高边坡滑坡机理分析及处治

胡凤鑫

（福建路桥建设有限公司， 福建 福州 350000）

0 引言

随着经济社会逐渐发展，公路建设步伐逐渐加快，公路建设时对应边坡的实际滑塌情况越来越得到有关施工方的重视，滑坡现象在现代公路建设中实际上非常的常见。其中一方面是受到对应边坡的土质以及降水、施工、地下水等因素的干扰，另一方面是受到对应公路所在环境的复杂情况影响，对应的路基填方的实际高度不断增大，从而逐渐形成高坡，以至于高坡的稳定性逐渐下降，所以依据对应边坡的滑动现象采取防治管理，这实际上对于相关的公路安全保障道路施工安全的意义十分重大。

1 公路边坡的滑塌工程概况

以河池至百色高速公路№1合同段K1+600～K1+810段高填方为例进行介绍，该段填方高度最高约25.0-36.0m，左侧临山坡，右侧位于山体坡脚。根据自热地形条件，其左右均属高填路基。 在设计勘察时候路段发现滑坡，经现场地质调查、测绘和钻探发现该处滑坡为古滑坡。滑坡主滑方向为北东偏北，纵向长度约130横向，宽约70m，面积约91002m2,滑体厚度约2.0～4.0m,体积约2.7*104m ,主要由含碎石粘土组成。2017年5月已填筑完成约30m高,6月以来河池市进入雨季时期，长时间降雨，不断浸水导致地基强度急剧降低失稳从而引起滑移，填筑面开裂向外最大13cm并产生下沉，边坡防护开裂。

2 高边坡滑坡机理

2.1 土体物理力学指标

通过室内试验得出的结果表明，填筑土体中粉质黏土，其自由膨胀率为 41%到 48%，之间，具有膨胀性，表现为吸水后体积膨胀，同样的，具有干裂性，失水后体积收缩，粉质黏土做为路基表面的填筑土体，其本身所具有的特性是导致道路表面出现龟裂现象的主要原因，表面的龟裂使得降水向下渗透。综上所述，填土自身所具有的膨胀性及收缩性为边坡滑坡随时性提供了一定的物理基础。

2.2 滑坡分析

该滑坡所在区域降水量非常集中，同时降水量非常丰富。在当地的雨季时，水体会由雨水聚集形成表面径流，然后沿着海拔由高向低进行排水，所以该边坡的土地表面会不断地经受雨水的侵蚀，从而迫使边坡加宽裂缝，使得侵蚀快速扩大。在这个过程中，随着雨水的不断侵蚀逐渐对坡体产生一定的坡脚软化，当然在多方面的因素共同作用下就会迫使抗剪强度随侵蚀不断降低。同时填土的本身结构并不紧实多为疏松质地而且含有较多的空隙，其本身还存在一定的裂缝，所以大量雨水不断地冲刷侵蚀下渗之后，就会在地表发生一定的转化，然后最终成为该区域下渗的地下水。当然其中的一部分填土原本存在一定的孔隙，实质上是该部分土体增重的关键因素；同时另一部分边坡填土则在雨水的侵蚀作用下不断使间隙扩大，水体将沿间隙不断的向下渗透，从而在侵蚀作用下使得间隙之间产生相互贯通，深层土体在侵蚀作用下不断地被软化，牵一发而动全身，抗剪强度也在共同作用下被削弱。但是，原始地层所具有的紧密的特性，形成隔水层，起到一定的隔水作用。这样的情况下，雨水在渗透后无法继续完成排泄，因此原地面排泄成为其为以的排泄口。周围土体软化及抗剪强度下降功能共同作用产生了软弱层，为边坡可滑动创造了条件。综上所述，本区高边坡长期处于极限稳定的状态下，在受到多重因素共同作用的过程中，上部土体沿原地面发生多种程度的滑动。推移为其滑动的主要形式。因此，人类活动、降水和土体自身性质都是成为影响边坡稳定性的重要因素。

3 高边坡的实际稳定性计算探究

为了使得计算结果明确，同时计算简洁便于分析计算，将选取现有的三处断面进行代表性分析处理。

3.1 计算选定参数—滑体的对应土重

依据当前的实验研究资料表明，对应土体在饱和的天然状态下实际选取重度为19.8kN/m3以及18.8kN/m3。以公路的路基填土作为滑体的主体进行研究。

3.2 对应抗剪的强度

抗剪的实际强度是公路对应高边坡滑坡实际治理施过程中的重要参数，该参数决定着边坡的实际稳定性的预测以及相关推力的研究计算结果，对应的根据公路边坡实际的土体类型，结合实际采用一定的反演法进行抗剪强度的初步测定分析。

对应的高边坡稳定性依据下列公式进行计算，采取系数的传递形式进行计算

Pi = Pi - 1□ψ + Ks□Ti - Ri （1）用于计算剩余的推力

Ti = Wi(sin αi + A cos αi) + rwhrw Li cos αi sin βi cos( αi - βi)（2）

Ri = Wi( cos αi - A sin αi) - Nwi cos αi -rwhrw Li cos αi sin βi sin( αi -βi)tan φi + CiLi（3）用于计算抗滑力

ψ = cos( αi - 1 - α ) - sin( αi - 1 - αi)tan φi 用于计算传递系数ψ

Nwi = rwhrw Li （5）用于计算孔隙水压力Nwi

通过公式 ﹝Ⅰ ﹞ 到公式 ﹝ Ⅴ﹞ 表明：Pi 表示的是第 i条块的推力，单位为﹝ kN/m﹞；Pi 1则表示的是第i - 1 条块的滑力，单位为﹝ kN/m﹞；Wi 表示的是第i 块滑体的重量，单位为﹝ kN/m﹞；Ci 则表示的是第i块滑体的是内聚力，单位为 ﹝kPa﹞；φi 表示的是第i块滑体的是内摩擦角，单位为 ﹝ °﹞ ； Li表示的是第i块滑体的表面长度，单位为 ﹝m﹞；αi 表示的是第i块滑体的表面倾角，单位为 ﹝° ﹞ ； βi 表示的是第i 块滑体所在区域地下水走向，单位为﹝°﹞ 。通过运用以上公式推导计算后得到的结论是当推力＜0时，滑体上部状态，对相邻的滑体近乎没有推力作用。

3.3 结果计算总结

计算结果显示，当相关的系数在1.30的时候，实际上在最后面的一个滑体在无任何外力影响下天然状态时的滑力实际上是756.619kN/m，另外的一个断面滑力实际是2828.405kN/m，第三个断面的实际滑力是750.771kN/m。这三处的天然断面所承受的抗滑力实际上都比实际滑力要小很多，所以就可以确定实际上该边坡处于非常不稳定的状态，也就是随时可能出现意外的滑坡现象。

4 高边坡滑坡防治措施

此施工项目中的高边坡实际上是滑土坡，是按照滑体的体积以及对应边坡的实际物质构成判定的，同时结合实际滑坡原因鉴定该滑坡为工程性滑坡。结合该边坡的实际特征以及路基特点和滑坡的原因对方案进行制定，最终采用反压以及回填的处治方案进行防治

回填处治段落为 K1+600～K1+800段：首先对反压区软土及滑塌路基进行清除，换填一层约2～4m厚片石，后分层回填土反压。反压填土至第三级填土平台，填土坡率1：2，平台宽度约20～40m。因该处山体裂隙水发育，应增加相应排水措施，沿目前填土标高纵向填挖交界处增设一条渗沟（长约 120m），路堤继续填土之前铺设一层土工格栅以增强路堤横向稳定性，然后再铺设50cm厚碎石层和土工布作为路基横向导水层。在处治进行结束之后，经过紧密的计算分析，使得安全系数达到1.30，使得对应滑力降到0，所以说明这样的处治措施非常有效，同时能保证该坡段的滑体稳定持久性。

5 结语

我国国土非常辽阔，地势大不相同，不同部分的地势边坡所产生的滑塌现象起因也大不相同。多数的边坡可能产生地质滑塌的原因实质上是边坡的坡面碎石块以及土质中间的软弱层逐渐形成的天然性滑塌，其中的内在因素以及长期的经受雨水的不断侵入的不可避免性外在因素的一致共同作用。当然治理实际的滑塌现象在考虑治理根本的同时，也必须要考虑经济适用性，利用一种能够上卸下压同时中间进行封闭的方式进行治理，既可以达到封水的效果，同时还能保证结构整体较轻，从而使得对应的边坡治理达到长期的稳定效果。通过对合理化防治措施的实际应用，同时经过一系列检验措施鉴定，本工程的高边坡在经过一系列治理之后并没有产生滑坡现象，施工中也未曾因滑坡出现事故，该边坡非常稳定，所以非常好的保证了相关公路的实际施工以及日常使用安全。