超高填方邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治對(duì)策研究

任鴻凌

(1.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局208水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)；2.重慶市地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘查設(shè)計(jì)院，重慶 400700)

1　地質(zhì)環(huán)境

工程區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌區(qū)，地形總體為南西高，北東低，渣場(chǎng)主要位于一走向北西—南東的自然沖溝內(nèi)，沖溝的縱坡約10%，溝谷切割深度100～200 m，兩側(cè)谷坡傾向北東或南西，地形坡度較陡，坡角一般為30°～40°。

工程區(qū)地質(zhì)構(gòu)造上位于城口—高燕復(fù)式向斜南西翼，巖層呈單斜產(chǎn)出，無(wú)斷層通過(guò)，區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀為70°∠75°，中風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖層間平直，無(wú)膠結(jié)，張開(kāi)度一般大于3 mm，巖屑充填或巖屑夾泥充填，結(jié)合差，為硬性結(jié)構(gòu)面；地下水按賦存條件分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

中風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖巖體完整性為較完整，為較軟巖，巖體基本質(zhì)量為Ⅳ類；強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)巖的巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類。

2　邊坡基本特征

2.1　邊坡規(guī)模

該渣場(chǎng)邊坡為填方邊坡，邊坡所在位置為沖溝，邊坡兩側(cè)為原始山體；邊坡頂部高程為812 m，底部高程為738 m，邊坡高度74 m；邊坡頂部寬約190 m，底部寬約46 m，縱長(zhǎng)約160 m，平面呈倒梯形。

2.2　邊坡主要影響因素

渣場(chǎng)所在位置為一常年性流水沖溝，具有一定匯水面積；此外，渣場(chǎng)頂部擬建商貿(mào)城，生活用水入滲填土區(qū)域亦將對(duì)邊坡產(chǎn)生不利影響。因此，渣場(chǎng)邊坡的主要影響因素為地表水，應(yīng)做好沖溝后部常年水流的改道引流、渣場(chǎng)周邊支溝及斜坡地表水的截流以及渣場(chǎng)頂部擬建商貿(mào)城生活用水規(guī)范，以避免下滲引起地表水對(duì)渣場(chǎng)邊坡的影響。

3　邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

對(duì)城口縣漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)填方邊坡采用沿基巖界面整體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及填土內(nèi)部穩(wěn)定性評(píng)價(jià)兩種方式進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.1　整體穩(wěn)定性計(jì)算

3.1.1計(jì)算公式

邊坡巖土界面呈折線型，因此，對(duì)其穩(wěn)定性計(jì)算采用規(guī)范推薦的極限平衡理論的折線型滑動(dòng)面的傳遞系數(shù)法。

3.1.2計(jì)算工況

本次補(bǔ)充設(shè)計(jì)采用以下兩種工況：

工況Ⅰ：自重+地表荷載；

工況Ⅱ：自重+地表荷載+暴雨(設(shè)計(jì)工況)。

3.1.3計(jì)算剖面

本次補(bǔ)充設(shè)計(jì)選取2-2’及3-3’剖面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算剖面如圖1所示。

(a)2-2’計(jì)算剖面

(b)　3-3’計(jì)算剖面圖1　計(jì)算剖面

3.1.4計(jì)算參數(shù)的選取

根據(jù)《城口縣漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)巖土工程勘察報(bào)告》，本次設(shè)計(jì)的參數(shù)取值見(jiàn)表1。

根據(jù)勘察單位出具的巖土界面抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值補(bǔ)充說(shuō)明，巖土界面抗剪強(qiáng)度取值為：天然工況下內(nèi)聚力為13 kPa，內(nèi)摩擦角為21°；暴雨工況下內(nèi)聚力為11 kPa，內(nèi)摩擦角為18.5°。

業(yè)主提供的壩頂擬建億聯(lián)商貿(mào)城建筑荷載為18 kN/m2，設(shè)計(jì)考慮每層樓荷載為20 kN/m2。

填土與錨固體的極限黏結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取150 kPa，鋼筋與砂漿的黏結(jié)強(qiáng)度按兩根點(diǎn)焊成束取2 040 kPa，HRB400鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取360 MPa。

表1　設(shè)計(jì)參數(shù)取值表

3.1.5計(jì)算結(jié)果

根據(jù)計(jì)算，邊坡在天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下壩體整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，推力為2 386.3 kN/m，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　推力計(jì)算表

3.2　填土內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算

填土內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)合坡面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡采用理正巖土軟件進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果表明，在滿足填料要求的情況下，對(duì)邊坡坡面采用錨桿格構(gòu)防護(hù)后，邊坡沿土體內(nèi)部處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4　防治方案研究

4.1　防治方案確定

根據(jù)相關(guān)規(guī)范及工程經(jīng)驗(yàn)，目前運(yùn)用填方邊坡治理工程中的措施及方法主要有：抗滑樁、擋土墻、排水、土工格柵、坡率法放坡及排水等。

結(jié)合漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)邊坡高度大、具有一定匯水面積且頂部擬建商貿(mào)城的實(shí)際情況，主要采用以下綜合治理方案。

4.1.1擋土壩+抗滑樁

在沖溝斷面較窄處采用擋土壩及抗滑樁一并對(duì)邊坡進(jìn)行整體支擋，擋土壩采用弧形以增強(qiáng)其受力性能，擋土壩底部采用抗滑樁做凸榫對(duì)擋土壩進(jìn)行加強(qiáng)。

4.1.2分級(jí)放坡

邊坡高度大，無(wú)法對(duì)整個(gè)邊坡采取直立支擋措施，在擋土壩后對(duì)邊坡采用分級(jí)放坡的措施。

4.1.3格構(gòu)錨桿

結(jié)合邊坡土體內(nèi)部的穩(wěn)定性計(jì)算，為避免邊坡表面土體局部失穩(wěn)以及減小地表水對(duì)坡面土體的沖刷影響，對(duì)邊坡坡面采用錨桿格構(gòu)的防護(hù)措施。

4.1.4排水系統(tǒng)

根據(jù)漆樹(shù)坡渣場(chǎng)邊坡的實(shí)際情況，水是影響邊坡的主要因素，完善的邊坡截排水系統(tǒng)成為本次邊坡設(shè)計(jì)的控制性因素。結(jié)合邊坡實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)采用排水箱涵、水平排水孔、排水盲溝及邊坡周邊截排水溝的綜合截排水措施。

4.1.4.1排水箱涵

對(duì)渣場(chǎng)所在沖溝后緣采用排水箱涵，有效地將沖溝水流引至渣場(chǎng)外部的排水系統(tǒng)，避免沖溝水流對(duì)渣場(chǎng)造成不利影響。

4.1.4.2水平排水孔

在各級(jí)邊坡坡面設(shè)置一排垂直坡面的微傾坡外的水平排水孔，泄水孔采用鋼制半花管形式，上半部留孔，用以排泄可能通過(guò)坡面下滲至坡體內(nèi)部的地下水，減小地下水對(duì)邊坡的不利影響。

4.1.4.3排水盲溝

在渣場(chǎng)底部設(shè)置排水盲溝，排泄可能由邊坡坡面及兩側(cè)山體滲透至溝底的地下水，減小地下水對(duì)邊坡的不利影響。

4.1.4.4周邊截排水溝

渣場(chǎng)位于沖溝，渣場(chǎng)頂部周邊分布有多條支溝，為避免渣場(chǎng)周邊山體地表水流流入渣場(chǎng)造成不利影響，在渣場(chǎng)周邊設(shè)置截排水溝。

4.1.5水位監(jiān)測(cè)孔

為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡內(nèi)部的地下水富水情況，沿原沖溝沿線在邊坡上部、中部及下部設(shè)置3個(gè)水位監(jiān)測(cè)孔，當(dāng)?shù)叵滤簧邥r(shí)能及時(shí)采取有效排水措施，降低地下水對(duì)邊坡的不利影響。

4.2　治理方案可行性分析

本次治理方案采用了整體支擋+坡面防護(hù)+排水系統(tǒng)+地下水位監(jiān)測(cè)的綜合措施，整體支擋、坡面防護(hù)及排水系統(tǒng)從工程治理著手解決邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，水位監(jiān)測(cè)孔從風(fēng)險(xiǎn)管控著手實(shí)現(xiàn)邊坡治理后對(duì)邊坡的風(fēng)險(xiǎn)管控；工程治理及風(fēng)險(xiǎn)管控的綜合措施能達(dá)到本次邊坡治理的目的。

擋土壩、抗滑樁、格構(gòu)錨桿、放坡、排水箱涵及排水溝等工程措施施工技術(shù)均較成熟，治理效果均較好，結(jié)構(gòu)安全可靠。

綜上，本次邊坡綜合治理方案可行。

5　結(jié)語(yǔ)

城口縣漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)填方邊坡高度大，影響對(duì)象重要，防治難度大。本次治理方案采用了整體支擋+坡面防護(hù)+排水系統(tǒng)+地下水位監(jiān)測(cè)的綜合措施；治理方案中采用了垂直坡面的水平排水孔的新的工程措施、引入了水位監(jiān)測(cè)孔的風(fēng)險(xiǎn)管控理念，新的工程措施及新的設(shè)計(jì)理念在本工程中取得了良好的效果，也為以后同類工程的治理起到了良好的借鑒作用。

[1] 連定立，李有力.城口縣漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)巖土工程勘察報(bào)告[R].洛陽(yáng):洛陽(yáng)市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，2013.

[2] 何應(yīng)彬.城口縣漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)壩體部分(棄渣填方邊坡)治理工程施工圖設(shè)計(jì)[R].重慶:重慶市二零八勘察設(shè)計(jì)院，2013.

[3] 任鴻凌.城口縣漆樹(shù)坡建筑渣場(chǎng)壩體部分(棄渣填方邊坡)治理工程施工圖補(bǔ)充設(shè)計(jì)報(bào)告[R].重慶:重慶市二零八勘察設(shè)計(jì)院，2016.

[4] 重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì).GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[5] DZ0240—2004滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，2004.

[6] 雷用，郝江南，肖強(qiáng).高邊坡設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題探討[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2010，32(S2):598-602.

[7] 蔣忠信.某山區(qū)機(jī)場(chǎng)傾斜基底高填方滑坡與防治[J].巖土工程技術(shù)，2003(1)：16-18.