東南沿海地區邊坡穩定性及治理方案設計分析

李林森，張西根

(武漢華夏理工學院，湖北 武漢 430223)

0 前 言

在特大暴雨影響下及其他不利因素影響下，一些較弱的地質區域經常伴有地質災害的發生，對當地居民的財產和生活造成了很大的損害。目前國內外許多學者對巖質邊坡穩定進行了分析，李占飛[1]對高陡巖質邊坡地質災害的勘察設計進行深入分析。 廉旭闖[2]結合勘察、測繪、理論分析與穩定性計算等手段，對該滑坡的特征、變形機理、穩定性、前期治理失效原因及下一步治理對策進行研究。 歐健[3]分析了巖土工程邊坡失穩的原因，并結合實際案例，如何加強邊坡防護工程，提高邊坡的穩定性。雖然這些學者對邊坡穩定性進行了分析，但是并沒有對穩定性特點進行分析。而且只是單純的分析治理措施。楊圣[4]對于崩塌地質災害，必須采取有效的治理方案。鄒海萍[5]提出市政道路高邊坡治理的設計要點，本文通過選取具有代表性的邊坡進行地質調查，并分析邊坡破壞模式及穩定性分析，最后根據勘查結果和穩定性分析，對勘查區邊坡的防治工程設計提出較合理的建議。

1 勘察區域邊坡工程地質特性

1.1 工程地質特征

勘查區位于低山丘陵，斜坡坡腳(滑坡處)海拔30 m，第一斜坡頂部海拔80 m，相對高差約50 m，斜坡地形陡峭，地形整體呈上緩下陡趨勢，高程70～90 m斜坡坡度25°～30°，高程30～70 m斜坡坡度30°～35°，整體平均坡度約30°，坡向135°；斜坡中上部零星出露孤石，局部地帶修建墳墓開挖形成臺坎狀，斜坡植被發育，主要以低矮灌木與竹林為主。邊坡頂部第四系松散覆蓋厚度約2 m，巖性為含碎石粉質黏土，灰黃色，稍濕，硬塑狀，碎石含量較多5%～20%，粒徑2～20 cm，呈棱角狀～次棱角狀；下部基巖表層呈全風化，全風化基巖風化成土，局部包含未完全風化塊石，斜坡中上部全風化層厚度 1.0～1.5 m，下部基巖呈強風化，強風化基巖巖體破碎，呈灰黑色，碎裂狀，巖石堅硬，巖體節理裂隙極發育。見圖1。

圖1 滑坡概貌

1.2 變形破壞影響

滑坡發生于斜坡坡腳，滑坡前緣寬25約m，長約8～15 m，厚1.5～5 m，主要由兩個小滑坡(HP1、HP2)組成。

1)雨水作用。地下水的發育使得巖體結構面容易被軟化而抗剪強度降低，同時高強度暴雨使裂隙中的孔隙水壓力升高，對邊坡的穩定性起到了較為不利的影響，同時坡內第四系松散巖類空隙水較豐富，使得邊坡穩定性進一步變差。

2)人類活動。建房開挖坡腳形成高陡邊坡，改變了坡體內部原有應力平衡，邊坡前緣臨空，失去支撐，在后緣斜坡土體重力作用下，容易在臨空面形成剪出，對后緣形成拉裂，形成牽引式滑坡，人類活動是形成本次災害的重要因素。

綜上所述，勘查區斜坡地形陡峭，邊坡高陡，在人類活動、降雨等因素影響下形成本次滑坡，其中人類工程活動是形成滑坡的直接因素，降雨是誘發因素。如圖2所示。

圖2 滑坡變形

2 穩定性分析

2.1 計算模型與方法

勘查區邊坡工程重要性等級屬于II級，此次穩定性系數K驗算標準取1.3。計算模型：選取I-I′典型剖面作為計算剖面，滑面形態為圓弧型；計算方法：采用理正復雜土層土坡穩定計算軟件，運用瑞典條分法和簡化畢肖普法進行計算。

2.2 計算參數選取

本次巖土體參數主要根據《某滑坡巖土測試實驗報告》取值，并與相關規范中巖土體推薦值進行比較；最后通過模型(恢復原地貌)進行參數反演(見圖3)，選取1-1′剖面進行反演，根據反演結果對巖土體參數進行修正，最終確定各類巖土體參數取值見表1。

表1 邊坡巖土體物理參數表

圖3 1-1′剖面反演計算模型

2.3 穩定性計算結果

選取I-I′典型剖面進行穩定性分析，詳細結果及計算模型如表2，圖4～5。

表2 邊坡穩定性計算

圖4 1-Ⅰ′剖面模型

圖5 邊坡穩定系數曲線圖

結合上表2及曲線圖4～5可知，天然工況條件下，穩定性隨著深度變化基本符合公式：

y=0.0883x+1.0095

(1)

暴雨工況條件下，穩定性隨著深度變化基本符合公式：

y=0.0396x+0.959

(2)

3 治理工程設計

3.1 治理工程概況

選取圖6邊坡進行治理，滑坡前緣寬約25 m，長約8～15 m，厚1.5～5 m，主要由兩個小滑坡(HP1、HP2)組成，對現有邊坡坡腳用擋墻支擋，上方斜坡按規范進行削坡，后采用錨桿+格構進行護坡，在斜坡上方修建截排水。

3.2 治理后穩定性驗算結果

工程治理后，通過建立模型運用理正軟件對邊坡穩定性進行計算，結算結果以及計算模型如表6和圖6。

圖6 1-Ⅰ′剖面治理模型

表3 治理后邊坡穩定性系數一覽表

結合1-Ⅰ′治理后的邊坡的穩定性計算結果分析，其天然工況穩定系數增加了36%，暴雨工況情況下，邊坡穩定系數增加了38%，可見治理效果比較明顯，因此，治理設計是比較符合當地的邊坡治理的。

4 結 論

本次勘查工作，完成了大量野外調查研究，進行了工程地質、理論計算等，在此基礎上，全面分析了滑坡形成的原因及其穩定性，并分析了當地邊坡治理設計，結論如下。

1)勘查區內已發生的地質災害為滑坡，區內治理斜坡整體較穩定，災害主要表現為斜坡局部存在滑坡隱患和斜坡坡腳邊坡巖土體在強降雨條件下發生局部變形失穩，而且大部分為牽引式土質滑坡。

2)勘查區斜坡地形陡峭，邊坡高陡，在人類活動、降雨等因素影響下形成本次滑坡，其中人類工程活動是形成滑坡的直接因素，降雨是誘發因素。

3)研究了勘察區域邊坡穩定系數與邊坡高度之間的關系。

4)治理方案：對整段邊坡采用擋墻加固，并對斜坡進行削坡，削坡平整后用格構錨桿加固，此外，在斜坡上修建截排水溝的方式進行了計算，邊坡穩定性系數增加了30%左右，計算結果也表明此方式是比較符合沿海地區邊坡治理設計的。

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