大型尾矿渣堆积体边坡稳定性研究

肖建勋，濮仕坤，储勇

（1.江苏省地质工程有限公司，江苏 南京 210000；2.解放军理工大学国防工程学院，江苏 南京 210000；3.南京军区合肥房地产管理处，安徽 合肥 230041）

1 工程概况

牛首山，又名天阙山，位于南京市江宁区，属于宁镇丘陵西段南支，低山丘陵，主峰海拔242.9m，因山顶南北双峰似牛角而得名[1]。南京牛首山文化旅游区一期工程建设地点位于牛首山大遗址公园的核心区域，处于牛首山顶西峰与东峰之间。牛首山景区道路蜿蜒曲折，所经矿渣堆填路段地势陡峻，地质灾害发育，其滑坡H1位于拟建的天阙宫西南侧，该滑坡周界清晰，平面上呈不规则半椭圆形，滑坡纵向总长约250m，平均宽180m，总面积约45000m2，滑体平均厚度约20m，总体积约90×104m3。

因受滑坡影响，工作区内道路和广场出现了明显的破坏变形迹象，其中坡体下部的道路多处出现了裂缝和隆起，出现变形段道路长约170m。坡体后缘广场出现整体倾斜和下沉，总面积约750m2。由于本次滑坡关系到景区道路、坡顶广场和建筑的长期安全问题，因此此次分析的主要内容为在经济、安全的角度下提供合理的景区道路边坡加固治理措施，保证滑坡在天然、暴雨、地震工况下及长期状态下的稳定性，确保景区的安全[1]。

2 对比计算

2.1 单排桩和多排桩的比选[2]

本次滑坡滑面前缘比较平缓，中后部较陡，可能存在2个及2个以上的剪出口，属于多级滑坡。这类滑坡的治理思路应考虑浅层滑动和多个剪出口的深层滑动，应同时治理防护，保证滑坡的安全。此次分析考虑单排桩和两排桩，并从经济性、安全性、合理性多个方面进行性比较分析。

2.2 单排桩和多排桩的受力分析

多排桩相对于单排桩的受力更加复杂，两排桩所承担的下推力的大小较难分析。考虑采用有限元模拟单排桩和多排桩的受力情况，单排桩和双排桩的模型图见图1、图2，计算结果见表1～表3。

从内力计算结果来看，双排桩方案中的上排桩内力与单排桩的内情相差不大，上排桩所受推力较单排桩大40%～80%，虽然双排桩的安全储备更大，但在保证滑坡安全的前提下，双排桩方案较单排桩受力不合理，偏于浪费。

2.3 单排桩和多排桩的技术经济对比分析

多排抗滑桩方案、桩锚结合框架预应力锚索方案都是比较常见的边坡加固技术方案，且都相对成熟，有较多工程实例可供参考验证。多排桩方案提供的抗滑力更大，可靠度相对更高。抗滑桩相比于框架锚索造价更高。比如针对本项目，如果将道路右侧最上面两级坡的框架锚索取消，改为锚拉抗滑桩，造价增加超过1000万。道路右侧两级马道均约3m宽，如果采用机械成孔施工抗滑桩，则马道必须加宽，材料运输、施工便利性较差，存在一定施工风险，需对右侧边坡进行临时加固。抗滑桩施工相当于锚索速度较慢，效率较低。如采用悬臂式抗滑桩（如门架式双排桩），因尾矿渣堆填土层较厚，抗滑桩悬臂较长，对于抗滑桩效用的发挥非常不利。如采用锚拉抗滑桩，可以更为充分发挥抗滑桩的效用。

经过多方比选，结合施工安全性、经济性和工期要求高的特性，采用预应力锚索抗滑桩+深层排水管+反压坡脚的加固方法。

双排桩内力计算结 表1

单排桩内力计算结果 表2

单排桩和双排桩安全系数计算结果 表3

3 结 论

利用有限元软件对局部不稳定边坡进行单排桩，双排桩两种支护结构进行分析，获得了两种工况下支护结构的的受力情况，并综合经济性、安全性等因素，合理选择支护结构。

[1]王继东,储勇,肖建勋.南京牛首山文化旅游区边坡稳定性影响因素分析[J].山西建筑,2014(36).

[2]GB50330-2013，建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2002.