè)別卵石粒徑可達(dá)15cm以上，卵石磨圓度較好，多呈圓形、亞圓形，大多數(shù)卵石呈中等風(fēng)化～微風(fēng)化狀。卵石骨架間被黏性土、粉粒充填，卵石間充填物含量約為40～50%。

（4）侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）

泥巖②：紫紅～棕紅色，以粘土礦物組成為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層～厚層構(gòu)造，含少量長石、石英等細(xì)粒碎屑物，局部為砂巖巖。根據(jù)場地附近出露巖層調(diào)查顯示，該處巖層產(chǎn)狀為230°∠27°。在勘察深度內(nèi)，根據(jù)其風(fēng)化程度，將其劃分為3個(gè)亞層：

全風(fēng)化泥巖②-1：巖體結(jié)構(gòu)已全部破壞，呈黏土狀，巖質(zhì)很軟，巖芯遇水大部分泥化，回旋鉆進(jìn)極易。殘存有少量1～2cm的碎巖塊，用手易捏碎。

圖3 邊坡典型地質(zhì)剖面圖

強(qiáng)風(fēng)化泥巖②-2：組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，節(jié)理、風(fēng)化裂隙很發(fā)育，結(jié)構(gòu)面多呈網(wǎng)狀發(fā)育，裂隙面多附著黑褐色鐵錳質(zhì)銹斑，巖芯破碎，多呈土狀、碎塊狀，個(gè)別呈柱狀。用手可掰斷，部分巖芯手可捏碎，具有遇水軟化現(xiàn)象。巖芯采取率35～60%。

3.2 巖土物理力學(xué)參數(shù)

為便于分析比較，不同邊界條件計(jì)算時(shí)巖土層的物理力學(xué)參數(shù)取值均相同，各巖土層參數(shù)見表1。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

SLIDE是加拿大RocScience公司得產(chǎn)品，該軟件使用垂直條塊極限平衡分析方法來分析滑動(dòng)面的穩(wěn)定性，可分析單條滑面，也可使用自動(dòng)搜索方法來搜尋給定邊坡的臨界滑動(dòng)面，是目前較為廣泛應(yīng)用的邊坡分析軟件。根據(jù)地質(zhì)勘察資料及巖土物理力學(xué)參數(shù)，選擇邊坡的典型剖面用slide軟件進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，按以下三種情況進(jìn)行驗(yàn)算，分別為：①道路未施工前；②道路開挖后暴雨前；③道路開挖后連續(xù)暴雨。3種情況下巖土參數(shù)取值相同，其計(jì)算結(jié)果如表2及圖4～6所示。

表1 巖土層計(jì)算參數(shù)

表2 邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果

圖4 下穿道路未施工前穩(wěn)定性分析圖

圖5 道路開挖后暴雨前穩(wěn)定性分析圖

圖6 道路開挖后加暴雨穩(wěn)定性分析圖

通過上述分析計(jì)算表明：原始邊坡在飽水情況下最危險(xiǎn)部位位于塔位上方的填土區(qū)域，最小穩(wěn)定系數(shù)為1.284，邊坡在飽水惡劣條件下穩(wěn)定好；道路開挖后，在塔位的下坡側(cè)形成高約8.5m的臨空面后，邊坡的穩(wěn)定性已降低了，如不考慮其它影響因素還能在一定條件下保持穩(wěn)定；道路開挖后未對邊坡進(jìn)行加固處理，在連續(xù)降雨的情況下，坡面匯水向下入滲，坡體巖土完全飽水，地下水位升高，邊坡穩(wěn)定狀況嚴(yán)重惡化至臨界狀態(tài)，邊坡已經(jīng)不能保持穩(wěn)定，隨著時(shí)間的推移，邊坡前緣將不斷出現(xiàn)向下蠕滑，隨后邊坡中部和后緣以邊坡前緣相同的變形破壞方式相繼出現(xiàn)滑移變形，在地表則表現(xiàn)為數(shù)條拉張裂縫及滑移臺階。

邊坡失穩(wěn)的直接原因?yàn)槭姓缆肥┕ら_挖形成高達(dá)8.5m的臨空面并未及時(shí)采取工程措施，而連續(xù)不斷的降雨使水體不斷下滲是誘因。

5 對策措施

目前邊坡處于持續(xù)變形破壞階段，必需采取工程措施加以治理，否則不僅威脅坡下方道路的安全，也影響上方輸電線路的恢復(fù)重建。

根據(jù)場地條件及分析對比，采用抗滑樁進(jìn)行支擋加削坡減載較為合理可行，采用Slide軟件的反復(fù)計(jì)算比較，可在人工邊坡的坡上側(cè)距坡肩水平距離約3.5m處布置抗滑樁，樁長15m，嵌入強(qiáng)風(fēng)化泥巖，樁間距4m，樁的抗剪斷強(qiáng)度1500kN，增加抗滑樁后在不考慮地震暴雨飽和的情況下邊坡最危險(xiǎn)面穩(wěn)定系數(shù)達(dá)到1.353（見圖7），滿足永久邊坡的穩(wěn)定性要求。上側(cè)棄土邊坡的穩(wěn)定性較差，通過削坡減載，降低邊坡的坡度及高度后，可以保證坡上側(cè)鐵塔及下側(cè)道路的安全。

圖7 抗滑樁位置及邊坡穩(wěn)定性分析圖

6 結(jié)論

（1）邊坡破壞變形的直接原因?yàn)槭姓缆肥┕ら_挖形成高達(dá)8.5m的臨空面并未及時(shí)采取工程措施，而連續(xù)不斷的降雨是誘發(fā)因素。

（2）目前邊坡處于持續(xù)變形破壞階段，不僅威脅坡下方道路的安全，也影響上方輸電線路的恢復(fù)重建，需盡快對邊坡進(jìn)行整治。

（3）采用抗滑樁進(jìn)行支擋較為合理可行，可在人工邊坡的坡上側(cè)距坡肩水平距離約3.5m處布置抗滑樁，樁長15m，嵌入強(qiáng)風(fēng)化泥巖，樁間距4m，樁的抗剪斷強(qiáng)度1500kN，增加抗滑樁和棄土邊坡削坡減載后在不考慮地震的情況下邊坡穩(wěn)定系數(shù)可滿足永久邊坡的穩(wěn)定性要求。

[1]張卓元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理.北京：地質(zhì)出版社，1994.

[2]《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB500330-2013）.

TU43

A

1004-7344（2016）25-0186-02

2016-8-20

吳光明（1962-），男，工程師，本科，主要從事巖土工程工作。