高邊坡滑坡機理分析及處治

胡鳳鑫

（福建路橋建設有限公司， 福建 福州 350000）

0 引言

隨著經濟社會逐漸發展，公路建設步伐逐漸加快，公路建設時對應邊坡的實際滑塌情況越來越得到有關施工方的重視，滑坡現象在現代公路建設中實際上非常的常見。其中一方面是受到對應邊坡的土質以及降水、施工、地下水等因素的干擾，另一方面是受到對應公路所在環境的復雜情況影響，對應的路基填方的實際高度不斷增大，從而逐漸形成高坡，以至于高坡的穩定性逐漸下降，所以依據對應邊坡的滑動現象采取防治管理，這實際上對于相關的公路安全保障道路施工安全的意義十分重大。

1 公路邊坡的滑塌工程概況

以河池至百色高速公路№1合同段K1+600～K1+810段高填方為例進行介紹，該段填方高度最高約25.0-36.0m，左側臨山坡，右側位于山體坡腳。根據自熱地形條件，其左右均屬高填路基。 在設計勘察時候路段發現滑坡，經現場地質調查、測繪和鉆探發現該處滑坡為古滑坡。滑坡主滑方向為北東偏北，縱向長度約130橫向，寬約70m，面積約91002m2,滑體厚度約2.0～4.0m,體積約2.7*104m ,主要由含碎石粘土組成。2017年5月已填筑完成約30m高,6月以來河池市進入雨季時期，長時間降雨，不斷浸水導致地基強度急劇降低失穩從而引起滑移，填筑面開裂向外最大13cm并產生下沉，邊坡防護開裂。

2 高邊坡滑坡機理

2.1 土體物理力學指標

通過室內試驗得出的結果表明，填筑土體中粉質黏土，其自由膨脹率為 41%到 48%，之間，具有膨脹性，表現為吸水后體積膨脹，同樣的，具有干裂性，失水后體積收縮，粉質黏土做為路基表面的填筑土體，其本身所具有的特性是導致道路表面出現龜裂現象的主要原因，表面的龜裂使得降水向下滲透。綜上所述，填土自身所具有的膨脹性及收縮性為邊坡滑坡隨時性提供了一定的物理基礎。

2.2 滑坡分析

該滑坡所在區域降水量非常集中，同時降水量非常豐富。在當地的雨季時，水體會由雨水聚集形成表面徑流，然后沿著海拔由高向低進行排水，所以該邊坡的土地表面會不斷地經受雨水的侵蝕，從而迫使邊坡加寬裂縫，使得侵蝕快速擴大。在這個過程中，隨著雨水的不斷侵蝕逐漸對坡體產生一定的坡腳軟化，當然在多方面的因素共同作用下就會迫使抗剪強度隨侵蝕不斷降低。同時填土的本身結構并不緊實多為疏松質地而且含有較多的空隙，其本身還存在一定的裂縫，所以大量雨水不斷地沖刷侵蝕下滲之后，就會在地表發生一定的轉化，然后最終成為該區域下滲的地下水。當然其中的一部分填土原本存在一定的孔隙，實質上是該部分土體增重的關鍵因素；同時另一部分邊坡填土則在雨水的侵蝕作用下不斷使間隙擴大，水體將沿間隙不斷的向下滲透，從而在侵蝕作用下使得間隙之間產生相互貫通，深層土體在侵蝕作用下不斷地被軟化，牽一發而動全身，抗剪強度也在共同作用下被削弱。但是，原始地層所具有的緊密的特性，形成隔水層，起到一定的隔水作用。這樣的情況下，雨水在滲透后無法繼續完成排泄，因此原地面排泄成為其為以的排泄口。周圍土體軟化及抗剪強度下降功能共同作用產生了軟弱層，為邊坡可滑動創造了條件。綜上所述，本區高邊坡長期處于極限穩定的狀態下，在受到多重因素共同作用的過程中，上部土體沿原地面發生多種程度的滑動。推移為其滑動的主要形式。因此，人類活動、降水和土體自身性質都是成為影響邊坡穩定性的重要因素。

3 高邊坡的實際穩定性計算探究

為了使得計算結果明確，同時計算簡潔便于分析計算，將選取現有的三處斷面進行代表性分析處理。

3.1 計算選定參數—滑體的對應土重

依據當前的實驗研究資料表明，對應土體在飽和的天然狀態下實際選取重度為19.8kN/m3以及18.8kN/m3。以公路的路基填土作為滑體的主體進行研究。

3.2 對應抗剪的強度

抗剪的實際強度是公路對應高邊坡滑坡實際治理施過程中的重要參數，該參數決定著邊坡的實際穩定性的預測以及相關推力的研究計算結果，對應的根據公路邊坡實際的土體類型，結合實際采用一定的反演法進行抗剪強度的初步測定分析。

對應的高邊坡穩定性依據下列公式進行計算，采取系數的傳遞形式進行計算

Pi = Pi - 1□ψ + Ks□Ti - Ri （1）用于計算剩余的推力

Ti = Wi(sin αi + A cos αi) + rwhrw Li cos αi sin βi cos( αi - βi)（2）

Ri = Wi( cos αi - A sin αi) - Nwi cos αi -rwhrw Li cos αi sin βi sin( αi -βi)tan φi + CiLi（3）用于計算抗滑力

ψ = cos( αi - 1 - α ) - sin( αi - 1 - αi)tan φi 用于計算傳遞系數ψ

Nwi = rwhrw Li （5）用于計算孔隙水壓力Nwi

通過公式 ﹝Ⅰ ﹞ 到公式 ﹝ Ⅴ﹞ 表明：Pi 表示的是第 i條塊的推力，單位為﹝ kN/m﹞；Pi 1則表示的是第i - 1 條塊的滑力，單位為﹝ kN/m﹞；Wi 表示的是第i 塊滑體的重量，單位為﹝ kN/m﹞；Ci 則表示的是第i塊滑體的是內聚力，單位為 ﹝kPa﹞；φi 表示的是第i塊滑體的是內摩擦角，單位為 ﹝ °﹞ ； Li表示的是第i塊滑體的表面長度，單位為 ﹝m﹞；αi 表示的是第i塊滑體的表面傾角，單位為 ﹝° ﹞ ； βi 表示的是第i 塊滑體所在區域地下水走向，單位為﹝°﹞ 。通過運用以上公式推導計算后得到的結論是當推力＜0時，滑體上部狀態，對相鄰的滑體近乎沒有推力作用。

3.3 結果計算總結

計算結果顯示，當相關的系數在1.30的時候，實際上在最后面的一個滑體在無任何外力影響下天然狀態時的滑力實際上是756.619kN/m，另外的一個斷面滑力實際是2828.405kN/m，第三個斷面的實際滑力是750.771kN/m。這三處的天然斷面所承受的抗滑力實際上都比實際滑力要小很多，所以就可以確定實際上該邊坡處于非常不穩定的狀態，也就是隨時可能出現意外的滑坡現象。

4 高邊坡滑坡防治措施

此施工項目中的高邊坡實際上是滑土坡，是按照滑體的體積以及對應邊坡的實際物質構成判定的，同時結合實際滑坡原因鑒定該滑坡為工程性滑坡。結合該邊坡的實際特征以及路基特點和滑坡的原因對方案進行制定，最終采用反壓以及回填的處治方案進行防治

回填處治段落為 K1+600～K1+800段：首先對反壓區軟土及滑塌路基進行清除，換填一層約2～4m厚片石，后分層回填土反壓。反壓填土至第三級填土平臺，填土坡率1：2，平臺寬度約20～40m。因該處山體裂隙水發育，應增加相應排水措施，沿目前填土標高縱向填挖交界處增設一條滲溝（長約 120m），路堤繼續填土之前鋪設一層土工格柵以增強路堤橫向穩定性，然后再鋪設50cm厚碎石層和土工布作為路基橫向導水層。在處治進行結束之后，經過緊密的計算分析，使得安全系數達到1.30，使得對應滑力降到0，所以說明這樣的處治措施非常有效，同時能保證該坡段的滑體穩定持久性。

5 結語

我國國土非常遼闊，地勢大不相同，不同部分的地勢邊坡所產生的滑塌現象起因也大不相同。多數的邊坡可能產生地質滑塌的原因實質上是邊坡的坡面碎石塊以及土質中間的軟弱層逐漸形成的天然性滑塌，其中的內在因素以及長期的經受雨水的不斷侵入的不可避免性外在因素的一致共同作用。當然治理實際的滑塌現象在考慮治理根本的同時，也必須要考慮經濟適用性，利用一種能夠上卸下壓同時中間進行封閉的方式進行治理，既可以達到封水的效果，同時還能保證結構整體較輕，從而使得對應的邊坡治理達到長期的穩定效果。通過對合理化防治措施的實際應用，同時經過一系列檢驗措施鑒定，本工程的高邊坡在經過一系列治理之后并沒有產生滑坡現象，施工中也未曾因滑坡出現事故，該邊坡非常穩定，所以非常好的保證了相關公路的實際施工以及日常使用安全。