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[摘要]大型水利工程的建设过程中，由于当地居民整体上迁或公共道路设施建设，凿山建房形成大量新的人工高陡切坡，风化、侵蚀和雨水的作用，可能导致边坡失稳并进一步产生变形破坏，可能危及居民的生命财产和交通设施安全。以巴东县孔堡二组某一边坡为例，阐述了对于泥质边坡稳定性分析与评价的方法，并针对综合评价和稳定性分析结果提出尽量减少人工开挖，加强排水与一定范围加固相结合的综合措施。
[关键词]人工边坡 泥质 稳定性分析 挡土墙
中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220085－02
一、高切坡水文地质条件
孔堡二组居民点高切坡位于巴东县沿渡河镇孔堡二组居民点的西侧，地理位置为东经110°24′；北纬31°05′。高切坡岩性为三叠系巴东组页岩和第四系松散堆积土，以岩土质坡为主，坡长56m，坡面面积596，最大坡高12.4m，平均坡度50º。
沿渡河镇出露地层为三叠系中统巴东组及第四系松散堆积物。出露地层由老至新分别为：三叠系中统巴东组(T2b0)（1）强风化页岩，黄褐色至深褐色。（2）页岩，表面风化严重，破碎程度高，极易折断。（3）中风化页岩，黄褐色至深褐色，页岩，中等风化，强度不高，有泥质填充。（4）第四系Q，崩坡积(Col－dlQ)，厚度5.0～8.0m，为大块石夹粘土，主要分布于测区中部公路上方。（5）崩滑堆积(Col－delQ)厚度3～5m，为块石夹粘土。（6）残坡积(el-dlQ)：厚度0.5～10m不等，以粘土夹碎石为主。该高切坡位于湖北省巴东县巴东沿渡河镇该地区处亚热带季风气候区，气候温和湿润，多年平均气温17.5°C，最高气温41.4°C，最低气温-9.4°C。历年主导风向为偏东风。区域雨水充沛，降雨具有集中、强度大的特点，特殊的气象条件是诱发各种地质灾害的重要因素。该边坡紧邻居民住宅楼与公路，稳定性差，一旦失稳将直接威胁居民生命财产及各种交通基础设施的安全。
二、高切坡稳定性分析
（一）已发生的变形破坏现象
根据现场踏勘，高边坡区目前已经发现一定范围的崩滑现象，由于修建移民连接路与修建移民迁建房屋使原来的斜坡应力状态发生改变，经受长时间在风化作用，边坡表层岩体十分破碎，在降雨及其它外荷载作用下，导致边坡局部可能进一步失稳滑动。
（二）高切坡变形破坏模式预测
高切坡可能破坏模式，取决于边坡岩体中的节理裂隙、层面和边坡面的相互组合关系，坡体结构类型不同，其可能破坏模式不尽相同。
根据边坡区工程地质条件与边坡特征，高切坡的破坏模式主要有：
（1）沿崩滑体与强风化岩体的接触面产生破坏；（2）边坡表层的剥落与掉块。
（三）稳定性分析计算与评价
1．典型剖面的选择与潜在滑面的确定
根据孔堡二组高切坡空间分布和工程地质条件，设置2个剖面进行分析。
对于计算剖面1-1＇，该剖面考虑一个潜在滑动面，其潜在滑动面是基岩与第四系的接触面。其后缘和剪出口经过最危险滑移面搜索确定（见图2-1）。
对于计算剖面2-2＇，该剖面考虑一个潜在滑动面，其潜在滑动面是基岩与第四系的接触面。其后缘和剪出口经过最危险滑移面搜索确定（见图2-2）。
2．计算方法
由以上分析可知，该高切坡1-1剖面采用圆弧滑动法，2-2剖面采用传递系数法进行计算。
传递系数法的稳定性系数计算公式为：
其中：Tk为滑体的抗滑力；Tx为滑体的下滑力。
对于单个滑块而言，其剩余推力为：
3．计算参数及安全系数的确定
在室内试验的基础上，结合邻区经验类比与《建筑边坡技术规范》(GB50330-2002)4.5边坡力学参数中有关参数值的有关规定综合确定其计算参数，计算参数见表3-1。
通过高切坡危害等因素分析，高切坡的安全等级为二级，根据规范要求，折线滑动其安全系数为1.30，圆弧滑动其安全系数为1.25。
4．计算结果
以上模型与参数给出的情况下，利用剩余推力法对每一潜在滑面进行稳定性计算，计算结果见表3-2。
5．稳定性评价
高切坡稳定性定性分析与计算表明：
（1）该高切破自形成以来，除表面掉块、风化剥落和小规模滑坡外，整体处于稳定或基本稳定状态。
（2）东段高切坡在“自重+暴雨”工况下稳定性系数为1.23783，不满足安全系数1.25的要求，整体欠稳定。
（3）西段高切坡在“自重+暴雨”工况下稳定性系数为1.28981，不满足安全系数1.30的要求，整体稳定性较差。而且坡体表面较破碎，需要进行表面防护。
（4）根据野外工程地质调查和宏观综合分析，本高切坡不存在大规模崩塌，虽然整体处于稳定或基本稳定状态，但是存在局部岩土体接触面滑移问题，表层岩体的风化剥落和局部崩滑严重，需要进行防护加固处理。
三、高切坡加固设计
（一）防治工程设计参数建议
针对边坡的破坏模式与治理时可能遇到的工况，提出防治工程参数建议值，采用饱水工况（工程实际可能遇到的最不利工况），故其设计参数值确定为3-1。
（二）防治工程方案建议
根据边坡稳定性和可能的破坏模式，应对该高切坡采取表面防护的治理方案。边坡整体稳定性好，可能的破坏模式为崩滑体继续下滑。鉴于表层岩体风化严重，局部垮塌时有发生，建议采用重力式挡土墙进行加固的治理方案，并辅以排水工程。治理坡长56m，面积532m2。
清方处理后，不再存在整体滑移的可能，但不排除浅表层的滑动、剥落与掉块的可能，采用8m仰斜式挡土墙进行表层防护，局部较低的坡段用3m直立式挡土墙进行防护。
沿墙身每隔10m设置2cm宽的伸缩缝一道，用沥青麻筋填塞，深入20cm。挡土墙上设排水孔。根据《室外排水设计规范》(GBJ14-87)，沿墙高2m，墙长3m设一个排水孔，排水孔坡降6%。每个排水孔对应的墙后设置卵石堆囊(1m×1m×1m)。
挡土墙深入基岩1m。挡土墙前墙脚处设置截水沟。
距离高切坡开口线后缘1-2m设计排水沟，截水沟的其形状与尺寸视地形而定。根据现场地形情况，截水沟断面尺寸为：下底宽等于0.6m，高等于0.6m，两侧坡度均为1∶0.75。排水沟断面为矩形，具体尺寸为：净宽0.45m，净高0.3m。地表截排水沟厚度为0.3m，砌筑砂浆为M7.5，抹面砂浆为M10。
排水孔以5m（水平间距）×2.5m（垂直间距）均匀的布置在坡面，孔深120cm，孔段插100cm长φ100mm聚乙烯管，外斜5%。
四、结论
对于不同边坡的地质情况采用不同的分析方法，在综合分析边坡地质条件和破坏模式的基础之上采用合理的治理方案，对方案进行计算选用合理的措施，使方案满足安全性、经济性、可行性的要求。本治理方案尽量减少人工开挖，利用排水设施和挡土墙，实现了安全与经济美观的治理目标。
参考文献：
[1]GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].
[2]湖北省巴东县孔堡二组居民点高切坡工程地质勘测报告[R].深圳市勘测设计有限公司，2008.8.
[3]陈祖煜，土质边坡稳定性一原理方法程序[M]．北京：中国水利水电出版社，2003.
[4]王恭先，滑坡防治工程措施的国内外现状[J]．中国地质灾害与防治学报，1998，9(1)：1-9.
[5]GB500212001．岩土工程勘察规范[s]．
[6]汤康民、彭胤宗，岩土工程[M]．武汉：武汉工业大学出版社，2001．
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
[关键词]人工边坡 泥质 稳定性分析 挡土墙
中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220085－02
一、高切坡水文地质条件
孔堡二组居民点高切坡位于巴东县沿渡河镇孔堡二组居民点的西侧，地理位置为东经110°24′；北纬31°05′。高切坡岩性为三叠系巴东组页岩和第四系松散堆积土，以岩土质坡为主，坡长56m，坡面面积596，最大坡高12.4m，平均坡度50º。
沿渡河镇出露地层为三叠系中统巴东组及第四系松散堆积物。出露地层由老至新分别为：三叠系中统巴东组(T2b0)（1）强风化页岩，黄褐色至深褐色。（2）页岩，表面风化严重，破碎程度高，极易折断。（3）中风化页岩，黄褐色至深褐色，页岩，中等风化，强度不高，有泥质填充。（4）第四系Q，崩坡积(Col－dlQ)，厚度5.0～8.0m，为大块石夹粘土，主要分布于测区中部公路上方。（5）崩滑堆积(Col－delQ)厚度3～5m，为块石夹粘土。（6）残坡积(el-dlQ)：厚度0.5～10m不等，以粘土夹碎石为主。该高切坡位于湖北省巴东县巴东沿渡河镇该地区处亚热带季风气候区，气候温和湿润，多年平均气温17.5°C，最高气温41.4°C，最低气温-9.4°C。历年主导风向为偏东风。区域雨水充沛，降雨具有集中、强度大的特点，特殊的气象条件是诱发各种地质灾害的重要因素。该边坡紧邻居民住宅楼与公路，稳定性差，一旦失稳将直接威胁居民生命财产及各种交通基础设施的安全。
二、高切坡稳定性分析
（一）已发生的变形破坏现象
根据现场踏勘，高边坡区目前已经发现一定范围的崩滑现象，由于修建移民连接路与修建移民迁建房屋使原来的斜坡应力状态发生改变，经受长时间在风化作用，边坡表层岩体十分破碎，在降雨及其它外荷载作用下，导致边坡局部可能进一步失稳滑动。
（二）高切坡变形破坏模式预测
高切坡可能破坏模式，取决于边坡岩体中的节理裂隙、层面和边坡面的相互组合关系，坡体结构类型不同，其可能破坏模式不尽相同。
根据边坡区工程地质条件与边坡特征，高切坡的破坏模式主要有：
（1）沿崩滑体与强风化岩体的接触面产生破坏；（2）边坡表层的剥落与掉块。
（三）稳定性分析计算与评价
1．典型剖面的选择与潜在滑面的确定
根据孔堡二组高切坡空间分布和工程地质条件，设置2个剖面进行分析。
对于计算剖面1-1＇，该剖面考虑一个潜在滑动面，其潜在滑动面是基岩与第四系的接触面。其后缘和剪出口经过最危险滑移面搜索确定（见图2-1）。
对于计算剖面2-2＇，该剖面考虑一个潜在滑动面，其潜在滑动面是基岩与第四系的接触面。其后缘和剪出口经过最危险滑移面搜索确定（见图2-2）。
2．计算方法
由以上分析可知，该高切坡1-1剖面采用圆弧滑动法，2-2剖面采用传递系数法进行计算。
传递系数法的稳定性系数计算公式为：
其中：Tk为滑体的抗滑力；Tx为滑体的下滑力。
对于单个滑块而言，其剩余推力为：
3．计算参数及安全系数的确定
在室内试验的基础上，结合邻区经验类比与《建筑边坡技术规范》(GB50330-2002)4.5边坡力学参数中有关参数值的有关规定综合确定其计算参数，计算参数见表3-1。
通过高切坡危害等因素分析，高切坡的安全等级为二级，根据规范要求，折线滑动其安全系数为1.30，圆弧滑动其安全系数为1.25。
4．计算结果
以上模型与参数给出的情况下，利用剩余推力法对每一潜在滑面进行稳定性计算，计算结果见表3-2。
5．稳定性评价
高切坡稳定性定性分析与计算表明：
（1）该高切破自形成以来，除表面掉块、风化剥落和小规模滑坡外，整体处于稳定或基本稳定状态。
（2）东段高切坡在“自重+暴雨”工况下稳定性系数为1.23783，不满足安全系数1.25的要求，整体欠稳定。
（3）西段高切坡在“自重+暴雨”工况下稳定性系数为1.28981，不满足安全系数1.30的要求，整体稳定性较差。而且坡体表面较破碎，需要进行表面防护。
（4）根据野外工程地质调查和宏观综合分析，本高切坡不存在大规模崩塌，虽然整体处于稳定或基本稳定状态，但是存在局部岩土体接触面滑移问题，表层岩体的风化剥落和局部崩滑严重，需要进行防护加固处理。
三、高切坡加固设计
（一）防治工程设计参数建议
针对边坡的破坏模式与治理时可能遇到的工况，提出防治工程参数建议值，采用饱水工况（工程实际可能遇到的最不利工况），故其设计参数值确定为3-1。
（二）防治工程方案建议
根据边坡稳定性和可能的破坏模式，应对该高切坡采取表面防护的治理方案。边坡整体稳定性好，可能的破坏模式为崩滑体继续下滑。鉴于表层岩体风化严重，局部垮塌时有发生，建议采用重力式挡土墙进行加固的治理方案，并辅以排水工程。治理坡长56m，面积532m2。
清方处理后，不再存在整体滑移的可能，但不排除浅表层的滑动、剥落与掉块的可能，采用8m仰斜式挡土墙进行表层防护，局部较低的坡段用3m直立式挡土墙进行防护。
沿墙身每隔10m设置2cm宽的伸缩缝一道，用沥青麻筋填塞，深入20cm。挡土墙上设排水孔。根据《室外排水设计规范》(GBJ14-87)，沿墙高2m，墙长3m设一个排水孔，排水孔坡降6%。每个排水孔对应的墙后设置卵石堆囊(1m×1m×1m)。
挡土墙深入基岩1m。挡土墙前墙脚处设置截水沟。
距离高切坡开口线后缘1-2m设计排水沟，截水沟的其形状与尺寸视地形而定。根据现场地形情况，截水沟断面尺寸为：下底宽等于0.6m，高等于0.6m，两侧坡度均为1∶0.75。排水沟断面为矩形，具体尺寸为：净宽0.45m，净高0.3m。地表截排水沟厚度为0.3m，砌筑砂浆为M7.5，抹面砂浆为M10。
排水孔以5m（水平间距）×2.5m（垂直间距）均匀的布置在坡面，孔深120cm，孔段插100cm长φ100mm聚乙烯管，外斜5%。
四、结论
对于不同边坡的地质情况采用不同的分析方法，在综合分析边坡地质条件和破坏模式的基础之上采用合理的治理方案，对方案进行计算选用合理的措施，使方案满足安全性、经济性、可行性的要求。本治理方案尽量减少人工开挖，利用排水设施和挡土墙，实现了安全与经济美观的治理目标。
参考文献：
[1]GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].
[2]湖北省巴东县孔堡二组居民点高切坡工程地质勘测报告[R].深圳市勘测设计有限公司，2008.8.
[3]陈祖煜，土质边坡稳定性一原理方法程序[M]．北京：中国水利水电出版社，2003.
[4]王恭先，滑坡防治工程措施的国内外现状[J]．中国地质灾害与防治学报，1998，9(1)：1-9.
[5]GB500212001．岩土工程勘察规范[s]．
[6]汤康民、彭胤宗，岩土工程[M]．武汉：武汉工业大学出版社，2001．
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”