露天邊坡大型滑坡穩(wěn)定性分析與治理方案

陳新光

（中鹽勘察設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長沙 410014）

引言

隨著建筑工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過邊坡工程技術(shù)在復(fù)雜地形開展建設(shè)工程已成為趨勢。然而由于巖土取樣隨機(jī)性、參數(shù)分布的不均勻，邊坡工程周邊的巖土環(huán)境無法完全探知，露天邊坡在惡劣的自然環(huán)境以及周圍人類活動(dòng)將對(duì)坡體造成影響，使得坡體極易發(fā)生坍塌、滑坡等事故。

本文針對(duì)露天邊坡大型滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析，指導(dǎo)邊坡工程提前探測邊坡的潛在安全問題并提出相應(yīng)的治理方案和處理措施，從源頭減少和避免延裂隙面滑落、坍塌等施工事故的發(fā)生，保證工程的順利開展。

1 工程概況

湖南省某體育職業(yè)學(xué)院優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員公寓建設(shè)過程中，由于場地東側(cè)和北側(cè)的邊坡都出浴不穩(wěn)定狀態(tài)且據(jù)調(diào)查場地西北側(cè)邊坡出現(xiàn)過滑坡，場地坡頂將進(jìn)行建設(shè)，荷載的增加將對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。本文根據(jù)該工程分析了邊坡穩(wěn)定性并提出相應(yīng)的治理方案。

1.1 滑坡情況

根據(jù)湖南省建筑工程設(shè)計(jì)研究院提供的相關(guān)資料，針對(duì)湖南省某體育職業(yè)學(xué)院公寓建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的巖土工程勘察后發(fā)現(xiàn)，場地東側(cè)邊坡，高5m左右，坡率約1：0.8，組成邊坡的地層主要為素填土；場地北側(cè)邊坡，高11m左右，坡率約1：1.0，組成邊坡的地層主要為素填土。根據(jù)湖南長沙地區(qū)常見的邊坡滑移工程實(shí)例，此種邊坡一般的破壞形式為平面滑動(dòng)式楔形滑落，根據(jù)建筑邊坡勘察技術(shù)規(guī)范，本工程按平面滑動(dòng)分析邊坡的穩(wěn)定性，北側(cè)邊坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)Ks＝0.75，東側(cè)邊坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)Ks＝1.27，東側(cè)邊坡與北側(cè)邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

1.2 地質(zhì)概況

湖南長沙該公寓場地的地質(zhì)概況根據(jù)《長沙地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》及野外勘察結(jié)果綜合分析可知：該場地位于長沙洼陷中，長沙洼陷系永安復(fù)式向斜的次級(jí)向斜構(gòu)造，軸線呈北東40～45°方向，延伸達(dá)60km，在不斷的拱斷作用下，由地洼沉積層組成褶皺平緩的紅色盆地，地層產(chǎn)狀平緩。以湘江為界，西岸屬褶皺丘陵，東側(cè)為內(nèi)陸湖相沉積的下第三系或白堊地層。

1.3 氣候條件

場地所在地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域，具有溫暖濕潤、雨量充沛、四季分明的氣候條件。根據(jù)湖南省氣象部門氣候資料統(tǒng)計(jì)可知該地區(qū)嚴(yán)寒期較短，年平均氣溫在16～18°C，歷史最低氣溫為-9°C，歷史最高氣溫為42°C，年平均降水量為1395mm，歷史最大降水量達(dá)到1752mm，歷史最小降水量709mm，單日最大降水量327mm，年平均降雨天數(shù)為150d左右，其中雨季在3～8月，占年降水量的74%左右。

2 穩(wěn)定性影響因素

露天邊坡的巖體穩(wěn)定性由多種因素決定，其中巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造、自然外力、人為活動(dòng)等對(duì)露天邊坡影響較大。巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造主要由場地地區(qū)的巖石致密度決定，當(dāng)巖石致密度越高越堅(jiān)硬穩(wěn)固性越好。其次，巖體穩(wěn)定性還受自然氣候條件以及人為活動(dòng)的影響，如風(fēng)化腐蝕、地震、雨水沖刷、人工開挖等，這些外力往往造成巖體破壞，使巖體的穩(wěn)固性降低。

2.1 巖體結(jié)構(gòu)面

巖體結(jié)構(gòu)面是由巖體形成過程中產(chǎn)生的斷層、節(jié)理、裂隙、層間錯(cuò)動(dòng)等地質(zhì)界面。巖體結(jié)構(gòu)面的非均質(zhì)性、不連續(xù)性等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將對(duì)坡體的變形、破壞甚至坍塌造成直接影響。湖南長沙該公寓場地周邊的露天邊坡的變形破壞模式由如圖1所示的四種類型，其中包括a類型的平面破壞類型即由巖體層傾斜角過大，內(nèi)摩擦角與邊坡坡面間的邊坡巖體沿坡面方向滑動(dòng)形成的坡面失穩(wěn)破壞；b類型的楔型破壞即由在邊坡形成的楔型結(jié)構(gòu)面的傾角過大造成的楔型結(jié)構(gòu)面沿坡面滑動(dòng)的失穩(wěn)破壞；c類型的傾倒破壞即坡面巖體由于自重等因素產(chǎn)生向外的傾倒造成的坡面失穩(wěn)破壞；d類型的圓弧形破壞即巖體在高度風(fēng)化后發(fā)生近似圓弧的滑動(dòng)面造成的坡面失穩(wěn)破壞。

圖1 露天邊坡主要變型破壞模式

2.2 水的影響

水是影響大型滑坡穩(wěn)定性的重要因素，其中地表水的主要來源是雨水，雨水將對(duì)坡面巖體軟弱層進(jìn)行沖刷軟化了巖體，降低巖體結(jié)構(gòu)面間的摩擦力。地下水可由地表水滲流而來，特別是在雨季大量的降雨將導(dǎo)致地下水位升高，靜水壓力增大侵蝕地下巖層，水對(duì)坡體的影響最終都將造成邊坡失穩(wěn)。

湖南長沙該公寓場地區(qū)域內(nèi)無地表水體。地下水主要為孔隙水，賦存于中砂層中，水量較少，場地基礎(chǔ)開挖后，根據(jù)需要采取有效的截、降、排水措施，地下水對(duì)基礎(chǔ)施工影響較小，同時(shí)做好地表降雨的排水措施即可有效消除降雨對(duì)坡體的影響。

3 露天邊坡大型滑坡治理與加固策略

3.1 滑坡清理與基巖加固

露天邊坡由于氣候原因或人為活動(dòng)造成的大型滑坡時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場滑坡情況選擇相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行滑坡治理。露天邊坡在完成清理工作后需要及時(shí)進(jìn)行急眼加固，防止后續(xù)發(fā)生的滑坡。湖南長沙該公寓場地則通過在北側(cè)建設(shè)擋墻，北側(cè)擋墻距南側(cè)建筑13.0m，距紅線8～18m，高11～13m，有少量放坡空間；東側(cè)擋墻距紅線0m，高5m，無放坡空間。由于建場地周邊管網(wǎng)較多，開挖施工需將原管網(wǎng)改線，及時(shí)疏導(dǎo)地下水釋放壓力。

3.2 邊坡變形監(jiān)測方案

針對(duì)邊坡變形設(shè)計(jì)相應(yīng)的檢測方案，通過完整的監(jiān)測體系實(shí)時(shí)掌控邊坡情況保證邊坡工程的安全進(jìn)行。邊坡變形監(jiān)測首先需要在邊坡附近建立邊坡監(jiān)測站點(diǎn)，通過邊坡監(jiān)測站點(diǎn)構(gòu)建全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。通過建立在邊坡主滑面、潛在危險(xiǎn)滑面、風(fēng)化坡面、地質(zhì)分層點(diǎn)等關(guān)鍵地點(diǎn)建立監(jiān)測站并根據(jù)監(jiān)測站反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，既能及時(shí)發(fā)現(xiàn)坡面異常情況也能消除潛在危險(xiǎn)，及時(shí)作出安全處理。同時(shí)，坡面穩(wěn)定性監(jiān)測需要配合坡面應(yīng)力監(jiān)測和地下水監(jiān)測，通過坡面應(yīng)力監(jiān)測儀器測試邊坡內(nèi)部應(yīng)力、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力，全面監(jiān)測邊坡穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

露天邊坡由于巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造、惡劣氣候條件、人為活動(dòng)等因素導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，而邊坡的穩(wěn)定性與場地工程建設(shè)的安全密不可分，因此在加強(qiáng)露天邊坡治理的同時(shí)，通過結(jié)合實(shí)地勘測材料分析影響邊坡穩(wěn)定性的要因，提出露天邊坡大型滑坡治理方案以及邊坡加固策略，針對(duì)露天邊坡設(shè)計(jì)相應(yīng)方案，通過完整的監(jiān)測體系實(shí)時(shí)掌控邊坡情況保證邊坡工程的安全進(jìn)行。

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