1、文章編號：1009-0193（2002）02-0097-05沿河防洪堤滑坡處理、基礎(chǔ)處理與穩(wěn)定性分析羅啟北1,鄒爽1,羅世友2（1.貴州工業(yè)大學 土木建筑工程學院，貴州 貴陽550003 ;2.貴州省水利機械化實業(yè)總公司，貴州貴陽 550002）摘要：介紹沿河城區(qū)防洪堤 0+440 0+486段邊坡病害概況及產(chǎn)生原因，提出了邊坡排水、清刷滑體和防護加固相結(jié)合的綜合整治工程措施，并用條分法對該邊坡進行了穩(wěn)定驗算。為滿足防洪堤穩(wěn)定性要求，對滑坡段基礎(chǔ)采取了挖齒槽、打錨桿等措施，并對該基礎(chǔ)進 行了穩(wěn)定性分析。關(guān)鍵詞：工程滑坡；工程措施；穩(wěn)定性分析；條分法中圖分類號：TV87文獻標識碼：B1工程概況沿

2、河城區(qū)防洪堤（一期）工程位于烏江下游，是我省重點防洪工程，總長520 m,總投資2100萬元，建基面巖層出露白平均高程為 289 m，堤頂標高312 m ,堤最高達29 m , 為省內(nèi)目前同類工程之最。堤身為 M 10砂漿砌塊石，總方量 7.8萬m3, 土方開挖6萬m3, 土方回填8萬m3.工程于1998年11月動工修建。2滑坡變形狀況及原因2.1 滑坡變形狀況從1999年4月4日開始，滑坡段開裂變形加劇，到 4月8日，垂直位移達41 cm , 水平位移21 cm.并于當晚發(fā)生深層滑動， 座滑高度10-15 m，面積50 X70 m 2,方量20000 m3,在滑坡后緣形成 6 m的壁。造成房

3、屋倒塌，基坑被埋。2.2 滑坡產(chǎn)生原因2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造不良的地質(zhì)基礎(chǔ)是產(chǎn)生滑坡的一個重要原因。該工程0+440 0+486段邊坡是一個不均一的、結(jié)構(gòu)較復雜的土質(zhì)邊坡，穩(wěn)定性較差。且基巖為奧陶系泥質(zhì)灰?guī)r，巖層傾向河床， 傾斜度為3-9。，即傾向與坡面大致平行，這對邊坡穩(wěn)定更為不利。2.2.2 邊坡施工開挖邊坡施工開挖乃觸發(fā)該邊坡滑坡的直接誘因。因防洪堤的基坑開挖，該段開挖至基巖時，未及時設(shè)置有效的支擋和加固措施， 使邊坡失去支撐，破壞了原平衡狀態(tài)， 進而牽引坡體后 部產(chǎn)生變形和滑坍。由此可見，地質(zhì)環(huán)境及外界因素的共同作用，導致了該邊坡滑坡的產(chǎn)生和發(fā)展。3滑坡整治措施為了徹底根治病害， 便于重

4、新開挖基坑，結(jié)合本段的工程地質(zhì)特點，采取了排水、卸載（放緩邊坡）、支擋、坡面防護等相結(jié)合的處理方案。3.1 排水排水是邊坡坍滑整治的首要工作，本段從排引地表水及地下水兩方面采取了相應(yīng)措施。為消除和減輕地表水的危害，在滑坡體邊界修排水溝，并在坡體上設(shè)置樹枝狀排水明溝，以攔截、引排地表水，減少對坡面的沖刷，同時提高滑面土體的抗剪強度。3.2 滑坡減載減載是解決邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵。由于該滑坡體經(jīng)歷較大的滑動變形及破壞，表層滑體非常松散破碎。因此，按一定的坡率進行削坡。3.3 支擋3.3.1 臨時支擋為防止滑坡體的進一步發(fā)展，對滑坡壁后緣適當削減倒懸、陡立的坡面，然后在坡壁后緣加打150根，長3 m的鋼管

5、作為臨時支護。3.3.2 擋墻考慮到基礎(chǔ)要重新開挖，放樣確定出基坑位置，用進占法由0+440向0+486方向每次開挖5 m ,用漿砌石及時回填至294.28 m 高程，作為臨時擋墻，鎖住坡腳。4邊坡穩(wěn)定性驗算邊坡穩(wěn)定性驗算的方法按滑動面形式的不同，常用的有直線滑動面和圓弧滑動面兩種模型。直線滑動面邊坡穩(wěn)定性驗算的方法比較簡單。而圓弧滑動面的邊坡穩(wěn)定性驗算的方法較多且比較復雜。工程設(shè)計中較常用的有條分法和摩擦圓法，而經(jīng)常用的是條分法。本文采用條分法進行分析。4.1 條分法首先需要在已知的土體邊坡的橫斷面圖上，用4.5H法作圖，設(shè)定一個或數(shù)個可能的滑動破壞面（圓弧型滑動面）的幾何參數(shù)，再把圓弧滑動

6、面上的土體垂直分為寬為b=0.1R （R為滑動圓弧半徑）的土條。在這些幾何參數(shù)的基礎(chǔ)上依次驗算每一土條的穩(wěn)定性，然后疊加得整個土體的穩(wěn)定性。按此方法，對一系列設(shè)定的滑動圓弧求出相應(yīng)的穩(wěn)定性系數(shù)K值，然后繪圖得出最小的穩(wěn)定系數(shù)Kmin ,以穩(wěn)定性系數(shù) Kmin值相對應(yīng)的圓弧滑動面為最危險滑動面，作為判定所設(shè)計的邊坡是否穩(wěn)定的依據(jù)。邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K值按下面公式計算：Wi cosaitg i ciliK （1）Wi sin ai當土體由不同土質(zhì)分層填筑時，各土條重應(yīng)為該土條所包含的各土層重量的總和：Wi=2（yiSi+ 丫2s2+ +nrSn）式中：Wi 每一土條的重量（ kN）ai 每一土條的圓弧

7、底邊中心徑向與垂線的夾角（。）午每一土條的濕容重（kN/m 3）ci每一土條的粘聚力（kN/m 2）Li 每一土條白圓弧長（ m）Si每一土條的面積（ m2）（f）i每一土條的內(nèi)摩榛角（° ）此式不考慮土條兩側(cè)的推力，使計算的穩(wěn)定安全系數(shù)偏低（即偏安全）。4.2 穩(wěn)定系數(shù)的計算4.2.1 巾、c值的確定根據(jù)滑坡實際情況采用實驗與滑坡反算相結(jié)合的綜合方法，確定出c值為9.81 kN/m 2,4值為20二4.2.2 穩(wěn)定系數(shù)K值的計算采用條分法，計算圖見圖1.如圖1 ,在MO延長線上任作一點 Oi,作為第一次試算的滑弧中心，通過坡角作相應(yīng)滑弧。并將滑動土體ABC分成若干土條，并對土圖1

8、條分法計算圖條進行編號。量出滑弧半徑 R=38.8 m.土條寬度取為滑弧半徑的十分之一，即： b=0.1R.量出各土條中心高 hi,并列表計算（見表 1）:量出滑弧中心角。=109 ° ,可用下面公式計算出滑弧長度： L - R 109 38.8 73.78m180180設(shè)該土坡為均質(zhì)土坡，則（1）式變?yōu)椋篶L btghi cosaiK （2）bhi sin ai土的容重為丫 =17.66 （kN/m 3）.把各參數(shù)帶入 （2 ） 式（對于滑弧 1 ）, 得：0cL btg hi cosai9.81 73.78 17.66 3.88 tg200 194.256 1 99 K (2)1

9、7.66 3.88 40.919.b hi sin ai量出各土條中心tWj hi,并列表計算（見表 1）:表1土條號數(shù)hisina icosa ihisinaihi cosa i-62.10-0.60.800-1.261.680-55.94-0.50.866-2.975.144-49.24-0.40.916-3.6968.464-312.01-0.30.954-3.60311.458-214.33-0.20.980-2.86614.043-116.23-0.10.995-1.62316.149017.7701017.77118.830.10.9951.88318.736219.540.20.

10、9803.90519.149319.820.30.9545.94618.908419.640.40.9167.85617.990518.660.50.8669.33016.160616.140.60.8009.84613.128712.990.70.7159.0939.28888.390.80.6006.6885.03492.650.90.4362.391.155E40.919194.256在MO延長線上重新假定滑弧中心。2、。3、。4、。5、。6、。7,重復以上計算，求出相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)K2、K3、K4、K5、K6、K7,繪圖找出最小安全系數(shù)Kmin =1.58>1.30.由此可見，

11、經(jīng)過處理后的邊坡是穩(wěn)定的。4.2.3 注意因計算過程中取b=0.1 R，但滑體兩端土條(即圖 1中-6和9條)的寬度往往不會恰 好等于b,所以計算中要將該土條的實際高度hi折算成假定寬度為 b時的高度hi',折算后的bihi'與實際土條面積bihi相等(bi為兩側(cè)端土條的實際寬度)。與此同時，對 sin如也須 作相應(yīng)的計算。5 基礎(chǔ)處理0+440 0+486段邊坡座滑、土體擾動，加之漿砌石臨時擋墻占去部分堤身基礎(chǔ)面積，為滿足防洪堤抗滑穩(wěn)定性要求，經(jīng)研究決定修改原堤身標準斷面的基礎(chǔ)部分型式及基礎(chǔ)加固措施如下：(1)原標準斷面基礎(chǔ)部分修改成圖2所示型式，即原斷面高程 293 m以下

12、部分向外(河床方向)延伸 3 m ;(2)加寬3 m部分，基礎(chǔ)開挖3X1 m2的齒槽，用R100碎回填，見圖2;圖2基礎(chǔ)斷面圖圖3齒槽斷面圖(3)巖層面傾向河床，對穩(wěn)定不利，因而在基巖面上鑿打?qū)? m、深1 m的反傾鋸齒狀齒槽，以增大基巖面的粗糙度(如圖 3);(4)加密錨桿，用25,長3 m的鋼筋以1.5 m的間距呈梅花型布置， 插入基巖2 m、 外露1 m ,共加密288根；(5)高程290 m以下設(shè)計為R100碎埋塊石，以提高堤身與基巖的結(jié)合能力。6基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性計算基巖為中厚層泥質(zhì)灰?guī)r，微傾向河床，巖體堅固完整，無顯著的軟弱結(jié)構(gòu)面。堤身如失穩(wěn)將沿堤身與基巖接觸面處產(chǎn)生，不考慮接觸面上的

13、凝聚力，按表層滑動破壞，其抗滑穩(wěn)定性(以單位寬1 m計)有：Fs=f(v-u)/H(3)式中：Fs表層抗滑安全系數(shù)；f堤身與基巖接觸面的摩擦系數(shù)，取 0.6 ;v由堤身傳至基巖面的總垂直荷載(kN);堤底揚壓力（kN ）;H 堤身所受的總>水平荷載（kN）.總垂直荷載為基礎(chǔ)部分混凝土與漿砌石總重，為5X 1（3 kN.由于基礎(chǔ)處于常水位以上，且設(shè)有排水孔，排水效果較好，堤底揚壓力可忽略不計。 烏江屬于山區(qū)性河流，陡漲陡降，洪水消退時，由于水壓作用，此時堤身受的水平推力最大，堤后回填土中地下水水位高程為301 m.為計算方便，堤身斷面簡化為如圖 4所示。這時土壓力與水壓力總和為：H 1Hl

14、2 H1H21H22 tg 450 1 wh22（4）2222式中：圖4堤身斷面圖丫土的容重，18 kN/m 3土的浮容重，10.2 kN/m3；渺 水的容重，9.8 kN/m 3;土的內(nèi)摩榛角，30 ° .先由（4）式，土壓力和水壓力的總和為：H=（1/2 X 18 X21118 X 11 X 14+12 X 10.2 2手 ¥4心0 °+12 X 9.8 X 2=2.58 X 130kN再由（3）式，有：Fs=0.6 X （5 X3-10）2.58X 31=1.16 >1.05參照SDJ 21 -78混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范（試行） 的規(guī)定，若不計接觸面的凝

15、聚力, 基本組合荷載作用下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于1.05,基礎(chǔ)是安全的。7結(jié)論沿河城區(qū)防?堤工程 0+440 0+486段產(chǎn)生滑坡后，根據(jù)其病害特征，采取了排水、清刷滑體和防護加固相結(jié)合的方法進行了綜合整治。經(jīng)穩(wěn)定性驗算可知此措施是成功的、經(jīng)濟的?；轮卫砗螅够娱_挖得以重新進行。為滿足防洪堤抗滑穩(wěn)定性要求，對基礎(chǔ)也進行了相應(yīng)處理，由計算可知，處理后的基礎(chǔ)是穩(wěn)定的，說明處理的技術(shù)措施是成功的。參考文獻：1崔冠英，潘品蒸.水利工程地質(zhì)M.北京：水利電力出版社，1986.2錢家歡，殷宗澤.士工原理及計算M.北京：水利電力出版社，1996.3劉伯瑩.高等級公路工程滑坡的治理J.公路，2000, （

16、11 ）: 1-7.Treatment of Landslide and Foundation and Analysisof Stabilityof YANHE Flood Pretection EmbanKment EngineeringLUO Qi-bei 1, ZOU Shuang 1, LUO Shi-you 2(1.College of Civil Engineering, GUT, Guiyang 550003, China;2.Hydraulic Mechanising Industry Parent Company of Guizhou, Guiyang 550002, Chi

17、na)Abstract:This paperdescribesthe general diseased conditionsandcauses of0+440 0+486 sloping part of the flood protection embankment in Yanhe city,proposesrenovating measuressuch as slope drainage, slidemassstripping,protecting and reinforcing, and adopts the slice method to examine the stability of this slope. I