某公路边坡稳定性分析及应急抢险处治

靳红华

重庆交通大学土木工程学院 重庆市南岸区， 400074

摘 要：以某在建公路改建工程右侧滑坡为研究对象，经现场踏勘，查明滑坡体变形破坏原因、形成机制及危害程度，基于传递系数法对滑坡稳定性现状进行计算分析，针对性提出两类治理措施，并从安全性及经济性两个角度出发对比给出合理的治理方案。

1.概述

某在建公路位于重庆云阳境内，受前期施工堆载及平场影响，公路K5+270～K5+440段右侧边坡出现蠕动变形迹象，同时建于坡体上的重力式挡墙出现开裂、不均匀沉降、滑移变形等破坏前兆。拟治理滑坡附近为五金餐具厂及大量民房分布，若该滑坡在人类活动、降雨等外部作用下进一步发展，将阻断影响上部拟建道路正常通行，同时威胁下部生活居民的生命安全，造成国土流失。因此，该滑坡治理被列为应急抢险工程。因此本文以该滑坡为例，首先针对滑坡体的范围、规模、形态、结构特征、滑坡类型、物理力学性质、工程地质及水文地质条件进行详细勘察；其次查明滑坡体变形机制、活动特征及发展演化趋势，评价其危害性及稳定性；再次基于传递系数法计算分析了该滑坡稳定性；最终提出两类治理处置措施，经安全性、经济性对比提出合理的治理方案。

2.滑坡区自然条件及地质环境条件

该区域属剥蚀浅丘地貌，亚热带季风性湿润气候，年平均气温17.8℃，年降雨量1000～1400 mm，大气降水是地下水补给的主要来源。场地构造上岩层单斜产出，岩层产状170°∠10°，岩层面微张，层间未发现软弱夹层，结合良好，属硬性结构面。区内地震动峰值加速度为0.05g，地震动周期反映谱为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度。

3.滑坡成因及特征

滑坡原始地形为北高南低的斜坡地形，近期受施工平场的原因，在滑坡体中后部采用素填土堆筑起一个施工平台，并采用重力式进行支挡，该施工堆载增加了滑体下滑力，形成推移式滑坡，是本次滑坡的主要诱因，加上由于滑坡物质组成为松散的含大量碎石的素填土及粉质粘土，土体结构松散，有利于地表水入渗，土体降雨入渗导致土体抗剪强度降低，滑体重量增加，降低了边坡的稳定性，且由于滑面中后缘较陡，易形成推移式滑动，滑坡前缘地形较陡，为滑体剪出提供了地形条件，最终导致该滑坡体出现了蠕动变形^[1]。经勘查，变形体后缘高程约为388.00 m，剪出口高程约为371.00～374.00 m，相对高差约为14.0～17.0 m。经现场踏勘，该滑坡为横长型、浅层、小型土质推移式滑坡，平面形态为圈椅状，滑坡纵长约58 m，横宽约92 m，垂直高差约13 m，平面面积约5400 m²，滑体平均厚度约7.2 m，体积约3.89×10⁴ m³，主滑方向163°。根据现场调查，该滑坡体的边界较为明显，滑坡体前缘受地形控制，以场地南侧陡坡中上部剪出口为界，后缘及两侧边界受变形控制，以贯通性地面下错裂缝及拉张剪切裂缝为界，边界清楚，破坏模式明确。

4.滑坡稳定性分析

滑坡内揭露滑体及滑带土主要为粉质粘土，经取样及室内直剪试验，建议滑体粉质粘土天然重度取19.7 kN/m³,饱和重度取20.1 kN/m³，滑体天然抗剪强度粘聚力取27.35 kPa，内摩擦角取6.63°，饱和抗剪强度粘聚力取17.82 kPa，内摩擦角取5.14°。滑带土天然抗剪强度粘聚力取11.35 kPa，内摩擦角取5.17°，饱和抗剪强度粘聚力取10.3 kPa，内摩擦角取3.8°。

由于该滑坡滑面形态呈折线型，故采用基于极限平衡理论的传递系数法计算滑坡稳定性计算，计算工况主要为天然工况及暴雨工况，其中考虑到该滑坡滑体土较为松散，滑体不厚，降雨入渗快，暴雨工况时，入渗范围为整个滑体，针对两种工况给出4条剖面的滑坡推力计算结果，见下表1，计算结果与宏观变形分析吻合。

表1 滑坡稳定性计算表

5.治理措施

本着以人为本的原则，考虑到治理的经济效益^[2]，根据滑坡稳定状况，推力大小及所处地段位置、地形地貌特征，建议以下两类治理方案对滑坡进行治理。方案1拟在滑坡中上部进行换填及抗滑桩进行加固支挡，辅以完善的截排水措施及地表裂缝封填措施，见图1，拟支挡处滑坡推力大小见表2，经理正软件分析计算，拟建抗滑桩为方形抗滑桩，桩总长21 m，嵌入深度9.8 m，截面宽2.2 m，截面高3 m，桩间距5 m，拟换填材料采用级配碎石，换填区域面积约为805 m²，换填厚度为3.7 m。方案2同样采用换填及抗滑桩进行加固支挡，与方案1不同之处在于拟支挡位置位于滑坡前缘，并辅以完善的截排水措施及地表裂缝封填措施，拟支挡处滑坡推力大小见表2，经理正软件分析计算，拟建抗滑桩截面形状同样为方形，桩总长23 m，嵌入深度7.8 m，截面宽2.0 m，截面高2.5 m，桩间距5 m，拟换填材料同样采用级配碎石，换填区域面积约为980 m²，换填厚度为4.5 m。经济角度上看，方案一概算总费用932.8元，方案二概算总费用为881.7万元，从施工工期角度上看，方案一预计工期为4.0个月，方案二预计工期为3.5个月，从技术角度上看，两类治理方案采用同样的技术措施，两类方案均可行且可达到安全治理的目的，故综合以上因素，方案二工期相对较短、经济相对合理，综合以上因素，方案二为推荐治理方案。

表2 拟支挡处滑坡剩余下滑力

6. 结语

以某改建工程右侧滑坡为例，从滑坡内因及外因两个角度分析了滑坡成因，采用传递系数法开展了滑坡稳定性分析，结合现场实际情况提出两类治理方案，并经经济对比、施工工期对比及技术对比给出最优治理方案，本文可为类似环境条件的在建公路边坡滑坡应急处治提供可行的指导意见和建议。

参考文献：

[1] 王建新, 母霓莎, 吴琦. 新黄土物理力学性质指标统计特征[J]. 公路工程, 2014, 39(1) : 88-93.

[2] 龙维, 王汉兴. 在建公路滑坡成因分析及应急抢险处治[J]. 山西建筑, 2021, 47(23): 45-47.