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边坡工程稳定性研究及其治理

【摘要】边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最

基本的地质环境之一。随着边坡的演变，坡内岩土体发生不同形式

的变形与位移。坡体在本身自重、降雨、震动以及其它因素的作用

下，常常失稳而发生滑坡或崩塌，并可进一步造成地质灾害。在四

川省某高速公路的建设中存在高边坡问题，边坡的稳定性将直接影

响高速公路的安全建设及其运营。本文通过对该边坡进行详细勘察

的基础上，并对其稳定性进行分析研究，了解该边坡的形式、结构

等，并对其进行防护。

【关键词】高边坡；稳定性；治理

随着国民经济的快速发展，尤其是近年来随着国家基本建设力度

的加大，公路建设步伐明显加快，公路等级的不断提高，边坡防护

建设工程中所遇到的岩土边坡稳定性问题也相应增多，并成为岩土

工程中比较常见的技术难题。由于工程建设的需要，往往在一定程

度上破坏或扰动原来较为稳定的岩土体而形成新的人工边坡，因而

普遍存在着边坡稳定的问题需要解决。显然，从安全观点的角度出

发，要求边坡角越小越安全；但从经济方面看，却要求边坡具有较

大的角度。因此，合理确定具体工程实际条件下的边坡角，评判边

坡的稳定性和综合治理，使工程建设符合既安全又经济的原则，具

有十分重要的意义，本文以某公路边坡为例，分析其稳定性，并提

出相应的治理措施。

1工程概况

某高速公路高切坡位于四川省某加油站北侧，根据现场详细勘

查，高切坡总长为96m，最大坡高19m，坡面面积1130m2，高切坡

类型为ⅲ类，影响边坡下方公路长120m。高切坡属土质坡，现状已

产生边坡土体的滑移，在降雨作用下可能发生进一步解体滑移破

坏。该高切坡失稳将危及高速路上交通安全，对该高切坡进行工程

治理是必要的。

2水文地质情况

高切坡区为滑坡地貌，滑坡后缘高程约318m。测区分布的基岩，

裂隙发育，岩体破碎，透水性强，物质主要为碎石土夹滑动岩体，

透水性强，地表水经短途经面流后即下渗。坡眉以上缓坡分布的粉

质粘土层属相对隔水层，但分布面积较小，雨季缓坡地段所汇集的

降雨以坡面流的形式向高切坡坡面排泄。

根据钻探揭露，各钻孔均揭露了稳定地下水位，地下水位埋深

3.6～10.1m。地下水属覆盖层孔隙水。地下水水位坡降一般16°～

22°，局部存在水面缓坡平台，水位坡降12°左右。雨季可见边坡

土体可见有少量水渗出，属粉质粘土层中的上层滞水，具浅循环、

短径流、快交替的动态特点。据前人勘察资料及《岩土工程勘察规

范》（gb50021-20012009年版）区内环境水对混凝土结构及钢筋

混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

坡体出露地层由老到新为：三叠系中统巴东组第二段紫红色泥岩

夹粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，偶见灰黄色泥质粉细砂岩。第三段粉

细-中晶灰岩、粉-细晶白云质灰岩、泥质白云质灰岩。第四系广泛

分布于山体斜坡、阶地及河漫滩上。成因类型有人工堆积、残坡积、

崩坡积、滑坡堆积等。

该高切坡属土质高切坡，现状已产生边坡土体的滑移型破坏，在

降雨作用下边坡土体可能进一步解体滑移破坏，甚至继续发展成逐

级牵引式的滑移破坏。

3边坡破坏模式分析

根据高切坡地质结构特征并参考相同类型高切坡的破坏模式作

为高切坡变形破坏预测的依据。该高切坡属土质高切坡，现状已产

生边坡土体的滑移型破坏，预测破坏模式为边坡土体在降雨作用下

的进一步解体滑移破坏，甚至继续发展成逐级牵引式的滑移破坏。

3.1稳定性分析计算原理

计算方法：圆弧滑动法。本高切坡整体稳定性计算软件采用理正

《边坡稳定分析程序》中的瑞典条分法计算程序，计算原理为通过

假定不同的滑弧，然后将滑动土体分成若干竖直土条，分别求出各

土条底面上的下滑力和抗滑力，然后求出每个条块底部上的下滑力

对滑弧圆心的下滑力矩之和与每个条块上抗滑力对滑弧圆心的抗

滑力矩之和，稳定系数定义为k=抗滑力矩之和/下滑力矩之和。比

较众多滑弧的稳定系数后，求得最小稳定系数作为边坡的稳定系

数，所对应的滑弧为最危险滑动面。

采用瑞典条分法进行圆弧稳定计算的基本表达式为：

k=■

式中：

wi——垂直荷载，包括土条自重和其上部的建筑荷载。其中，自

重可将其分为两部分，地下水位以上用湿容重计算，设为wi1；地

下水位以下用饱和容重计算，设为wi2。其它垂直荷载，设为pi。

假设自重的作用线通过条块宽度的中心线。

qi——水平荷载，包括水平孔隙水压力和其它水平