基于瑞典条分法的土质边坡稳定性分析及其治理

褚福永

(丽水学院工程与设计学院，浙江丽水 323000)

基于瑞典条分法的土质边坡稳定性分析及其治理

褚福永

(丽水学院工程与设计学院，浙江丽水 323000)

结合某土质边坡工程实例，运用瑞典条分法对其进行了稳定性计算，并根据计算结果提出了治理措施，结果表明，提出的截排水+格构梁预应力锚杆的支护方式能较好地增强边坡的稳定性，为类似工程提供了理论依据和借鉴。

边坡，稳定性评价，治理措施

0 引言

作为本文研究对象的边坡原为丘陵坡地，后经人工开挖，堆填形成了填土边坡。坡顶、坡脚均为平坦的场地，边坡长约210 m，坡高最大28m，大部分段大于20m。该边坡两端逐渐与原始山坡相连。由于坡面长期裸露，故受雨水侵蚀影响显著，根据有关资料，该工程已发生两处微型崩塌，极有边坡失稳的可能，潜在危险性非常大，因此，为防止其对附近居民的生活及安全造成不必要的影响，必须加以处理。

笔者在前人边坡稳定性理论［1，2］及边坡支护技术［3］研究的基础上，对所研究的边坡进行了稳定性计算，在计算结果的基础上提出了支护方案，并对支护方案的合理性进行了验证。

1 边坡工程地质概况

1.1 边坡岩土结构特征

该工程原始地面类型为丘陵斜坡，后经人工填土形成现有填土边坡。边坡坡脚场地高程约为82 m～84 m，坡顶场地高程约为101 m～110 m，坡高最高28 m，坡度约为26°～40°。边坡西南端接自然山体，山体坡度约25°～33°。边坡东北端边坡逐渐随地势降低而消失。因此，该边坡所属地形地貌类型较复杂。

通过对边坡进行岩土工程勘察发现，边坡区域分布有:人工填土层(Qml)、第四系残积层(Qel);基岩由侏罗系凝灰质砂岩组成。其中，人工填土层自上而下可分两层，即7.7m～35.0m的杂填土层和5.4 m～5.75 m的素填土层;第四系残积层(Qel)主要为粉质粘土;侏罗系(J)自上而下也可分为两层，即16.0 m～37.6 m的强风化层和20.3 m～35.3 m的中风化层。

根据区域地质构造资料，场地附近有2条北东向断裂(F105，F106)通过，距离100 m～200 m，受区域构造的影响，勘查区内节理裂隙发育。根据GB 50011—2001建筑抗震设计规范的有关规定，本场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组;场地土类型为软弱土～中硬场地土，以软弱土为主，建筑场地类别为Ⅱ类，场地内存在陡峭边坡，并存在填土震陷问题，本场地位于对建筑抗震不利地段。

场地内地下水有第四系孔隙潜水和基岩裂隙水两种类型。在场地内两处进行钻孔，对地下水取水样并进行室内水质分析，按GB 50021—2001岩土工程勘查规范有关标准判定:两处钻孔得到的水样，其水质对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性，但对钢质结构具有弱腐蚀性。可以看出，场地水文地质条件简单。

1.2 边坡岩土物理力学性质

根据室内土工试验及现场和现场标准贯入试验结合的方式确定岩土层的物理力学指标。

其中，杂填土、素填土和粉质粘土的天然重度分别为18.5 kN/m3，18.3 kN/m3和18 kN/m3，饱和重度分别为19.0 kN/m3，18.8 kN/m3和18.5 kN/m3。杂填土、素填土和粉质粘土的天然抗剪强度c和φ分别为19 kPa和18°，19 kPa和10°以及20 kPa和26°，饱和重度分别为12 kPa和14°，12 kPa和7°以及16 kPa和20°。

2 边坡稳定性分析

2.1 边坡类型及安全等级

根据国家标准GB 50330—2002建筑边坡工程技术规范规定，边坡工程安全等级一级确定的土质边坡高度(＞15 m)，破坏后果严重，确定此边坡工程的等级为一级，边坡灾害治理的设计复杂程度为Ⅲ级。

因此，本边坡确定为:安全等级:一级;安全系数:对土质边坡，稳定性分析多采用瑞典条分法，天然工况和暴雨工况安全系数K分别取1.30和1.10;边坡工程重要性系数:γ0=1.10。

2.2 边坡稳定性分析

为研究边坡的稳定性，根据实测剖面，对本工程勘察所得到的几个典型剖面(即1—1'，2—2'，3—3'，4—4'剖面)进行稳定性验算。同时，由于本工程为土质边坡，故采用瑞典条分法进行计算，并按总应力法对天然工况和暴雨工况两种工况下的边坡稳定性进行其稳定系数Fs的值，并将算得的结果列于表1中。

表1 天然及暴雨工况下边坡稳定性计算结果

由表1中可以看出，天然条件下1—1'，2—2'，3—3'和4—4'剖面稳定系数分别为1.247，1.18，1.17和0.956:暴雨条件下1—1'，2—2'，3—3'和 4—4'剖面稳定系数分别为 0.956，0.911，0.916，0.774。所以，四个典型断面均不稳定，需进行治理。

3 边坡治理措施及结果

3.1 治理措施

根据对边坡的地质条件及稳定性分析的成果，结合现场实际情况，边坡治理的方案采取:截排水+格构梁预应力锚杆的支护方式。其中，锚杆起到整体加固的作用，格构梁起到坡面加固兼锚杆外锚头的锚固端的作用。预应力锚杆在设计时必须考虑滑坡的实际情况，锚杆的长度必须能够满足抗滑的要求，即其基本的长度须穿越滑动层，进入稳定岩层。

边坡的具体设计方案大致包括以下几个方面:

1)分级放坡。

对现有边坡按照1∶1.5的坡率分级放坡。由于边坡表层松散，坡脚线适当后延，保证能够将表层相对松散的土体挖除。边坡分2级～3级，每级边坡高度不超过9 m。

2)格构梁和预应力锚杆。

边坡开挖放坡后经人工清理坡面，在坡面设置井字格构梁和预应力锚杆。锚杆设计锚固长度为 6.0 m，倾角为 20°，HRB335φ28高强锚杆，长度为12 m，锚固段长6 m，间距为2.5 m× 3 m。长方形布置，沿坡高共布置8排，间距2.5 m。格型地梁采用C25钢筋混凝土现浇，间距为2.5 m×3 m，尺寸为0.3 m× 0.3 m。

3)排水系统。

为消除水对土体抗剪强度的影响，按设计要求在边坡外设置截水沟，在边坡地表设置排水沟。

3.2 治理结果

治理措施实施后，天然条件下1—1'，2—2'，3—3'和4—4'剖面稳定系数分别为1.701，1.518，1.507和1.421;暴雨条件下1—1'，2—2'，3—3'和 4—4'剖面稳定系数分别为 1.456，1.341，1.276，1.240。

可以看出，各典型断面治理后的稳定性系数均达到规范要求。

4 结语

本文结合某土质边坡工程实例，及其相关设计规范，对该边坡治理进行了初步设计。在设计中，采用瑞典条分法进行边坡稳定性分析，根据计算结果提出了截排水+格构梁预应力锚杆的支护方式。同时，为了减少地表水及地下水对边坡土体抗剪强度的影响，设置了截水沟及排水沟。

总之，根据计算结果和相关设计原则，给出了合理的边坡设计方案。

［1］ 李双平.边坡稳定分析方法及其应用综述［J］.人民长江，2010，41(20):12-15.

［2］ 季 凡，吴顺川.土质边坡稳定性安全系数计算方法探讨［J］.山西建筑，2007，33(7):15-16.

［3］ 陈伟军，何忠明，秦艳琪.基于极限平衡方法的边坡锚杆最合理支护参数研究［J］.中外公路，2011，31(6):65-68.

Stability analysis and treatment of soil slope on the basis of Swedish slicemethod

Chu Fuyong

(College of Engineering and Design，Lishui College，Lishui323000，China)

Combining with the soil slope engineering example，the paper applies Swedish slicemethod and carries out stability computation，and puts forward processingmeasures according to the computation results.Results show that:the proposed supportmethod of cut-off drainage+latticed beam prestressed anchor can better enhance the slope stability，which has provided theoretical basis and guidance for similar engineering.

slope，stability evaluation，processingmeasures

TU413.62

A

1009-6825(2015)29-0066-02

2015-08-09

褚福永(1976-)，男，博士，讲师