佛山市某邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治治理研究

黃冠滔　李亞軍

摘要：佛山市某學(xué)校邊坡在修建學(xué)校時(shí)由人工填土堆填而成，高約6.0m，當(dāng)前該邊坡處于蠕滑變形階段，若遇長(zhǎng)期暴雨或地震等不利情況時(shí)，該邊坡可能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)，進(jìn)而破壞坡頂圍墻及擋土墻，危害該學(xué)校師生生命安全。文章對(duì)該邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)際情況提出了防治建議。

關(guān)鍵詞：邊坡；邊坡穩(wěn)定性；抗滑樁

佛山市某邊坡位于佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)官窯管理區(qū)石頭村附近，邊坡中心經(jīng)緯度：東經(jīng)112°59′19″，北緯23°12′07″。周邊交通便利。

該邊坡位置原為魚塘，2004年修建學(xué)校時(shí)填土約6m而形成邊坡，07年以前未采取治理措施，亦未建圍墻，但堆土常失穩(wěn)而下滑，07年采取了高約6m的懸臂式混凝土擋墻進(jìn)行了治理，但于2010年6月后，該處再次發(fā)生滑動(dòng)，造成混凝土擋墻、圍墻破損，鐵柵欄傾倒。

1. 工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

勘查區(qū)原為低緩丘陵，后被平整，形成該學(xué)校建筑場(chǎng)地和坡腳初步平整場(chǎng)地，高程為3m～11m，部分過渡帶形成坡度約23°，坡高約6m的邊坡。

1.2 水文地質(zhì)條件

勘查區(qū)地處珠江三角洲腹部，區(qū)域內(nèi)河流有北江及其支流西南涌，其中距離勘查區(qū)最近的河流為北江支流西南涌，位于勘查區(qū)北側(cè)約1.5km。

該區(qū)原為低緩丘陵區(qū)，山體地表水系不發(fā)育，除排水溝和洼地積水外，近邊坡上、下一帶無常年性水流，主要為季節(jié)性地表滯水。

1.3 地層巖性

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料、工程地質(zhì)勘察及勘查區(qū)綜合地質(zhì)調(diào)查等成果，勘查區(qū)巖土體由人工填土層（Qml）、第四系沖淤積土層（Qmc）、殘坡積土層（Qedl）和古近紀(jì)華涌組（E2h）泥巖、砂巖等組成，基巖按巖石風(fēng)化程度劃分為強(qiáng)、中和微風(fēng)化巖三個(gè)亞層。

①素填土：分布于整個(gè)勘查區(qū)，層厚6.60m～12.50m，主要由褐黃色紅、灰黃色粘性土、砂土及風(fēng)化巖碎塊等組成。

②淤泥：主要分布于勘查區(qū)中部（圍墻所在區(qū)域），層厚2.60m～11.60m，層頂標(biāo)高-2.55m～3.54m。深灰色，流塑，含較多腐殖質(zhì)和腐木，味臭，污手。

③殘坡積粉質(zhì)粘土、砂土：主要分布于勘查區(qū)大部分區(qū)域，層厚0.90m～4.90m，層頂標(biāo)高-8.27m～3.28m?；尹S色、褐黃色，由粘性土和砂土組成，為泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖等風(fēng)化殘積或坡積而成。殘坡積粘性土呈可塑——堅(jiān)硬土狀，稍具粘性；殘坡積砂土呈稍密——中密狀，飽和，遇水易軟化。

④華涌組（E2h）風(fēng)化基巖：鉆孔深度范圍內(nèi)以強(qiáng)風(fēng)化基巖為主，局部鉆孔揭露中風(fēng)化巖及微風(fēng)化巖；巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖，揭露厚度為8.40m～16.60m。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

據(jù)1∶10萬《廣東省三水盆地石油地質(zhì)圖》資料和1∶5萬三水市幅、佛山市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料，三水盆地內(nèi)東西向斷裂、北東向斷裂、北西向斷裂比較發(fā)育，它們多被第四系覆蓋，多屬隱伏斷裂。在勘查區(qū)內(nèi)，鉆探范圍內(nèi)未見構(gòu)造角礫巖、斷層泥等；巖層傾向西南，傾角約8°～30°，為單斜構(gòu)造。因此勘查區(qū)基巖穩(wěn)定性良好，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造和破碎帶。

1.5 地震

勘查區(qū)所在區(qū)域抗震設(shè)防烈度為7度。

2. 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.1 坡體結(jié)構(gòu)特征

該邊坡位于佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)官窯管理區(qū)石頭村某學(xué)校西北側(cè)圍墻處，坡頂呈直線狀，走向北東，坡高約6m，坡度23°，總長(zhǎng)約150m。該邊坡處原始地貌為殘丘和溝谷，其中東北段和西南段為殘丘，山頂高程10m～15m，中段約120m為殘丘間溝谷，谷低高程2m～4m，2004年前為魚塘。2004年，該處修建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和籃球場(chǎng)而進(jìn)行填土平整，從而形成高約6m的人工填土邊坡。為保證人工填土邊坡穩(wěn)定，該處于2007年采取了高約6m的懸臂式混凝土擋墻進(jìn)行了治理，并在擋墻頂修筑高約2.5m的圍墻，在擋墻外堆土，形成高約6m、坡度23°的人工填土邊坡，即形成目前的坡體形狀。詳見圖1。

2.2 影響因素分析

該邊坡坡高約6m，坡度23°，由人工填土形成，并采取了懸臂式鋼筋混凝土擋土墻支護(hù)，坡腳以下有較厚淤泥，坡面植被較發(fā)育。目前，勘查區(qū)邊坡中段擋土墻頂部和圍墻出現(xiàn)較大變形，綜合分析邊坡的地質(zhì)環(huán)境條件，對(duì)勘查區(qū)邊坡穩(wěn)定性相關(guān)的主要因素分析如下：

①巖土體工程地質(zhì)條件：構(gòu)成坡體的巖土體主要為人工填土和淤泥，而人工填土由粘性土、砂土和風(fēng)化巖體等組成，稍壓實(shí)，粘性較差，遇水易軟化、崩解；其下為淤泥，流塑，抗剪強(qiáng)度小，壓縮性大，工程地質(zhì)性質(zhì)差；由于人工填土不均勻堆載，淤泥抗剪強(qiáng)度差，造成邊坡向下滑動(dòng)。因此，兩者為邊坡穩(wěn)定性影響重要因素之一。

②邊坡支擋結(jié)構(gòu)：擬治理邊坡已采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻支護(hù)，但本身剛度不夠（墻高約6m，墻頂厚度250mm，墻腳厚度430mm），且截排水措施缺乏或已損害，造成雨季積水不能及時(shí)排出坡體外，使坡體水壓力增大，引起擋土墻和圍墻變形。

③氣象和水文地質(zhì)條件：勘查區(qū)強(qiáng)降雨時(shí)間較長(zhǎng)，春夏季節(jié)多臺(tái)風(fēng)暴雨，連續(xù)降雨期間給地下水提供了豐富的補(bǔ)給來源，增加了坡體水壓力，促進(jìn)坡體巖土體的軟化崩解，降低巖土體抗剪強(qiáng)度，最終導(dǎo)致?lián)跬翂蛧鷫ψ冃巍?/p>

根據(jù)上述分析，巖土體遇水易軟化崩解和邊坡支擋結(jié)構(gòu)欠合理，是邊坡穩(wěn)定性的主要不利因素，而大氣強(qiáng)降雨是其主要激發(fā)因素。上述因素的綜合作用下，引起擋土墻和圍墻變形。

2.3 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

為進(jìn)一步確定邊坡的穩(wěn)定性，預(yù)測(cè)其未來的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)樣品試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)，選取合適的巖土物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)（見表1），對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，從數(shù)值上反映邊坡的穩(wěn)定性。與邊坡穩(wěn)定性相關(guān)巖土體為素填土、淤泥、殘坡積土和部分強(qiáng)風(fēng)化巖，屬于粘性土邊坡，因此可采用規(guī)范推薦的圓弧滑動(dòng)條分法進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)邊坡特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，選取上述圖1剖面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖詳見圖2。

計(jì)算結(jié)果表明，該邊坡在一般狀態(tài)下（自重+地下水），處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害（穩(wěn)定系數(shù)1.333）；但遇長(zhǎng)期暴雨和地震等不利情況時(shí)（自重+暴雨+地震），邊坡中段可能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)（穩(wěn)定系數(shù)0.852）。

3. 防治方案建議

為作好減災(zāi)防災(zāi)工作，應(yīng)采取預(yù)防與治理相結(jié)合的方法，盡量減輕該學(xué)校邊坡對(duì)周邊建筑物及環(huán)境的危害，減少不必要的損失；針對(duì)擬治理坡段特點(diǎn)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的可行性和合理性，采取必要的治理方法和防護(hù)措施。其措施主要有如下兩種：

方案一：原位加固（抗滑樁+錨索+植被護(hù)面+排水）

針對(duì)該邊坡已有懸臂式鋼筋混凝土擋墻和截排水措施失效的特點(diǎn)，可采用增加抗滑樁+錨索+植被護(hù)面+排水的綜合治理方法。

方案二：避讓+樁基礎(chǔ)+排水+監(jiān)測(cè)

鑒于該邊坡主要特征為圍墻變形，因此，可采用將圍墻向坡頂后移，重新打樁基礎(chǔ)、修建圍墻，并對(duì)坡體和已有土擋墻增加截排水措施和相應(yīng)的邊坡監(jiān)測(cè)措施。

由上述兩種方法可知，（1）綜合治理措施，費(fèi)用較大，但邊坡治理后穩(wěn)定性較好；（2）避讓+排水+監(jiān)測(cè)措施，費(fèi)用較小，但縮小了學(xué)校用地范圍，且需要人員長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、巡視，若遇長(zhǎng)期暴雨，邊坡還有可能失穩(wěn)。因此，推薦采用方案一“抗滑樁+錨索+植被護(hù)面+排水”的綜合治理措施。

4. 防治措施

綜合各因素，本邊坡選擇“抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索+植被護(hù)面+排水”進(jìn)行治理。

①抗滑樁，樁徑800mm，樁間距4m，混凝土強(qiáng)度C30，樁長(zhǎng)：進(jìn)入風(fēng)化基巖不少于3.0m。

②預(yù)應(yīng)力錨索，在抗滑樁頂部使用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行固定，錨索采用2*7Фs15.2鋼絞線，錨固段進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化基巖5.0m或中風(fēng)化基巖2.0m。拉力設(shè)計(jì)值300kN，鎖定值200kN。錨索為永久工程，需采取有效的防護(hù)措施。

③植被護(hù)面+排水，坡頂及圍墻分別設(shè)截水溝，坡體兩側(cè)及坡底設(shè)置排水溝，排水溝尺寸為400×400，采用磚砌筑，1∶3水泥砂漿抹面。按原狀恢復(fù)植被。

5. 邊坡監(jiān)測(cè)工程

在施工期間及完工后應(yīng)進(jìn)行邊坡監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)信息用于指導(dǎo)施工，同時(shí)作為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

①監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括坡頂?shù)孛嬲{(diào)查、邊坡坡面調(diào)查、地表位移監(jiān)測(cè)及人工巡視監(jiān)測(cè)。

②監(jiān)測(cè)內(nèi)容為邊坡水平和豎向位移。邊坡水平、豎向位移報(bào)警值為60mm，控制值為80mm。變形頻率連續(xù)三天不得大于8mm/天。

③監(jiān)測(cè)頻率：施工期間，旱季和少雨季節(jié)每月觀測(cè)4次，雨季每周觀測(cè)3次，暴雨期及雨后數(shù)天內(nèi)每天觀測(cè)1次，直至無明顯變化為止。施工完成后，旱季和少雨季節(jié)每月觀測(cè)1～2次，雨季每周觀測(cè)1次，暴雨期及雨后數(shù)天內(nèi)每?jī)商煊^測(cè)1次，直至無明顯變化為止。監(jiān)測(cè)工作在邊坡加固工程完成一年后如無明顯位移可結(jié)束，否則需視具體情況定。

6. 結(jié)論

綜合工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、土工試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用工程地質(zhì)定性分析法和極限平衡法對(duì)該邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，得以下結(jié)論。

（1）勘查區(qū)氣象水文條件對(duì)坡體穩(wěn)定影響較大，地層復(fù)雜程度簡(jiǎn)單，地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜程度簡(jiǎn)單，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，巖土體風(fēng)化強(qiáng)烈，遇水易軟化崩解，工程地質(zhì)條件中等，人類活動(dòng)破壞地質(zhì)環(huán)境程度中等，綜合評(píng)價(jià)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度中等。

（2）勘查區(qū)已發(fā)小型滑坡地質(zhì)災(zāi)害1處，主要是混凝土擋墻墻腳淤泥提供的摩阻力小，而坡體排水不暢，造成墻內(nèi)側(cè)水位上升，水壓力增加，而使土擋墻向外側(cè)推移，產(chǎn)生變形，從而導(dǎo)致?lián)跬翂蛧鷫澢冃危绊懺搶W(xué)校正常教學(xué)，除此未造成其它財(cái)產(chǎn)損失或人員傷亡，其危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。

（3）勘查區(qū)坡體威脅對(duì)象主要為某學(xué)校師生生命和財(cái)產(chǎn)安全，破壞后果嚴(yán)重，因此，建議對(duì)該危險(xiǎn)邊坡進(jìn)行治理。根據(jù)該邊坡的現(xiàn)狀條件可采用“抗滑樁+錨索+植被護(hù)面+排水”的綜合治理方案，并在施工期間及完工后應(yīng)進(jìn)行邊坡監(jiān)測(cè)，確保工程的安全性、穩(wěn)定性及永久性。

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