張文興

（邵陽(yáng)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 邵陽(yáng)市 422000）

1 工程概況

邵陽(yáng)縣第五中學(xué)位于邵陽(yáng)縣黃亭市鎮(zhèn)，距縣城塘渡口鎮(zhèn)22 km。學(xué)校創(chuàng)辦于20世紀(jì)50年代初，占地 3.33 hm2（50 畝），建筑面積 7 200 m2，是黃亭市鎮(zhèn)學(xué)區(qū)普及九年義務(wù)教育的骨干學(xué)校。由于邵陽(yáng)縣第五中學(xué)的教學(xué)樓和學(xué)生宿舍樓限于當(dāng)時(shí)校址現(xiàn)狀，從而修建于山腳下，呈“一”字排開，長(zhǎng)約150 m。2002年8月16～22日邵陽(yáng)縣境內(nèi)普降暴雨，引起教學(xué)樓、宿舍樓背后山體滑坡，裂縫長(zhǎng)度達(dá)170 m，寬（0.5～2）cm，原漿砌石擋土墻嚴(yán)重傾斜，直接威脅教學(xué)樓、宿舍樓的安全，原居住的68位教師及家屬共225人全部撤出，有家不能歸。且正值開學(xué)之時(shí)，1 800名學(xué)生不能夠進(jìn)校上課，給社會(huì)帶來(lái)了嚴(yán)重的不穩(wěn)定因素。為了保證學(xué)校的安全，需對(duì)教學(xué)樓、宿舍樓背后山體進(jìn)行加固處理，考慮按治理滑坡體所采用的工程措施進(jìn)行整治設(shè)計(jì)。

2 地質(zhì)與地貌

該校址為低山丘陵谷地，斜坡后部為長(zhǎng)距離伸展的山腰，坡度平緩，山體雄厚，穩(wěn)定，再后則是山峰。斜坡前面是谷地，修建有教學(xué)樓、宿舍樓等建筑物。斜坡上部建有學(xué)生食堂等建筑物。斜坡為土坡，為第四系殘坡積黃色粘土，粉質(zhì)粘土，質(zhì)純，較密實(shí)，土層深厚，厚度約（8～15）m，無(wú)基巖出露。斜坡上生長(zhǎng)有菜苗，雜草等，植被不茂盛。下伏基巖為灰?guī)r。

3 滑坡成因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪了解，產(chǎn)生滑坡的原因主要為：

（1）教學(xué)樓、宿舍樓后斜坡為人工開挖的直立陡坡，高度為（7～10）m，斜坡坡度太陡，坡角約 20°～30°，范圍約150 m×15 m，因重力而形成的下滑力較大，人工開挖坡腳為滑坡提供了臨空空間，惡化了邊坡的穩(wěn)定條件。

（2）學(xué)校食堂廢水隨意排放，使得廢水滲入到斜坡土體中，在廢水長(zhǎng)期浸泡下土體的力學(xué)指標(biāo)，如內(nèi)摩擦角和凝聚力均會(huì)降低，使土體容易產(chǎn)生剪切破壞。

（3）該斜坡體經(jīng)過(guò)2002年8月16～22號(hào)的持續(xù)降大雨后，增大了土體的重量，加大了下滑力，降低了土的抗剪強(qiáng)度，從而降低了抗滑力，且斜坡上建有食堂等建筑物，增大了下滑力。

綜合分析上述滑坡原因可知：陡坡上食堂廢水隨意排放使得土體力學(xué)指標(biāo)降低是產(chǎn)生滑坡的內(nèi)在因素；加上連續(xù)降雨、人工開挖坡腳形成的臨空為產(chǎn)生滑坡的外在因素，因而造成嚴(yán)重滑坡。從滑坡特征來(lái)看，該滑坡屬淺層性牽引滑坡，其深度估計(jì)為6～8 m，滑動(dòng)面不切腳，教學(xué)樓及宿舍樓基礎(chǔ)不受滑動(dòng)面的影響。

4 滑坡治理設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)參數(shù)選定

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪的滑面地質(zhì)剖面圖及地形圖，計(jì)算確定滑床的深度和傾角。通過(guò)地質(zhì)勘探，探明了滑坡的滑動(dòng)性質(zhì)、滑動(dòng)面的傾角、滑坡的主軸方向并繪制出滑坡的地質(zhì)剖面圖?？紤]影響滑坡穩(wěn)定的各種因素后，選取計(jì)算參數(shù)如下：

（1） 滑面摩擦角 φ=5.5°;

（2） 凝聚力c=0.006 MPa;

（3）安全系數(shù)K=1.25;

（4） 土體濕重度 γ=20.5 kN/m3。

滑坡體在雨水或庫(kù)水的浸泡下，水充滿裂隙，產(chǎn)生滑動(dòng)，需考慮裂隙水壓力，其安全系數(shù)Kc用下面公式計(jì)算：

式中h——滑坡鉛直厚度（m）；

l——滑面分段長(zhǎng)度（m）；

a——滑面傾角；

yw——水的重度；

0.5ywh——裂隙水壓力；

tgφ——滑面摩擦系數(shù)；

c——滑面凝聚力。

4.2 滑坡體推力計(jì)算

在進(jìn)行推力計(jì)算時(shí)，將滑坡體沿滑動(dòng)主軸方向取1 m寬的單位土條進(jìn)行受力分析。根據(jù)滑坡體的地質(zhì)剖面圖，從滑坡體的后沿起，沿著主軸方向，把滑動(dòng)土體分成8段條塊，分別計(jì)算出每條塊的土體重量、滑面長(zhǎng)度、滑面與水平面的交角等參數(shù)，用推力公式從最上面的一條塊開始計(jì)算其下滑力（即推力），把此力作為下一條塊的推力來(lái)計(jì)算該條塊的下滑力，這樣從上而下依次進(jìn)行計(jì)算，直至最下面的一條塊為止。所用推力公式如下：

式中Ei——第I條塊土體的剩余下滑力（即推力）；

K——安全系數(shù)，取K=1.25；

Wi——第i條塊土體的重量；

ai——第i條塊土體滑面與水平面的夾角；

ai-1——第i-1條塊（即上一條塊）土體滑面與水平面的夾角；

f——摩擦系數(shù)，取f=tg5.5°=0.096；

c——凝聚力，取c=0.006 MPa；

Ei-1——第i-1條塊（即上一條塊）土體下滑力。

計(jì)算推力時(shí)分兩種情況：即無(wú)擋土墻（即自然狀態(tài)下）和設(shè)擋土墻，根據(jù)推力作擋土墻結(jié)構(gòu)計(jì)算。

4.3 治理措施及工程布置

根據(jù)推力計(jì)算成果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌情況，采取綜合治理的辦法。具體措施包括：減載、支擋、坡面保護(hù)等（圖1）。

圖1 滑坡體擋土墻、護(hù)坡平面布置圖

（1）減載：在高程304 m以上按1∶1.5坡度削坡，把土運(yùn)走，以減少土體的重量。

（2）支擋：以推力計(jì)算成果看，在坡腳處布置M 7.5漿砌石擋土墻用以支擋剩余滑坡推力，以支擋后沿土坡土體。

（3）坡面保護(hù)：擋土墻施工完成后，進(jìn)行坡面平整碾壓，在高程304.0 m以上采用草皮護(hù)坡，以防止雨水沖刷（圖2）。

圖2 滑坡體擋土墻、護(hù)坡剖面圖

4.4 擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)地形地質(zhì)條件以及原漿砌石可拆除利用，本次設(shè)計(jì)采用M 7.5漿砌石擋土墻。

（1）擋土墻穩(wěn)定應(yīng)力計(jì)算。

本工程不考慮地震設(shè)防，因此，只按正常情況計(jì)算。

擋土墻的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按下式計(jì)算：

式中Kc——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

ΣG——作用于墻體全部垂直力的總和（kN）；

ΣP——作用于墻體的全部水平力的總和（kN）；

f——底板與地基摩擦系數(shù)。

擋土墻的抗傾穩(wěn)定性按下式計(jì)算：

式中K0——抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)；

ΣMy——抗傾力矩（kN·m）；

ΣMc——傾覆力矩（kN·m）。

擋土墻基底應(yīng)力按下式計(jì)算：

ΣG——垂直荷載（kN）；

B——單位長(zhǎng)擋土墻（m）；e0——垂直荷載作用點(diǎn)與底板中心偏心矩（m）。

（2）細(xì)部設(shè)計(jì)。

a、伸縮縫設(shè)計(jì)。

擋土墻每隔15 m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)嵌瀝青杉板。

b、排水管設(shè)計(jì)。

擋土墻每隔3 m設(shè)一根排水管，排水管出口距墻頂3 m，以1∶5坡比放置；排水管采用Φ50的PVC管，排水管進(jìn)口處設(shè)砂卵石反濾層，以防土粒被帶走。

設(shè)計(jì)圖見圖3。

圖3 擋土墻結(jié)構(gòu)詳圖

5 工程施工

治理滑坡體的施工程序?yàn)椋菏紫葘?duì)食堂廢水進(jìn)行改道，在坡面上覆蓋塑料薄膜等，防止坡面積水并滲入滑坡體；接著進(jìn)行擋土墻的施工；然后開始挖除滑坡體按設(shè)計(jì)坡度對(duì)坡面進(jìn)行整平、鋪草。

6 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)工程于2002年9月完成并投入運(yùn)行，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。從擋土墻近幾年觀測(cè)結(jié)果表明，其水平位移和垂直位移均在允許范圍之內(nèi)，達(dá)到了控制土體下滑位移的目的。