陳明超

（貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院（貴州地環(huán)工程有限公司）貴陽(yáng) 550081）

1 工程概況

某邊坡位于某學(xué)校校園西側(cè)，坡腳即為校園教學(xué)樓、綜合樓及教師宿舍等建筑。在2016 年5 月16日，受強(qiáng)降雨影響，該校園西側(cè)斜坡上發(fā)現(xiàn)多條裂縫，同時(shí)坡面、坡腳發(fā)生多處小規(guī)模滑塌，滑塌體造成下方教學(xué)樓及教師宿舍樓等受到不同程度破壞，但未造成人員傷亡。該不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)嚴(yán)重威脅該學(xué)校1012 名師生的生命財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約2500 萬(wàn)元，為防止該不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害在強(qiáng)降雨等不利條件下再次引發(fā)致災(zāi)，地方政府委托相關(guān)勘察設(shè)計(jì)單位對(duì)該斜坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行勘察治理。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，該不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情等級(jí)為特大級(jí)，危害等級(jí)為一級(jí)，防治工程等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

2 邊坡地質(zhì)特征及穩(wěn)定性分析

2.1 區(qū)域地質(zhì)概況

工程區(qū)大地構(gòu)造單元屬華南褶皺帶，區(qū)域上構(gòu)造線主要呈北東向展布，主要出露震旦系及前震旦系地層，巖性以淺變質(zhì)巖為主，主要為硬質(zhì)巖類。區(qū)內(nèi)地震烈度為Ⅵ度，地震反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g；區(qū)內(nèi)無(wú)斷層經(jīng)過(guò)，場(chǎng)區(qū)穩(wěn)定性較好。

2.2 不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)特征及成因分析

該邊坡覆蓋層為第四系殘坡積層含碎石粘土，基巖巖性為板巖，坡面可見(jiàn)基巖零星出露。不穩(wěn)定斜坡平面形態(tài)“扇”形，前緣寬度約270m，后緣寬度約150m，平均寬度約210m，潛在滑坡軸線長(zhǎng)約76m；潛在滑體主要為殘坡積含碎石粘土，平均厚度2.5m，潛在滑體體積約4×104m3。

該不穩(wěn)定斜坡坡面土層厚度較小，且土層厚度分布差異性較大，厚度一般為0～4.0m；坡面多處出露基巖。坡面裂縫多發(fā)育于陡坎臨空側(cè)，裂縫規(guī)模較小，呈離散狀分布。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪問(wèn)，2016年5月16日，受當(dāng)?shù)亟涤暧绊懀逼麦w上出現(xiàn)多條裂縫和局部小滑塌，裂縫長(zhǎng)2～29.00m不等，水平位移0.2～8.0cm，垂直位移0.1～3.0cm?；w方量1～25m3之間，滑塌體主要成分為含碎石粘土、強(qiáng)風(fēng)化板巖。

該不穩(wěn)定斜坡前緣受校園建設(shè)開(kāi)挖影響，坡腳形成高陡切方斜坡，地形上陡緩交界，易于剪出口的形成；斜坡坡面整體坡度較陡，且受農(nóng)耕等活動(dòng)影響，坡面形態(tài)呈陡坎和平臺(tái)相結(jié)合的階梯狀地貌，該類地貌不利于降水的快速排泄，同時(shí)亦容易發(fā)生坡面局部滑移變形破壞。由于臨空面較為高陡，后緣及中部土體較厚，易產(chǎn)生較大下滑力，其滑移模式為前緣牽引、后緣推移的混合式模式，屬潛在淺層小型殘坡積堆積物混合式滑移滑坡。

2.3 斜坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

該不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害在自然工況下（工況Ⅰ）呈基本穩(wěn)定狀態(tài)，在自重+暴雨+荷載工況（工況Ⅱ）下為欠穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害治理是緊迫的。根據(jù)氣象資料，區(qū)內(nèi)降雨強(qiáng)度80mm/h，治理區(qū)匯水面積0.01km2。根據(jù)計(jì)算，該不穩(wěn)定斜坡體在工況Ⅱ時(shí)易沿巖土接觸面發(fā)生變形失穩(wěn)，穩(wěn)定性分析結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1，在折線和圓弧滑移模式中，除計(jì)算剖面5-5′計(jì)算結(jié)果為穩(wěn)定外，其余的計(jì)算剖面均呈欠穩(wěn)定狀態(tài)（剖面位置見(jiàn)圖1）；而斜坡體巖層面產(chǎn)狀平緩，層間結(jié)合緊密，沿巖層面滑動(dòng)破壞的可能性小，巖層面滑移屬穩(wěn)定狀態(tài)。

表1 不穩(wěn)定斜坡群穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

圖1 某不穩(wěn)定斜坡平面圖

3 斜坡治理方案研究

前已述及，不穩(wěn)定斜坡在工況Ⅱ時(shí)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，一旦失穩(wěn)，將嚴(yán)重威脅校園1012名師生的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，對(duì)該不穩(wěn)定斜坡群進(jìn)行工程治理是非常必要和緊迫的。

3.1 設(shè)計(jì)工況及計(jì)算參數(shù)

設(shè)計(jì)區(qū)為降雨集中、暴雨多發(fā)區(qū)，考慮暴雨的影響，近年來(lái)氣候異常，故按歷年小時(shí)最大降雨量進(jìn)行設(shè)計(jì)。綜合以上分析并結(jié)合相關(guān)規(guī)范，以工況Ⅱ進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算，在工況Ⅱ條件下，支擋結(jié)構(gòu)安全系數(shù)取1.35。

根據(jù)氣象資料，區(qū)內(nèi)歷年小時(shí)最大降雨量78mm，取設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度為80mm/h；本區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度；根據(jù)該斜坡巖土勘察成果，該斜坡巖土體力學(xué)參數(shù)如下表所示。

表2 防治工程設(shè)計(jì)建議參數(shù)表

3.2 斜坡治理方案

根據(jù)不穩(wěn)定斜坡的基本特征、發(fā)展變化趨勢(shì)等，并借鑒其他類似不穩(wěn)定斜坡治理的成功經(jīng)驗(yàn)[1-2]研究該工程的治理方案，該不穩(wěn)定斜坡距離校園較近，局部地段僅2m 左右，施工空間有限，加上該潛在滑坡體方量和面積較大，不宜清除；而下方的學(xué)校需正常運(yùn)行，搬遷避讓亦不可能，故需采取相應(yīng)的工程措施進(jìn)行處理。綜合安全、經(jīng)濟(jì)以及施工便利程度等因素，建議對(duì)該不穩(wěn)定斜坡的防治方案為：錨桿+鋼筋砼板+擋土墻+截水溝，該斜坡底部局部地段已建有重力式擋土墻，本方案考慮在原擋墻的基礎(chǔ)上進(jìn)行加固處理，不僅對(duì)擋墻進(jìn)行了加固，同時(shí)還減少了工程投資；此外，由于覆蓋層厚度較小，錨桿工程量不大，且基巖強(qiáng)度較高，錨桿的錨固效果顯著。

3.2.1 擋土墻工程

根據(jù)斜坡底部建筑物的分布情況，在該不穩(wěn)定斜坡坡腳與建筑物之間沿坡腳采用重力式擋土墻進(jìn)行支護(hù)，據(jù)斜坡前緣坡度不同，設(shè)計(jì)多種不同高度的重力式擋土墻和錨桿鋼筋砼板。其中，擋土墻高度2.0～6.5m，擋土墻總長(zhǎng)278m。

擋土墻采用重力式，擋土墻斷面尺寸為直立式，墻頂寬1.5m，擋土墻采用C20毛石混凝土澆筑，以強(qiáng)風(fēng)化板巖為基礎(chǔ)持力層，擋土墻基礎(chǔ)埋深不小于1.0m；擋土墻墻身設(shè)置泄水孔。墻后填土采用挖出的土方混合碎石分級(jí)分層壓實(shí)回填，填土最終堆積斜坡坡比為1：2.5，填土斜坡坡腳距離墻頂以下0.5m。

3.2.2 截水溝工程

根據(jù)調(diào)查分析，降雨將對(duì)不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，因此應(yīng)加強(qiáng)坡面截排水措施，本方案設(shè)計(jì)在斜坡頂部及斜坡中部設(shè)置截水溝，攔截坡面流水，出水端口并入學(xué)校排水系統(tǒng)。該斜坡共布置五條截水溝，截水溝布置于不穩(wěn)定斜坡外圍和斜坡體內(nèi)，以排導(dǎo)不穩(wěn)定斜坡坡面降水形成的片流和下滲的雨水，總長(zhǎng)748.6m。截水溝采用梯形斷面，溝身采用C25混凝土澆筑，溝底采用梯步跌水消能。

3.2.3 舊排水溝修復(fù)工程

擋土墻施工后使原斜坡與建筑物間的舊溝排水溝（屋檐溝）受到破壞，需進(jìn)行修復(fù)以便排出擋土墻泄水孔的水及屋檐水，修復(fù)溝總長(zhǎng)241m。原建筑物后與坡邊的排水溝（屋檐溝）的過(guò)水?dāng)嗝娉蕦挕辽顬?00mm×200mm的矩形斷面。據(jù)調(diào)查了解，排水能力基本滿足要求，為確保在強(qiáng)降雨時(shí)局部滿足超高要求，本方案對(duì)其進(jìn)行修復(fù)并加深100mm，即修復(fù)后寬×深為300mm×300mm，排水溝以C25混凝土澆筑。

3.2.4 地面砼封閉工程

為防止擋土墻和舊溝修復(fù)之間地表水（降雨）沿土體下滲和充溶蝕擋土墻基礎(chǔ)，對(duì)局部地區(qū)采用混凝土進(jìn)行地面封閉，共分為4 區(qū)，面積共計(jì)913.00m2?；炷恋孛娣忾]采用C25混凝土澆筑，澆筑厚度0.15m。為保證封閉效果，先對(duì)封閉區(qū)進(jìn)行整平夯實(shí)，然后鋪設(shè)5cm厚的碎石并震動(dòng)壓實(shí)，最后澆筑C25混凝土。

4 結(jié)論

（1）場(chǎng)區(qū)無(wú)斷層經(jīng)過(guò)，場(chǎng)區(qū)穩(wěn)定性較好；斜坡覆蓋層為殘坡積含碎石粘土，厚度較小且變化較大，一般為0～4.0m；基巖巖性為板巖，坡面多處見(jiàn)基巖出露，層間結(jié)合較為緊密。

（2）不穩(wěn)定斜坡平面形態(tài)“扇”形，前緣、后緣寬度分別約270m、150m，潛在滑坡軸線長(zhǎng)約76m；潛在滑體主要為殘坡積含碎石粘土，潛在滑體體積約4×104m3。

（3）綜合考慮各方面因素，建議對(duì)該不穩(wěn)定斜坡的防治方案為：錨桿+鋼筋砼板+擋土墻+截水溝。