魏賢科

（貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院有限公司 貴州貴陽(yáng) 550000）

1 引言

當(dāng)前，在公路工程、鐵路工程等項(xiàng)目建設(shè)中，存在很多邊坡災(zāi)害，比如滑坡、崩塌等等。如果不能結(jié)合邊坡實(shí)際情況采用相應(yīng)的加固防護(hù)措施，則會(huì)影響邊坡結(jié)構(gòu)安全，必須采用相應(yīng)的分析軟件對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為項(xiàng)目建設(shè)提供依據(jù)。

2 高陡邊坡的穩(wěn)定性影響因素

通過(guò)對(duì)巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)進(jìn)行調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，影響邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素包括巖層特性、突發(fā)地震、巖石種類、施工干擾、邊坡型式、降雨等，如圖1所示。如果巖質(zhì)邊坡受到自然風(fēng)化，大量降雨滲入地層中，或者局部地下水上升，就會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)斷層力學(xué)性能降低，影響邊坡抗滑能力。另外，在降雨地表水流動(dòng)以及施工開(kāi)挖的影響下，邊坡下滑力逐漸增加。上述影響因素都會(huì)造成局部滑塊邊界的力學(xué)性能降低，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低，進(jìn)而造成滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

3 高陡邊坡概況

某高速公路A3合同施工路段為K28+450～K280+650段，該施工路段為侵蝕剝蝕丘陵地貌，區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在強(qiáng)降雨的影響下，容易發(fā)生滑坡、崩塌以及洪澇等地質(zhì)災(zāi)害。另外，在該施工區(qū)域由于受到開(kāi)挖施工因素的影響，原有的坡面結(jié)構(gòu)受到破壞，形成高陡巖質(zhì)邊坡，自然植被以及地質(zhì)環(huán)境均受到破壞。另外，山體中巖土的原有節(jié)理走向也被切斷，導(dǎo)致開(kāi)挖后的坡面土體裸露或者臨空，應(yīng)力平衡受到破壞，在雨水滲入、沖刷以及風(fēng)蝕等因素的影響下，就會(huì)造成高陡巖質(zhì)邊坡發(fā)生沉降變形，同時(shí)還會(huì)增加邊坡滑移、表面剝落等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率。

圖1 影響邊坡穩(wěn)定的主要因素

4 高邊坡穩(wěn)定性分析

4.1 定性分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知，該高陡邊坡場(chǎng)地地貌類型單一，地層界線清晰度比較高，巖土工程地質(zhì)條件良好，不存在斷裂構(gòu)造以及褶皺構(gòu)造發(fā)育。在施工場(chǎng)地的南段位置有1條破碎帶F1，產(chǎn)狀為340∠75°，F(xiàn)1與人工邊坡斜交，對(duì)于邊坡穩(wěn)定性的影響較小。但施工場(chǎng)地表層第四系覆蓋層的厚度較大，自然邊坡坡度較大，并且人工開(kāi)挖所形成的邊坡陡峭，坡面上存在裂縫。在暴雨季節(jié)，地表水徑流量增加，雨水對(duì)坡面造成沖刷，對(duì)于穩(wěn)定性比較差的坡體會(huì)形成動(dòng)水壓力、靜水壓力等，坡面裂隙以及坡體結(jié)構(gòu)的充填物在雨水因素的影響下，抗剪能力降低，導(dǎo)致穩(wěn)定巖體和不穩(wěn)定巖體之間的側(cè)向摩擦力降低，不穩(wěn)定巖體的穩(wěn)定性越來(lái)越差。嚴(yán)重影響土體結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度，甚至引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)此，需要采用相應(yīng)的穩(wěn)定性分析并提出治理方案。

4.2 定量分析

4.2.1 計(jì)算模型概化

綜合考慮工程地質(zhì)條件、滑坡特征等因素，將滑坡分為以下幾種工況條件：①滑坡體為殘坡積砂質(zhì)粘性土，滑床為中風(fēng)化花崗巖、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖；②滑面為圓弧滑動(dòng)面，滑面傾向與坡面傾斜相同；③在具體的計(jì)算分析過(guò)程中，正常工況邊坡處于天然狀態(tài)下，而非正常工況邊坡中的非正常因素指的是暴雨、強(qiáng)降雨。

4.2.2 土體試驗(yàn)成果分析與計(jì)算參數(shù)的選用

根據(jù)原位測(cè)試以及室內(nèi)土工試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)土體物理學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果如表1所示。采用上海華巖巖土工程勘察軟件，同時(shí)根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（DGJ08～2012）中的要求進(jìn)行分層樹(shù)理統(tǒng)計(jì)，對(duì)于異常數(shù)據(jù)，直接剔除，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，指標(biāo)變異系數(shù)在0.002～0.223之間。在地質(zhì)邊坡滑坡因素的影響下，土體結(jié)構(gòu)受到破壞，巖體特征計(jì)算數(shù)據(jù)可靠。

表1 不同工況下邊坡巖土體的物理力學(xué)參數(shù)

4.3 計(jì)算剖面選擇、穩(wěn)定性計(jì)算與結(jié)果評(píng)述

綜合考慮高陡巖質(zhì)邊坡場(chǎng)地的地形特征、鉆孔勘察結(jié)果，在剖面計(jì)算時(shí)，選用與公路工程垂直的2～2'、3～3'剖面以及近似滑體主滑向的4～4'最不利剖面。綜合考慮滑坡滑面特征以及前、后緣分布情況，采用類比法、理正巖土軟件進(jìn)行分析計(jì)算?；率Ｓ嘞禄Π戳W(xué)傳遞系數(shù)法計(jì)算值為0時(shí)的最不利滑動(dòng)面來(lái)確定?？紤]最不利情況下的正常與非正常工況，根據(jù)計(jì)算參數(shù)和圖2～圖3的力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算結(jié)果如表2所示。

圖2 正常工況下主動(dòng)方向4～4’剖面滑坡穩(wěn)定性計(jì)算簡(jiǎn)圖

圖3 非正常工況下主動(dòng)方向4-4’剖面滑坡穩(wěn)定性計(jì)算簡(jiǎn)圖

根據(jù)《公路工程路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30～2014）中的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)處于正常工況時(shí)，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)應(yīng)選擇1.20～1.30，而在非正常工況下，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)應(yīng)選擇1.10～1.20。

根據(jù)計(jì)算分析，當(dāng)4～4'剖面處于正常工況時(shí)，安全系數(shù)Fs=1.106，滑坡穩(wěn)定性較差，該滑坡與道路工程斜交，滑坡向公路滑動(dòng)的可能性較低。另外，在非正常工況下，滑坡安全系數(shù)Fs=0.749，滑坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，另外，2～2'滑坡面和3～3'滑坡面向公路方向滑動(dòng)的安全系數(shù)Fs=0.969～0.983，邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較差，容易向公路發(fā)生滑動(dòng)。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果

5 綜合評(píng)價(jià)

對(duì)于高陡邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，可以分為兩種評(píng)價(jià)模式，即傳統(tǒng)評(píng)價(jià)模式和現(xiàn)代評(píng)價(jià)模式兩種。而現(xiàn)代評(píng)價(jià)模式是邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的重要發(fā)展方向，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系比較全面，在評(píng)價(jià)過(guò)程中，要求采用定性指標(biāo)定量化評(píng)價(jià)，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算。在現(xiàn)代評(píng)價(jià)模式的實(shí)際應(yīng)用中，要求排除主觀因素，提升評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性。

由于在現(xiàn)代評(píng)價(jià)模式的應(yīng)用中，需要綜合考慮多個(gè)影響因素，規(guī)模比較大，因此對(duì)于評(píng)價(jià)工作的要求也比較高，必須克服主觀影響因素以及片面性，保證現(xiàn)代評(píng)價(jià)工作的規(guī)范性。由于評(píng)價(jià)對(duì)象的復(fù)雜程度比較高，因此，不僅需要綜合考慮結(jié)構(gòu)化、定量化因素，同時(shí)還應(yīng)該考慮各項(xiàng)模糊的、半結(jié)構(gòu)、灰色性的影響因素，在此過(guò)程中，就形成了多種全新的綜合評(píng)價(jià)方式。評(píng)價(jià)流程一般可以分為明確評(píng)價(jià)對(duì)象、確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、評(píng)價(jià)結(jié)果分析等多個(gè)環(huán)節(jié)。

通常情況下，在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)過(guò)程中，需要確定重要參數(shù)權(quán)重系數(shù)，一般可采用模糊數(shù)學(xué)理論，在確定權(quán)重系數(shù)后，再采用綜合評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建評(píng)判模型，最后，對(duì)某一個(gè)或者多個(gè)工程實(shí)例進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，并得出評(píng)價(jià)結(jié)果，以此為依據(jù)指導(dǎo)工程實(shí)踐。

本文對(duì)某高速公路施工路段高陡邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，該施工路段垂直于山坡軸向位置，公路兩側(cè)為人工開(kāi)挖所形成的邊坡，左側(cè)為丘陵地形，起伏較大，自然地形的坡度在35～45°之間，路塹邊坡高陡。另外，在坡腳前緣位置進(jìn)行開(kāi)挖施工，原有的土體結(jié)構(gòu)受到破壞，應(yīng)力平衡穩(wěn)定性較差，并且形成臨空面，這樣就會(huì)影響邊坡穩(wěn)定。該施工區(qū)域?yàn)橹衼啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，降雨量比較大，存在潛在的滑坡地質(zhì)，如果不能采取科學(xué)有效的治理方案，就會(huì)造成滑坡地段發(fā)展，甚至導(dǎo)致滑坡整體滑動(dòng)、洪澇災(zāi)害、崩塌災(zāi)害等等。對(duì)此，在該高陡巖質(zhì)邊坡治理過(guò)程中，應(yīng)注意提升坡面穩(wěn)定性，保證公路工程運(yùn)行安全。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)高陡邊坡的穩(wěn)定性分析方法以及評(píng)價(jià)模式進(jìn)行了詳細(xì)探究?，F(xiàn)如今，現(xiàn)代評(píng)價(jià)模式發(fā)展迅速，在對(duì)高陡邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，需要綜合考慮多項(xiàng)影響因素，并進(jìn)行定性分析和定量分析，保證高陡邊坡穩(wěn)定性分析的科學(xué)性，然后以此為依據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，為高陡巖質(zhì)邊坡治理提供可靠依據(jù)。