摘要：为了有效解决边坡失稳的问题，做好边坡治理工作，首要面对的问题即加强岩土工程勘察工作。文章结合某挡土墙边坡山体滑坡、挡土墙垮塌事故，分析了其中岩土工程勘察手段的运用，并结合既有的地质资料，定性分析并评价边坡整体稳定性，同时给出治理措施。
关键词：挡土墙；边坡；稳定性；勘察；治理
随着经济的发展，我国的经济发展观念也发生了变化，人们开始重视环境和生态与经济的协调发展，在我国，很多地区为了对当地的水土进行保护都建设有挡土墙。然而，边坡问题一直是岩土工程中不可忽视的问题之一，其治理研究也是当下挡土墙建设工程的重中之重。
1.工程概况
某路段因发生意外导致西边人行道部分出现了封闭。该段挡墙高度约5.5～8.5m（南低北高），为重力式挡土墙，垮塌的挡土墙总长度约为43m。如不对该地段滑坡及时整治，在暴雨等极端气候条件下，该滑坡如果进一步发展了，将会给行人、路上行驶的车辆造成安全隐患。
2.勘察方法、勘察工作布置
2.1 现场踏勘
结合以往该地区的山体滑坡的经验，对现场进行仔细的踏勘，根据滑坡体后壁拉裂情况、气候条件、滑坡规模等，初步判定产生的原因是由与深部的软弱带经外部诱因形成滑带[1]。
2.2 勘察工作布置
根据勘察委托任务书及有关规范要求，共布置勘探线5条，勘探点共20个。另采取原状土样40件，扰动土样7件，岩样10组，地下水样2件；标准贯入试验56次/12孔，重型动力触探试验1.3m/2孔。
2.3 勘察方法
该次勘察利用GY－150型钻机2台，工程地质钻探主要采用冲击+回转的钻进工艺，其中第四系土层主要采用冲击钻进，套管护壁；白垩系强、中风化泥质砂岩采用回转钻进，泥浆护壁。对滑带土严格采取干钻，尽量避免扰动，并严格控制回次进尺和土芯采取率。根据所采取的岩、土芯现场进行野外鉴别、分层和描述，并在钻探过程中采取岩土样，取样后立即按要求封存，取样数量和质量均满足有关规范要求[2]。
3.滑坡区自然条件及地质环境条件
3.1 滑坡区自然地理及气候条件
滑坡区属亚热带季风湿润气候区，气候温暖，四季分明，春季多雨，夏季多旱。年降水量1035.2～1924.3mm。3～7月为雨季，降雨量占全年的58%～81%。
3.2 滑坡区地形地貌
场区地貌类型属于侵蚀堆积丘陵地貌，修建该路时进行了山体切坡，形成了现西高东低的地形，相对高差约20.00m。
3.3 滑坡区地层分布及岩土工程特征
据勘察钻孔揭露，结合区域地质资料，场地内地层特征自上而下描述如下：
①填土（Qml）：褐黄、灰褐色等，色杂，主要为回填的黏性土，稍湿～饱和，结构松散。
②－1含角砾粉质黏土（Qel）：褐红色，稍湿，硬塑，无摇振反映，光滑，干强度和韧性高，属中等压缩土层。渗透系数为0.33×10－6～9.45×10－6cm/s，平均2.51×10－6cm/s，属微～不透水层。层厚0.40～15.40m。
②－2含粉质黏土角砾（Qel）：该层一般位于含角砾粉质黏土和粉质黏土的接触部位，或以夹层的形式分布于含角砾粉质黏土和粉质黏土中，稍湿～饱和，松散～稍密。该层渗透系数为4.25×10－3cm/s，属透水层，当该层无相对隔水层覆盖时，在遇到暴雨等极端气候条件下，地表水将沿该层渗入地下，造成该层抗剪强度急剧降低，易形成软弱结构面，造成边坡失稳，形成局部滑坡[3]。
②－3中细砂（Qel）：该层一般以夹层形式分布于含角砾粉质黏土和粉质黏土中，稍湿～饱和，松散～中密。该层渗透系数为1.98×10－3～5.35×10－3cm/s，平均3.45×10－3cm/s，属透水层。该层随含水量的变化，力学性质变化很大，在饱水情况下，抗剪强度急剧降低，易形成软弱面、亦是构成滑坡滑带的主要土层。层厚0.50～2.90m。
②－4粉质黏土（Qel）：褐红色，稍湿～湿，可塑～硬塑，无摇振反映，光滑，干强度和韧性高，属中等压缩土层。该层渗透系数为1.03×10－6～3.94×10－6cm/s，平均2.30×10－6cm/s，属微～不透水层。层厚1.50～13.80m。
③－1强风化泥质砂岩（K）：褐红色，粉砂质结构，薄～中厚层状构造，泥质胶结。遇水易软化，失水后易干裂。该层为极软岩，岩石完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
③－2中风化泥质砂岩（K）：褐红色，粉砂质结构，薄～中厚层状构造，泥质胶结。遇水易软化，失水后易干裂。该层为软岩，岩石完整程度为较破碎～较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ～Ⅴ级。
3.4 滑坡区水文地质条件
场地内的地下水主要为赋存于填土、残积含粉质黏土角砾及中细砂中的孔隙水，水量贫乏，地下水主要受大气降水补给，沿含水层由坡顶向坡底径流、排泄[4]。雨季连续降雨后，场地内有一定量的地下水。
4.滑坡特征
4.1 滑坡空间形态特征
滑坡属于侵蚀堆积丘陵地貌，地势西高东低，相对高差约20.70m，滑坡位于该路西侧山坡，属由于基岩成分差异，风化后形成软弱结构面而造成的顺层滑坡。该滑坡平面形态前宽后窄，呈“贝壳型”，滑体剖面形态呈“勺”形，中部靠前相对较厚，后部较薄。滑坡体呈上凹下凸起伏，两侧地层多有扰动和松动现象，有裂缝和拖拉皱曲，后缘壁较陡且有坍塌遗迹，挡土墙断面上岩层视倾角为15～25°，平均约为22°，小于坡面倾角（坡面倾角约30°），不利于边坡稳定，挡土墙根部未见土体隆起现象[1]。
4.2 滑坡体物质组成及结构特征
（1）滑体。滑体物质主要由填土和第四系残积层组成，由于滑坡影响，局部扰动强烈，其后部见多条陷落带并出现反坡平台。土体中含较多风化岩块，表面多见混凝土防护格栅破坏后形成的混凝土碎块、草皮等杂物，稍湿～饱和，结构松散。其厚度在空间上变化较大，后缘和两侧较薄，中部和前缘较厚。厚度在0.80～5.90m之间变化，平均厚度约为3.50m。
（2）滑带。滑带物质成分主要为残积成因的中细砂（含少量角砾）及含粉质黏土角砾。在干旱少雨的情况下，该层物理力学性质相对较好，多为稍密～中密状态；在雨季或突遇强暴雨等工况下，该层为饱和，松散状态，其抗剪强度急剧降低。同时该层作为透水层，在孔隙水压力的共同作用下，引起其上的土体滑动，形成了顺层滑坡[3]。
（3）滑床。滑床主要为残积粉质黏土和强、中风化泥质砂岩，属微～不透水层，地下水一般沿该层顶面流动，为滑坡形成提供了便利条件。
5.滑坡稳定分析及滑坡推力计算
5.1 滑坡稳定性分析
5.1.1 地质条件
滑坡地段原为一小山包，修建该路时，对该小山包进行了人工切坡，形成了现在的人工边坡。坡度约为30°，高差约20m。该地段岩层及由于风化不均形成的软弱结构面视倾角约为20～25°，小于坡面倾角，不利于边坡稳定，易形成沿软弱结构面的顺层滑坡[1]。
5.1.2 天气因素
该地区每年的4～5月是暴雨的多发期。该滑坡发生的直接诱因即为突降暴雨，造成大量雨水渗入地下，地下水沿软弱层渗流，造成地层物理力学性质变化，引起滑坡。
5.1.3 设计施工不合理
（1）截（排）水沟
坡顶未设置有效的截水沟，坡底也未设置排水沟，造成突遇暴雨时地表水大量滞留地表，并顺透水层径流，引起该层抗剪强度急剧降低，抗滑力降低引起滑坡。
（2）泄水孔
渗入墙后填土中的水，则应将其迅速排出，通常在挡墙下部设置泄水孔。在泄水孔入口处，应用易渗的粗粒材料做反滤层，并在泄水孔入口下方铺设黏土夯实层，防止积水渗入地基不利于墙体的稳定。同时，墙前亦应做散水、排水沟，避免墙前积水渗入地基。挡土墙设置的排水孔未按以上要求施工，作者在现场勘察期间正值雨季，发现相邻挡墙排水孔几乎没有水流出，这就导致雨季或遭遇连续强降雨后，场地内有较高的地下水位，正是在地下水的作用下，形成了该滑坡。
5.2 滑坡推力计算
5.2.1 滑坡推力计算方法
由滑坡推力计算评价判定滑坡的稳定性并为设计抗滑工程提供定量指标数据，按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）有关规定，滑坡推力按可传递系数法进行计算，其计算模型见图1。
滑坡推力计算：
Pi=Pi－1ψi－1+γtTi－Ri
ψi=cos（θi－θi+1）－sin（θi－θi+1）tanφi
图1 滑坡推力计算图
式中，Pi，Pi－1分别为第i块，第i－1块滑体的剩余下滑力设计值，kN，当Pi，Pi－1为负值时取0；γt为滑坡推力安全系数；θi为第i计算条块底面倾角，（°）；Ti为第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力，kN/m；Ri为第i计算条块滑动面上的抗滑力，kN/m。φi为第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值，（°）。
5.2.2 滑坡推力计算参数
根据室内试验、野外地质调查、地区经验及极端气候条件综合考虑，滑坡推力计算参数的各地层参数见表1，滑坡推力安全系数取1.25。
表1 滑坡推力计算参数表
5.3 滑坡推力的计算结果
该次计算的假定工况为将原有挡土墙复原，堆在人行道上的土清理掉，现地表地形保持不变[1]。按照上述工况、计算公式和参数，该次勘察运用“理正岩土计算软件（V4.5版）”对3个已有滑动面和2个潜在滑动面进行了滑坡推力计算，计算结果见表2。
表2 滑坡推力计算成果
在假定工况下已有滑坡带滑坡推力大于0，说明该滑坡带稳定系数小于规范规定数值1.25，属于不稳定滑坡，必须进行治理。
6.滑坡发展变化趋势及危害性预测
滑坡发生后，随着滑体前缘滑出原滑床，阻滑力增大，重心降低，滑动中排出部分地下水，减小了滑带的孔隙水压力。滑坡的发展过程一般有一个由加速→等速→减速→停止的过程。到了下一个雨季，当遇到大暴雨等极端气候条件时，该滑坡有可能重新复活，产生新的滑动，滑塌的土体有可能冲到路上，对路上的车辆和行人的安全产生严重威胁。
7.滑坡治理与建议
滑坡治理包括主动土区卸载、被动土区反压、地下水治理、设置支挡结构及加强坡面防护等措施，在实际工作中，几种措施往往同时采用，是一个综合治理工程。
（1）支挡结构。建议采用抗滑桩或格栅梁锚杆支护挡土墙等支挡结构，对已垮塌的挡土墙进行恢复。
（2）加强排水。对坡顶平缓的地貌进行修整，让其形成一定的坡度，防止雨水富集，同时硬化地面，防止地表水下渗。沿坡顶设置平行于坡缘线的截水沟，防止坡顶以上的地表水冲刷坡面和沿坡面下渗。对滑坡体后缘与滑床之间的裂缝进行注浆处理，以封堵地表水下渗和提高滑带土的物理力学性状。沿坡脚设置排水沟，及时将坡面流下的地表水排走，保护坡脚。
（3）坡面防护。对坡面进行修整，清除坡面散落的钢筋混凝土块及块石等，平整后采用混凝土格栅覆绿，保证坡面岩土不直接裸露。
（4）动态监测。宜设置动态监测系统，对本滑坡地段及附近地段的支挡结构进行长期监测，预防类似工程事故的发生。
（5）安全施工。在进行滑坡治理设计和施工时，宜注意施工顺序和边坡治理过程中的安全和稳定问题，防止工程事故的发生。
8.结语
总之，人类工程活动处理不当会造成边坡的稳定性显著降低甚至边坡的失稳，威胁人身财产安全。因而，在挡土墙建设工程中，边坡稳定性分析和事故治理是一个重要的组成部分。对于边坡稳定性事故，我们一定要做好相应的岩土勘察，及时发现，采取有效的治理措施进行治理，保证边坡的稳定性，这样才能同时提高建设工程的质量，创造更好的社会经济效益。
参考文献：
[1]程绍萍，卢雪清.失稳挡土墙边坡岩土工程勘察分析[J].建筑工程技术与设计，2017（24）.
[2]林雄伟.边坡治理中岩土工程勘察的作用探析[J].科技经济导刊，2015（19）：208-208.
[3]任延鹏.浅议岩土工程勘察在边坡治理中的重要性[J].科技视界，2014（30）：109-109.
[4]李佳舒，权芹钢，张勇.浅议岩土工程勘察在边坡治理中的重要性[J].城市建设理论研究：电子版，2016（13）.
论文作者:黄永毅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
标签：滑坡论文; 挡土墙论文; 推力论文; 黏土论文; 岩土论文; 结构论文; 倾角论文; 《基层建设》2018年第18期论文;