邊坡巖土工程的治理方案與建議

聶建義

（湖南省煤田地質局第二勘探隊，湖南 株洲 412000）

邊坡安全對保障工程和下游居民生命財產安全有重要意義，為保證邊坡的穩定性，需要從巖土工程勘察入手，掌握邊坡實際狀態、評價邊坡穩定性、確定邊坡穩定性影響因素，然后據此制定合理可行的治理方案。

1 邊坡概況

象石南安樂點邊坡位于株洲縣淥口鎮，由第四系和石炭系地層組成，現場勘查場地標高為51.39～80.65 m，場地地形坡度較大，最大相對高差為29.26 m。本次勘察為象石南安樂點邊坡工程。

按《巖土工程勘察規范》 （GB 50021—2001） （2009修訂版） 和《邊坡工程技術規范》 （GB 50330—2013） 劃分，該邊坡相對高差位于15～30 m之間，破壞后果很嚴重，邊坡工程安全等級為一級；組成邊坡的巖土體種類較多，強度變化較大，均勻性差，巖體結構破碎，且含有多層軟弱夾層，地質環境條件復雜，邊坡工程勘察等級為一級。

2 邊坡穩定性評價及影響因素

2.1 穩定性評價

從現場勘察結果可知，坡頂與中間有4條拉張裂縫，縫長13～36 m，部分縫寬超過1 m，下錯高度可以達到0.3 mn，特別是后緣處f3與f4裂縫，有著明顯的變形情況，裂縫可以為降雨后雨水的滲入提供通道；并且在強風化凝灰巖層當中，存在軟弱夾層，在遇水之后產生泥化，使力學強度大幅降低。通過對邊坡變形特征進行的綜合分析，可知這一邊坡目前具有顯著宏觀變形特征，部分已產生剪切破壞，但破壞面并未貫通，從整體上看，邊坡欠穩，處于蠕動變形的狀態。然而，受長期降雨影響，該邊坡的整體穩定性會不斷降低，直到進入不穩定的狀態，產生滑動破壞，詳情見圖1。

圖1 邊坡變形裂縫

2.2 穩定性影響因素

2.2.1 巖土體性質

邊坡由角礫土、強風化砂質泥巖與泥灰巖三部分構成，結構比較松散且節理裂隙發育，同時，還含有若干軟弱夾層，在遇水后產生泥化，使力學性能變差，降低抗剪強度。另外，邊坡地表上裂縫發育，雨水可通過裂縫進入到軟弱層，將軟弱層泥化，逐漸達到飽和狀態，使力學強度進一步降低，最終引起邊坡變形和失穩。

2.2.2 地形特征

對邊坡進行開挖后，其坡度保持在35°～55°范圍內，邊坡上部較陡，坡度超過45°，由于巖土體大面積裸露，使軟弱帶發生塑流變形有了臨空面的支持。邊坡頂部地形雖然平緩，但容易形成積水，短時間無法排走，造成入滲。

2.2.3 降水

降水對邊坡穩定性有很大影響，尤其是持續降水與強降水。該邊坡所在地區屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年降雨充盈，暴雨與持續降雨均頻繁。伴隨地表水不斷入滲，于軟弱層大量富集，導致巖土體處于飽和狀態，自身抗剪強度大幅降低，影響邊坡整體穩定。

2.2.4 人為活動

該邊坡范圍內人為活動以邊坡開挖為主，邊坡的開挖改變了原始地貌，切坡后使斜坡的變形有了臨空面支持，坡體自身應力狀態發生變化，同時，削坡后沒有采取有效防護措施，導致邊坡逐漸失穩。

通過以上分析可知，該邊坡發生的變形破壞主要受巖土體自身性質與地形條件影響因素控制，同時，降水的入滲及切坡是邊坡整體穩定性主要影響因素。

3 邊坡治理

3.1 設計參數

邊坡工程安全等級為一級，穩定安全系數取1.35；設計工況按一般工況考慮；工程設計標準暴雨強度按50年一遇考慮，工程設計使用年限50年；具體的設計參數如表1、表2所示。

表1 巖土參數建議值

表2 地層巖性參數建議值

3.2 治理方案與建議

目前，邊坡變形集中在后緣，失穩集中在1號與6號剖面線之間，潛在的失穩方向為258°，寬84 m左右，縱向長70 m左右，最大厚度14 m左右，以推移式滑坡為最終的破壞方式。根據勘察成果和現場的實際情況，并結合邊坡變形具有的特點，決定采取以下治理方案：截排水溝+坡面修整+抗滑樁+擋土墻+坡面綠化+監測工程。

3.2.1 截排水溝

考慮到降雨對邊坡穩定性有很大影響，故在邊坡頂部、中間臺階、邊坡表面和邊坡底部均布置截排水溝，利用截排水溝減小邊坡表面巖土體受雨水的沖刷，并減少雨水的入滲。

3.2.2 坡面修整

修整上部較陡的邊坡表面，以降低整體的坡度，并對邊坡頂部存在的裂縫實施回填，避免雨水通過裂縫向下入滲。

3.2.3 抗滑樁

考慮到邊坡有很大的潛在失穩厚度，而且變形集中在后緣，在后緣會產生很大推力，故在邊坡中間臺階處設置抗滑樁，將其作為邊坡的支擋結構，從而增強穩定性。

3.2.4 擋土墻

在邊坡底部增設擋土墻，用于防止下部巖土體產生變形破壞。

3.2.5 坡面綠化

對直接裸露的邊坡表面做生態防護處理，這樣能在減小雨水沖刷的同時，恢復邊坡自然生態并美化工程。具體措施為在邊坡表面種植易于存活和生長，而且能起到固土作用的植物。

3.2.6 監測工程

其目的在于了解邊坡在施工與運行時產生的變形及變形特征，從而判斷邊坡是否保持穩定，以保證安全，并及時作出正確的預報預警，檢驗防治措施是否有效，最終為今后的防治工作積累經驗。

3.3 注意事項

（1） 在邊坡支護方案編制中應做好巖土工程設計，并以施工圖設計文件為依據編制合理可行、切實有效的施工組織設計。

（2） 開工前合理安排施工順序，保證施工順利、有序、安全進行。

（3） 邊坡加固要在邊坡底部建筑施工前完成，對邊坡進行加固治理時，應做好應急預案，制定有效安全措施。

（4） 邊坡施工與使用時，應對所有影響邊坡穩定性的因素進行嚴格控制，不可隨意對邊坡坡腳進行開挖，同時開挖應分層進行，做好每一層的支護。另外，不可在邊坡頂部大量堆載，并防止地表水下滲，加強環境保護。

（5） 建立有效的邊坡變形監測系統，對邊坡發生的變形予以實時監測，以動態掌握邊坡實際情況，從而采取針對性處理措施。

（6） 支護施工開始前與進行時封閉邊坡周圍所有場所，設置隔離設施，保障施工安全。

（7） 由于邊坡中各巖土層在遇水后容易軟化，所以在加固時，應優先考慮有水鉆探的方法。

（8） 待邊坡加固治理結束后，在使用期內加強長期觀測，掌握邊坡動態，以保障人員安全。

4 結語

（1） 該邊坡目前整體欠穩，隨著降雨不斷進行，將進入不穩定狀態，產生滑動破壞。

（2） 邊坡穩定性受巖土體性質、地形特征、降水、人為活動等因素影響，其中，降雨后雨水入滲與人為活動的切坡是主要因素。

（3） 針對該邊坡實際情況，建議采用截排水溝、坡面修整、抗滑樁、擋土墻、坡面綠化、監測工程相結合的治理方案。