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【摘 要】在边坡工程中，土岩结合边坡是一种常见的边坡类型，土岩接合面经常成为滑动面，造成典型的边坡滑动形式—浅层滑动。本文结合工程实例，对某土岩结合边坡进行了详细滑坡勘察，通过分析工程地质条件，阐述了滑坡特征描述及原因分析，并提出了滑坡的治理方案，可为相关工程提供参考。
【关键词】边坡；滑坡；勘察；治理；抗滑桩设计
边坡就是指人工及自然形成的一种斜坡，它作为人类所生活的地质环境中的一种，是在工程建设过程中常遇到的形式。在边坡地段，滑坡是一种十分常见的地质灾害现象。它不仅给工程施工带来了较大的难度，还威胁着人们的生命安全及财产安全，因此，为了降低边坡带来的影响，对边坡滑坡问题进行勘察与治理已成为工程建设者的重要任务。本文将立足于工程实例，进行土岩结合边坡的勘察，并给出一些治理措施，对工程的建设具有一定的实际意义。
1 工程概括
某边坡高差约50m，为该项目中场平边坡高差最大边坡。在边坡施工过程中，由于边坡开挖后，应力平衡遭到破坏，支护措施未能及时跟上，在施工过程中曾经发生过小型垮塌。后由于持续罕见暴雨，雨水入渗坡体，不仅加大了土体的自重，而且降低了土体的抗剪强度，进一步增大了滑坡体的下滑力。在多种因素共同作用影响下，该坡面发生大面积滑坡，原有坡面混凝土及锚杆发生开裂、垮塌、脱落，滑坡体在坡底堆积，坡底局部抗滑桩发生较大变形。
2 工程地质条件
2.1 地层岩性
该段滑坡地层主要由人工填积层(Qml)、第四系上更新统冲积层(Q3al)及泥质粉砂岩(④)组成。人工填积层(Qml)主要包含杂填土(①1)和素填土(①2)，土体性质较差，均呈稍湿、松散状态，为滑体的主要组成部分。第四系上更新统冲积层(Q3al)主要包含粉质粘土(②)及卵砾石层(③)。粉质粘土(②)为黄褐色、深褐色，呈可塑状态；卵砾石层(③)主要由卵石、圆砾、砂及粉质粘土组成，渗透系数较大，为降雨入渗通道。
强风化泥质粉砂岩(④1)呈红褐色，紫红色，泥质或粉砂状散体结构，薄至中厚层状构造，泥质胶结。主要由泥质矿物、长石、石英组成，含少量云母及暗色矿物。岩芯破碎，呈碎块、块状，岩质较软。
中风化泥质粉砂岩④2呈红褐色，紫红色，层状结构，薄至中厚层状构造，泥质胶结。主要由泥质矿物、长石、石英组成，含少量云母及暗色矿物。岩芯较完整，多呈短柱状，部分柱状，节理较发育，节理面多为白色钙质充填，局部裂隙发育，岩质较软。岩体层面局部夹有泥质矿物，遇水易软化。
岩体产状变化较大。东北方向岩层产状由110°∠8°变化为120°∠27°，在场地西南侧岩层产状为76°∠23°。整体场地岩体裂隙一般发育。岩体部分层面夹有泥质物质，遇水易软化。
2.2 断裂构造
拟建场地位于凹陷盆地北侧，未发现有区域性断裂存在。场地中存在一小型逆断层，贯穿场地边坡。断层面产状194°∠79°，断层宽度约0.5m。断层上盘受挤压变形，产状147°∠45°，下盘产状151°∠23°。断层带周边岩体裂隙较发育，多呈张开状。
3 滑坡特征描述及原因分析
3.1 滑坡特征描述
该滑坡分为两个相对独立的HP1滑坡、HP2滑坡组成。HP1滑坡位于场区东侧位置，滑体主滑方向为NE121°，与坡向基本一致，轴线长约45m，宽约54m，滑坡体平均厚度约3m，面积约2.2×103m2，滑体体积约6.6×103m3，属小型滑坡。滑坡后缘靠近坡体顶部，高程为66.6m，坡面支护措施破坏严重。前缘延伸到边坡的第三级平台边缘处，高程为51.4m。该滑坡大部分滑体已被清理。坡面上仍发育有多条沿坡体走向延伸的张拉裂缝。
HP2滑坡位于场区西侧半环形坡体位置，两侧坡面坡向分别为NE120°和NE64°，主滑方向为NE91°。此处滑体上部土层分两个方向朝内侧滑动，其滑动方向分别为NE120°和NE76°，与岩层倾向基本一致。滑坡深部岩体整体主滑方向为NE91°。轴线长约84m，宽约72m，滑坡体平均厚度约8m，面积约6.3×103m2，滑体体积约5.1×104m3，属小型滑坡。滑坡后缘位于坡体的近坡顶位置，为原设计边坡第五级坡体顶部，此处发现明显的拉张裂缝，且地表已显著错动下滑，该处高程约72.0m，前缘在抗滑桩及挡墙位置，此处为剪出口。
3.2 滑坡成因分析
HP1滑坡主滑方向与岩层倾向及坡面坡向基本一致，滑坡边界清晰。滑坡发生时，后缘形成高约0.5m的滑坡台坎。在前缘位置发生上覆土体沿基岩面剪出，原有喷锚混凝土护面破坏严重，形成明显的剪出裂缝。前期的滑坡主要为浅表层土体滑动，由多个出现在土体中的圆弧滑动面连通，在滑体前缘位置剪出。滑体由回填的素填土、杂填土和粉质粘土及卵砾石组成。原滑体大部分已被清除，现坡面仍发育有多条拉张裂缝。
HP2滑坡主滑方向为NE91°，滑体两翼滑动方向大体与各自岩体倾向一致。在后缘位置出现明显的错落台阶，错落高度约2.0m；在坡体中部分布多条沿坡体走向的弧形拉张裂缝，裂缝宽度约2cm。滑体前缘分别作用在部分抗滑桩及挡土墙上，抗滑桩桩体结构出现明显的位移，局部桩体及冠梁受剪切破坏。滑体前缘受到约束，在抗滑桩上部平台处产生剪切裂缝，沿坡体走向延伸，挡土墙部分剪出破坏；两侧翼滑动导致滑体中部受到挤压，地面受挤压隆起，隆起高度约0.5m。在滑体左侧边缘，地形相对平缓，地层较为稳定，在右侧边缘边界受场地内断层控制。HP2滑坡为发生在基岩层面的牵引式滑坡。滑体由上覆土体与基岩组成。其中基岩以强风化泥质粉砂岩为主，在滑面连通的区域包含部分中风化基岩。上覆土体主要为卵砾石层，透水性强。强风化泥质粉砂岩，节理裂隙发育，岩体多破碎，透水性较强。岩体层面多夹有泥质矿物，遇水软化明显。目前该滑坡仍处于缓慢蠕动变形中。
通过前期的滑坡勘察工作及分析，滑坡形成的原因主要有以下三点:
(1)顺层坡向对岩体自身稳定性不利。滑坡区地形高差较大，开挖后坡面呈阶梯式下降，形成较多临空面，为滑坡下滑提供了较大的重力势能和移动空间。
(2)滑体土主要为粉质粘土和卵砾石层，遇水强度降低。下部岩体结构面较发育，岩体层面多夹有泥质矿物，遇水易软化。岩土体接触面较陡，不利于上覆土体的稳定，易于形成沿接触面的滑动。
(3)强降雨作用是滑坡的主要诱因之一。滑坡发生前，日降雨量达到204.1mm。对边坡稳定带来非常不利的影响，雨水入渗不仅加大了土体的自重，而且降低了土体的抗剪强度，进一步增大了滑坡体的下滑力。
4 治理措施
4.1 滑带岩土强度指标的选取及稳定性分析
(1)滑带岩土强度指标确定。本次滑坡设计滑动面参数的选取主要根据试验测试成果及原有滑动的反演分析。
反演分析中将边坡恢复成未发生滑动前的坡面，边坡稳定系数取0.99～1.00，剩余下滑力取0，并结合室内试验的测试成果，最终确定的滑面参数如表1。
(2)稳定性评价。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219－2006)中的有关规定，坡体的安全系数应分别达到:
工况一:自重＋荷载(天然状态)为1.30；工况二:自重＋暴雨(饱和状态)为1.15。
边坡稳定性评价采用极限平衡法，以工况二为最不利工况，计算现状边坡的稳定性系数见表2。
由表可知，无论是HP1还是HP2，滑体在天然状态下均处于欠稳定状态；在暴雨工况下，其稳定性降低，稳定性系数均小于1，存在安全隐患，因此亟需对现状边坡进行治理。
4.2 滑坡整治处理的思路及主要工程措施
根据滑坡变形特征及滑坡发展趋势的特点，考虑整体稳定在坡脚采用抗滑桩，坡面防护采用锚杆格构梁；坡面绿化并加强滑坡区内的排水。
由于滑坡在以后每年降雨的影响下，变形不断累积，滑动面逐渐贯通形成，滑带土强度不断降低，滑坡稳定性不断下降，变形现象会逐渐加剧，最终在暴雨的作用下会发生整体性下滑破坏，同时滑体将可能沿坡面处发生次级滑动剪出。因此在滑坡的次级剪出口设置一道抗滑桩，锚固段为中风化泥质粉砂岩。
滑坡区的汇水面积较大，暴雨期间，滑坡顶部的雨水顺坡流下，为了防止雨水渗入滑坡体内，在滑坡的后缘及马道设置截水沟，坡底设置排水沟，坡面设置跌水踏步，具体措施如下:
(1)支挡工程。HP1为土岩交界面滑动，且滑坡后滑面以上土体大部分被清除，滑体剩余下滑力较小，坡脚不设置支挡结构；HP2为发生在基岩层面的牵引式滑动，且剩余下滑力较大，坡脚位置设置单排抗滑桩，桩截面采用直径1.5m的圆形桩，桩长10m，共设置23根。
(2)坡面防护工程。HP1和HP2滑坡区域均采用锚杆格构梁护面，格构梁内植草绿化，锚杆间距2.5～3m，长6～21m，锚孔孔径130mm，孔内灌M30水泥砂浆。
(3)排水工程。坡顶设置梯形截面截水沟，底板配筋加强；坡底设置矩形排水沟，沟身及底板配筋加强；平台设置截水沟；坡面采用跌水踏步导水消能；水流量较大位置设置集水井。
4.3 抗滑桩设计计算
抗滑桩，是一种大截面侧向受荷桩，有着抗滑能力大、对滑体稳定性扰动小及桩位设置灵活等特点，广泛应用于滑坡治理中。
目前抗滑桩的计算方法常见的有悬臂桩法、地基系数法、矩阵分析法、数值计算法等。都将地基视为弹性介质，应用弹性地基梁理论，以捷克学者Winkler提出的“弹性地基”假说作为计算的理论基础。
本次抗滑桩设计采用悬臂桩法，将滑动面以上桩身所承受的滑坡推力和桩前滑体所产生的剩余抗滑力或被动土压力视为已知外力，将它们作为滑动面以上桩身的设计荷载，然后根据滑动面以下的岩、土的地基系数计算锚固段的桩侧应力以及桩身截面的位移及内力。
抗滑桩具体参数见表3:
根据计算结果可知，桩顶最大位移为30mm，桩身最大弯矩分布在距桩顶6m位置，其值为5231.25kN·m，剪力最大值为1370.51kN。依据桩身弯矩、剪力，计算出桩身配筋如图1。
5 结语
综合上述，在边坡工程建设中，滑坡治理是一个十分重要的工作内容。为了确保工程质量，就必须对工程建设进行有针对性的边坡滑坡勘察，对边坡稳定性作出评价，并制定好相应的治理措施，才能有效地解决边坡加固治理问题，文章土岩结合边坡滑坡勘察设计，得出
该滑坡分为两个独立的HP1和HP2滑坡，HP1沿土岩交界面滑动，且滑坡后滑体大部分已清除，剩余下滑力较小；而HP2主要沿基岩层面滑动，剩余下滑力较大。无论是HP1还是HP2滑坡，暴雨工况下安全系数都小于1，都处于不稳定状态，亟需进行边坡的加固治理。边滑坡治理后应加强监测，形成边坡与滑坡工程的预报系统，减少边坡滑塌与滑坡造成的灾害损失。
参考文献：
[1]魏明，宋琦.解析边坡滑坡工程治理的地质勘查与防治措施[J].城市建设理论研究:电子版.2014.
[2]饶培娟.论边坡滑坡工程治理的地质勘查与防治措施[J].甘肃科技.2012.
[3]王钦峰.浅谈滑坡的防治措施及地质勘查[J].城市建设理论研究:电子版.2015.
论文作者:马伟
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/9
标签：滑坡论文; 基岩论文; 产状论文; 工程论文; 稳定性论文; 后缘论文; 工况论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;