防浪墙后填土对防浪墙地基边坡稳定性的影响分析

方 毅，张书林

浙江弘岩检测科技有限公司，浙江 杭州 311122

1 工程概况

沿海一公司建造了一段长60m的防浪墙，结构形式为钢筋混凝土箱形，里面填碎石土，其横断面如图1所示。防浪墙建好后，墙后形成一块洼地，业主想利用这块洼地，于是用土将这块地回填起来，然而填到快与周围地面相平时，防浪墙发生坍塌。坍塌原因是防浪墙下地基产生滑坡。事发后从现场勘察来看，坍塌墙体向海侧方向滑移了3.8m。通过钻孔勘察可知，防浪墙所在区域地质情况如下：高程3.12～-0.38m范围为杂填土，呈棕色，夹杂块石、建筑垃圾等，土质湿、松散；高程-0.38～-2.38m范围为淤泥质土，呈灰色，土质湿，为流塑状；高程-2.38～-11.38m范围为碎石土，含块石、漂石等；高程-11.38～-15.88m为淤泥质土，呈灰色，湿、软塑状，该层未揭穿。地质柱状图如图2所示。就现场勘察情况来看，防浪墙地基滑裂面主要分布在浅层的淤泥质土层和杂填土中。下文采用毕肖法[1]计算分析墙后回填土对防浪墙地基滑坡的影响。

图1 防浪墙横断面

图2 地质柱状图

2 计算分析

按防浪墙后回填前、后工况分别计算，根据计算结果分析填土对地基边坡的稳定性影响。

2.1 回填前

根据设计图纸并结合现场实测数据绘制回填前圆弧形滑面边坡计算示意图，如图3所示。

图3 回填前圆弧形滑面边坡计算示意图

弧形滑面的边坡稳定性系数计算公式如下[2]：

式中：Fs为边坡稳定性系数；ci为第i计算条块滑动面黏聚力，kPa；φi为第i计算条块滑面内摩擦角，°；li为第i计算条块滑面长度，m；θi为第i计算条块滑面倾角，°，滑面倾向与滑动方向相同时取正值，与滑动方向相反时取负值；Ui为第i计算条块滑面单位宽度总水压力，kN/m；Gi为第i计算条块单位宽度自重，kN/m；Gbi为第i计算条块单位宽度竖向附加荷载，kN/m，方向指向下方时取正值，指向上方时取负值；Qi为第i计算条块滑面单位宽度水平荷载，kN/m，方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值，取0；hwi、hwi-1为第i及第i-1计算条块滑面前端水头高度，m，取0；γw为水重度，kN/m3，取10；i为计算条块号，从后方起编；n为条块数量。

（1）附加荷载Gbi计算。防浪墙地基附加荷载主要是由坡顶上防浪墙及墙内填土自重产生的。计算防浪墙及墙内填土的附加荷载，计算结果如表1所示。

表1 防浪墙及墙内沟槽回填土附加荷载计算结果

（2）土的抗剪强度ci，φi指标试验。现场钻孔，取不同土层的原状土样于室内做抗剪强度试验，试验结果如表2所示。

表2 土的抗剪强度指标

通过计算，防浪墙后回填前防浪墙地基边坡稳定性系数Fs为1.28，满足边坡工程一般工况安全等级三级的要求，说明回填前地基边坡处于稳定状态。

2.2 回填后

预设回填高度，分析该高度下的边坡稳定性，通过对一系列填土高度时的边坡稳定性系数的计算分析，找到边坡稳定性临界点（边坡稳定性系数为1）填土高度。下面列出填土高程为2.8m、3.0m、3.8m时的三种形态的边坡稳定性计算情况。三种形态的计算示意图分别如图4、图5、图6所示，计算公式及计算过程与回填前的计算一致。

图4 回填后圆弧形滑面边坡计算示意图（高程为2.8m）

图5 回填后圆弧形滑面边坡计算示意图（高程为3.0m）

图6 回填后圆弧形滑面边坡计算示意图（高程为3.8m）

经过计算得到，填土高程为2.8m、3.0m、3.8m时的边坡稳定性系数Fs依次为1.05、0.96、0.93。根据以上边坡稳定性系数可以得到边坡稳定性临界点（即边坡稳定性系数为1时的点）对应的填土高程，该高程为2.8m。填土高程在2.8m以下时，边坡稳定性系数大于1，边坡处于基本稳定或稳定状态；填土高程在2.8m以上时，边坡稳定性系数小于1，边坡处于不稳定状态。填土高程越高，边坡稳定性系数越小，边坡越不稳定[3]。

3 结束语

防浪墙后填土对防浪墙地基边坡稳定性产生了影响，影响随填土高度的增加而增大。因此，要想防止边坡失稳滑坡，应控制墙后填土高度，严禁超出边坡稳定性临界点对应的填土高度，同时应满足边坡稳定安全系数对应的填土高度，以确保边坡稳定。