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顺层边坡处治方案探讨*

文摘 2024-11-09 20:59 广西

顺层边坡作为易滑坡地层，在前期设计阶段与后期的处治阶段，应注意以下关键点。

1、在工程前期应严谨查清坡体结构与开挖临空面之间的关系，从而核查顺层边坡开挖后是否存在滑坡的可能。即：

1）即坡体中是否存在力学性质相对较低的易滑软弱夹层。

2）构成坡体的岩层倾角是否大于层间的综合内摩擦角，也就是说并不是所有的顺层边坡都会产生变形。

3）构成坡体的岩层倾角是否小于开挖临空面坡率，只有这样，坡体才易于产生滑动，否则坡体将更易出现倾倒变形。

2、在顺层边坡病害的处治阶段，应结合具体的工点特征，合理设置处治方案，并明晰不同工程措施之间的有效协调，从而共同提高坡体的稳定性。

1）顺层边坡清方在一定程度上会减小坡体的下滑力，但只要不是顺层清方，往往可能不会有效提高顺层坡体的稳定性。

2）非顺层清方的边坡工程，应认真核查刷方在坡体后部、两侧形成新的临空面后，是否存在顺层滑移的可能，并应针对坡体地质条件核查是否需要设置支挡加固工程措施进行处治。

3）加固工程措施之间易贯彻“主动-主动，被动-被动”，确保不同工程措施之间的协调受力，防止出现步调不一致而导致各个击破而损坏，从而影响工程加固效果。

4）顺层边坡由于往往存在多层滑移的可能，故处治方案一定要贯彻分层加固、整体与局部兼顾的原则。

5）顺层边坡加固工程布置宜贯彻“大工程”向下布置确保坡体的整体稳定性。“小工程”逐级或逐层加固确保边坡的局部稳定性，并适当兼顾坡体的整体稳定性原则。从而在提高边坡安全的基础上，有效提高工程的经济性指标。

6）已经发生滑动的上部顺层滑面力学参数应与下层尚未发生变形的潜在滑面力学参数进行区别对待。

案例：

某坡体由于产状145°∠19.5°的泥质粉砂岩为主构成，坡向140°。斜坡部位由于断层影响，岩体破碎。原设计开挖边坡高度约40m，采用1:0.75~1:1的坡率设置后，采用锚杆长8～10m的全坡面框架进行加固。

工程施工的过程中，坡体开挖至一级平台部位时发生了顺层滑移。经核查坡体在一级平台与坡脚分布有两层泥化软弱夹层，造成坡体目前从一级平台发生体积约12万方的浅层滑移，以及将来可能从坡脚剪出发生体积约16万方的深层滑移滑面。

病害发生后，技术人员将一级平台由2m加宽至8m，以四级边坡部位进行大规模刷方减载约8万方，在坡后形成了高约18m的陡坎。刷方措施实施后坡体仍然持续变形，即大刷方工程并没有确保坡体的稳定。

图1 刷方后墋体全貌

图2 一级平台部位出露的浅层滑面

基于此，技术人员拟补充支挡加固工程对顺层边坡进行加固。即计算由浅层滑面控制的下滑力为557KN/m，由深层滑面控制的下滑力为902KN/m，故此采用如下两个坡体加固方案。

1、方案一：

1）一级平台前部设置Φ2.5m@5m，长15m圆形普通抗滑桩，与桩后二级边坡设置的三排拉力为440KN/孔的预应力锚索，共同确保依附于深层潜在滑面的坡体整体稳定性。

2）在三级边坡设置两排拉力为440KN/孔的预应力锚索，与二级边坡的预应力锚索共同确保依附于浅层滑面的坡体局部稳定性。

3）刷方形成的后部陡坎由于没有发现软弱夹层，层间的综合内摩擦可有效确保坡体的稳定，故只进行挂网喷砼进行防护。

图3 方案一工程地质断面图

2、方案二：

1）在一级和二级边坡分别设置三排拉力为500KN/孔的预应力锚索，共同确保依附于深层潜在滑面的坡体整体稳定性。

2）在三级边坡设置两排拉力为400KN/孔的预应力锚索，与二级边坡的预应力锚索共同确保依附于浅层滑面的坡体局部稳定性。

3）刷方形成的后部陡坎由于没有发现软弱夹层，层间的综合内摩擦可有效确保坡体的稳定，故只进行挂网喷砼进行防护。

图4 方案二工程地质断面图

从工程措施的布置来看，以上两个方案的优缺点如下：

1、采用坡体刷方虽然可有效降低坡体稳定性，但由于滑面没有有效破坏和滑面呈平面型，故坡体的稳定性仍然无法保障。也就是说，原变更方案采用单纯的刷方而不设置支挡加固工程措施的处治方案是欠合理的。

2、方案一中将大工程抗滑桩布置于坡脚用于提高坡体的整体稳定性，这是合理的。但普通抗滑桩属于被动受力体系，不能有效地与二级边坡主动受力的预应力锚索协调对坡体进行加固，这是欠合理的。

3、方案一中的抗滑桩布置于一级平台前部而非后部，造成桩体悬臂段长度较大，而桩前的锚固“三角体”偏小导致桩体的锚固能力大打折扣。

4、两个方案中均考虑到了顺层多级滑面坡体的分层加固原则，即三级边坡的锚索并没有参与深层潜在滑面的加固，而是与二级边坡的锚索对浅层滑面进行加固，这是合理可行的。

5、两个方案中对刷方形成的后部陡坎，经过分析认为没有软弱夹层的岩体层间综合内摩擦可有效确保坡体的稳定，故只进行挂网喷砼进行坡面防护为主的处治措施是合理的，但工程的环保性较差。而若能采用合理设置坡率后进行框架结合绿化防护，则工程品质更好。

基于此，采用方案二对上部浅部的顺层滑体和深层的潜在顺层滑体进行加固，工程实施后取得了良好的效果，显示前期考虑分析的合理性和有效性。

微信公众号：悠游2019

微信号：18280117006

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博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，世界交通灾害防治与应急委员会委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员

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