王海峰

（廣東省工程勘察院土木工程，廣東 廣州 510000）

隨著我國經濟的總體的飛速發(fā)展，工程項目建設得到了突飛猛進的發(fā)展，工程施工數量也在逐年增加，隨之安全事故也在頻發(fā)，其關鍵因素是在工程設計建設中，沒有對施工安全進行全面考量和重視，沒有真正把地質環(huán)境的影響因素列入設計方案當中，尤其是復雜地質條件下施工區(qū)域高邊坡的安全隱患問題沒有得到重視。本文介紹的是西北某地區(qū)施工項目邊坡開挖工程，從而深入研究工程的邊坡安全防護措施以及對穩(wěn)定性的評價方式，提出了復雜地質條件的區(qū)域地質邊坡穩(wěn)定性評價及加固措施，以供以后類似施工的借鑒和參考，本文將從以下幾個方面進行研究。

1 區(qū)域地質邊坡滑坡災害破壞范圍預測

針對坡體滑坡現象的發(fā)生，導致的距離滑動的根本原因表現在幾個方面：初始速凍對坡體滑出的影響；坡體的坡度影響；墊滑層摩擦系數的影響；墊滑層高差的影響等。滑動位移使用的計算器公式為：

其中：

上面公式中，vmas表示滑坡體最大滑速，m/s；最大距離的滑坡體運移用Lmas表示，m；H表示為墊滑層高差，m；重力加速設定為g，m/s2；L為設定的滑墊層的水平距離，m；而f表示的是墊滑層的動摩擦系數；滑動最大方向與墊滑層的夾角設定為a，度；剪出的滑坡體的初始速度設定為v0，m/s；進行滑動后，堆積物前緣到重心的距離設定為d，m；墊滑層的坡度設定為θ，度；滑坡體滑動距離可以利用上述公式求得，而且可以對影響危的的寬度和范圍進行有效確。

2 滑坡原因剖析及穩(wěn)定性評價

2.1 分析滑坡的原因

在本文研究的工程案例中，粉質黏土是該研究區(qū)域滑坡體的地質類型，其中夾雜著一些碎石塊，而下層的滑坡塊的地質類型為中度風化的泥質粉砂質和破碎的砂巖，滑坡體就是該物質的兩種類型。泥粉質砂巖和砂巖是該施工項目的滑坡區(qū)域的地質層構造，表現傾向一致的基巖和坡體坡向。在發(fā)生邊坡的滑動狀況后，對坡腳清理作業(yè)缺乏應有的加固措施，山體邊坡容易產生前緣臨空狀態(tài)，更加重了滑坡的滑動程度。

2.2 滑坡穩(wěn)定性評價

本文的工程施工為西北走向為主，其方位為48度。為了準確地計算和檢測該滑坡的穩(wěn)定性狀況，利用折線法進行反算滑坡體滑動的位移c.φ值，然后復核針對暴雨引發(fā)的滑坡體滑動位移的影響程度，利用下面的公式計算：

下面的圖1為計算分塊圖，按照正常作業(yè)的情況下，實施模擬計算，c=21kpa，φ=16.85。如果發(fā)生暴雨降臨，巨大的積聚的雨水通過邊坡滑坡的縫隙流進巖石的土層中，對巖石土層的重度造成影響，同時巖土體中c值和φ值也相應降低。當真正發(fā)生暴雨的情況下，利用對該地區(qū)滑坡體的完全穩(wěn)定系數實施計算得出Ks=0.89。如果暴雨長時間肆虐，還可以導致地表水流進滑坡內部，顯著影響滑坡體自身的重量，也通過會降低巖體的C值和φ值，更加劇了滑坡體的滑動程度。

圖1 計算分塊圖

3 滑坡治理方案

詳細情況見圖2。本文研究的工程項目施工中，邊坡滑坡現象的發(fā)生和施工中的開挖工作有直接的關系，因為挖掘導致坡體上部因為牽引發(fā)生張拉的裂縫，被大量的雨水浸潤后滑坡體發(fā)生活動，這樣的問題類型為牽引型順層滑坡。在此基礎上實施模擬計算，如果降雨長期進行，滑坡安全穩(wěn)定系數設定為0.89，條例規(guī)范的穩(wěn)定安全系數為1.25~1.35，不難看出，本文介紹的邊坡滑坡的穩(wěn)定安全系數明顯低于工程施工監(jiān)理方所規(guī)定的安全系數，這足以表明該階段的邊坡不穩(wěn)定性很高，滑動的程度還會繼續(xù)加劇，務必根據情況進行必要的加固措施。另外，在進行對邊坡開挖的時候，如果對邊坡的防護加固措施實施不及時或者沒有實施，都會增加坡體滑動的可能性。應該設立有效地監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)控滑坡體的狀況，根據具體情況進行必要的防護加固措施，同時要重視排水工作。

圖2 邊坡的整治設計圖

3.1 坡體減載措施

按照坡體整治的設計方案，在進行挖除地質層的第四系殘積黏土后，邊坡率的四個等級就自上而下地自然形成了。四個等級為 ：1：1、1 ：1、1：1和1：25。

3.2 支擋加固措施

支擋加固的關鍵步驟，必須安裝設置第一級平臺上的預應力錨索抗滑樁。錨索抗滑樁結構和形體為截面形式的矩形樁，規(guī)格為2.1m×3m，中心距離為6.1m，其長度為17.5m，錨索以三角形的形式進行布置，錨固的角度為245、275，錨固的深度為7.3m，錨固段長度是10.2m，錨索的拉力設計為723kN；第二級邊坡的規(guī)劃設計為三排預應力錨索架，錨索的拉力為703kN，錨固長度為10.2m，橫向間距為3.03m，自由端總長為26m。按照設計規(guī)劃，第一級和第三級的設置均為三排非預應力錨桿框架，大大提升了滑坡體局部的穩(wěn)定性。

3.3 截排水措施

區(qū)域地質邊坡的截排水治理措施設定為三種方式：第一，利用黏土修補滑坡體的裂縫和坡體周圍的裂縫，在邊坡上部修建一個截水的天溝，而且每一級的頂部都要構建同樣的天溝，有效阻絕水溝的形成；第二，在坡腳的位置安裝平孔排水設施，借助這樣裝置把大量的雨水排出坡體；第三，在坡面的范圍內修建不同的排水溝和排水孔。

3.4 模擬滑坡治理效果的數值

3.4.1 計算模型設計

計算模型在確定之前，首先要考慮一些相關的條件，主要包括幾個方面：處于穩(wěn)定狀態(tài)時候，山體才可以開挖；滑面位置確定必須借助于現場的鉆孔和地質勘測的優(yōu)勢，然后按照山體天然的原始坡面計算原始應力場；設定均質體中包含地質層中的泥質粉砂巖，且內含一個滑面。邊坡進行挖掘后，研究分析的關鍵是開挖造成的坡體破壞模式和坡體位移情況。該計算模型高度為60.2m，長度為160.3m，簡化路面標注要取路面標高以下10m，根據山坡自然邊坡的狀況進行?？紤]到其他負荷無法影響到該巖土，影響坡體滑動的只是自身重應力，邊坡離散元模型劃分為2240個單元，按照最后模型試驗結果顯示，可以確定的滑面強度的參數為：c=15kPa，φ=15。

3.4.2 模擬開挖結果研究

本文案例工程開挖邊坡的坡度是1：1，開挖后該滑坡體有所滑動，參照現場勘測和鉆孔的資料，對滑坡體滑動的滑面實施確定，滑移最大值在滑面前端，數值為3.62m。當坡體滑動最嚴重的那一面從邊坡上部向下滑動位移80厘米，拉裂縫就已經明顯在表面出現，進行勘察的實際結果為：位置總體符合，模型模擬運算的結果與實際勘察滑坡體的結果基本相同。

3.4.3 比較分析模擬支護結果

本文研究的工程模擬滑坡現象造成的邊坡后續(xù)結果以及相關的加固辦法，采用錨索抗滑樁進行滑坡固定是最有效的手段，還可以利用清坡和減緩破等措施。更要依照具體狀況實施結構單元模型的設計，與此同時，該項目的山體滑坡所造成的最大位移數據也可以利用該模型的模擬計算得出，具體數值為2.0cm，這個數據足以說明該工程的坡體還是比較穩(wěn)定的。針對不穩(wěn)定的滑體情況，利用預應力錨索抗滑樁對滑面很大的滑坡進行綜合治理，已經取得了顯著的治理效果。在本文研究的工程項目設計過程中，比選兩種支護方案，即懸臂樁和預應力錨索抗滑樁的比選，經過比選和試算，確定錨桿樁的形狀為截面形式的矩形樁，規(guī)格為2.2m×3m，錨固的深度為7m，錨樁長度是17m，中心間距6.1m。在本文研究的工程中，最大正數的錨拉樁的彎矩值為25905 kN·m，懾大剪力值為13802kN；懸臂樁最大正彎矩值為35045kN·m，最大剪力值為16753 kN·m，試驗對比數據顯示，對最大剪力值進行比較，懸臂樁比錨拉樁大16.3%，從最大彎矩值比較，懸臂樁比錨拉樁小25%。這樣的數據表明，樁身截面和錨固深度通過預應力錨索樁得到了明顯的縮減，同時樁身的內力得以降低，是目前最佳的支護措施。

4 結論

本文研究的課題是基于復雜地質條件的區(qū)域地質邊坡穩(wěn)定性評價及加固方法研究，采用的是西北某地區(qū)項目的挖方邊坡工程，對該工程中邊坡的安全穩(wěn)定相關評價實施研究，提出了最適合國內復雜地形工程項目邊坡挖方的安全防護措施以及穩(wěn)定性評價體系，推理出的幾點結論表現在三方面：

（1）針對邊界超過狀況和土質不良的邊坡，在進行挖掘設計的時候務必對開挖后的邊坡進行及時的支護；同時在邊坡挖掘的時候，時間的選擇也是極其重要的，盡量避開雨季大量雨水引發(fā)的滑坡，針對該問題解決的措施是優(yōu)化排水工程。

（2）本文研究工程的綜合治理手段，最核心的是根據具體的情況設計結構單元模型，而且利用模型的計算得出本研究工程邊坡滑坡最大位移數值為2厘米，足以反映坡體的穩(wěn)定性。

（3）針對不穩(wěn)定的滑坡體，效果顯著的整治措施是利用預應力錨索抗滑樁進行滑坡治理。該方案可以明顯減少錨固的深度和樁身的截面，降低了樁身的內力。同時也大大節(jié)約了原料，降低了工程造價，減少了地下工作量，抗滑坡效果顯著提升。