贺利峰
（江西省中赣投勘察设计有限公司，江西 南昌）
前言
边坡稳定性分析一直是岩土工程中的重要研究内容，边坡稳定性的研究方法大体分为定性分析方法和定量分析方法。定性分析方法是通过地质勘察资料研究影响边坡稳定性的因素，分析边坡体的成因、演变史等，从而获得可能失稳破坏方式；定量分析方法是采用土力学、岩体力学及理论力学的理论与方法，基于经典的数学物理方程与计算机技术求解稳定安全系数、计算滑坡结构体内的应力应变关系分析边坡稳定性，其中极限平衡法是经典的定量分析方法，在工程界应用最为广泛，包括瑞典条分法、毕肖普条分法、扬布普遍条分法、摩根斯坦- 普赖斯法等[1-3]。
1 工程概况
1.1 高填方边坡现状
现状边坡为场地房建及道路等工程兴建而堆填形成的土质边坡（为永久性边坡工程），安全等级为一级，边坡现状沿线坡长约402.0 m，地形标高643-682 m，坡高8.0-23.0 m，整体走向东北向，坡向东南，坡角30°-60°，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，现场发现有明显的滑坡现象，坡体岩土组成主要为素填土、漂石、粉质黏土及全风化花岗岩等，下部基岩为强-中风化花岗岩，其中素填土为近期场地开挖整平堆填而成，呈松散状,力学性质差异大，欠固结；漂石层由洪水或溪流冲积而成,分选性差，粒径较大，最大粒径约100 cm，结构较松散，易于发生流土破坏；全风化花岗岩浸水易软化、崩解、强度降低，边坡坡体组成岩土稳定性差～一般，物理力学性质差～一般，在强暴雨条件下，边坡易产生崩塌、滑坡，甚至形成泥石流等地质灾害。高填方边坡现状详见图1：边坡鸟瞰图。
图1 边坡鸟瞰图
1.2 边坡工程地质条件
据勘察资料显示本边坡勘察深度范围内，地层自上而下分为6 层，分别为：1 层素填土（Q4ml）、2 层漂石（Q4al+pl）、3 层粉质黏土（Q2dl+el）、4 层全风化花岗岩（J）、5层强风化花岗岩（J）、6 层中风化花岗岩（J），各岩土层物理力学性质指标建议值见表1。
表1 各岩土层物理力学性质指标建议值一览表
1.3 边坡水文地质条件
场区地下水类型主要为上层滞水、第四系松散岩类孔隙潜水及基岩裂隙水三种类型。上层滞水主要赋存于填土中及粘性土上部土体裂隙、孔隙中，补给来源主要为大气降水及地表水体的垂直入渗等，主要以蒸发或逐渐下渗的方式排泄，水量大小及水位随季节变化而变化，无统一的水位面，勘察期间测得初见水位埋深5.50～7.30 m，标高为667.25～676.19 m，稳定水位埋深为6.30～8.60 m，标高为665.75～675.19 m，水位依地形变化而波动幅度较大；第四系松散岩类孔隙潜水主要赋存于第四系全新统漂石层中，补给来源主要为大气降水及地表水体的垂直入渗，主要以逐渐下渗的方式排泄，水位随季节变化而变化，枯水期地下水位下降，丰水期地下水位上升，水位年变幅一般1～3 m 左右，勘察期间测得初见水位埋深2.00～6.60 m，标高为658.65～676.73 m，稳定水位埋深为2.80～7.50 m，标高为657.85～674.53 m，水位依地形变化而波动幅度较大；基岩裂隙水主要赋存基岩构造裂隙和风化裂隙中，本场区未见构造裂隙水，主要为风化带网状裂隙水，水量贫乏,富水性随着岩性变化较大，由于地表分水岭界线明显，山麓沟谷发育，多以泉的形势渗流排出地表，于沟谷处汇流呈溪流，勘察所有钻孔均未测到统一的基岩裂隙水地下水位，但根据工程经验，一般基岩风化裂隙中会赋存一定量的地下水，钻探结束后一定时间内钻孔内会赋存一定量的地下水。
2 边坡稳定性分析
2.1 定性分析
根据本高填方边坡工程地质条件、水文地质条件、岩体结构特征以及目前已经出现的变形迹象，边坡分为AB 段、BC 段、CD 段、DE 段、EF 段、FG 段共6段。
（1） 影响边坡稳定性的主要因素：①现状边坡为堆填形成的土质边坡，坡体岩土组成主要为素填土、漂石、粉质黏土及全风化花岗岩等，边坡坡体组成岩土稳定性差～一般，物理力学性质差～一般，在外力作用下，边坡易产生崩塌、滑坡；②场地区域雨水较多，尤其是在雨季暴雨期间，雨水比较集中，滑坡体上部局部区域已出现张拉裂缝，地表水(大气降水)沿松散土体及裂隙下渗，一方面增大土、岩体重度，增大坡体下滑力，另一方面降低土体和结构面抗剪强度，降低结构面的抗滑力，从而导致边坡处于不稳定状态。
（2） 本高填方边坡主要破坏形式：①AB 段：沿线坡长约113.0 m，坡面产状168°∠45°-55°，坡高11.0 m～23.0 m，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，现状发现坡顶局部区域有明显的张拉裂缝，张拉裂缝走向基本与该段边坡走向一致，裂缝宽度约1～2 cm，离坡顶边缘约0.5～1.0 m，坡面局部可见漂石崩塌，边坡为不稳定边坡。该段边坡主要破坏形式为沿土层及全风化层内的圆弧滑动破坏。②BC 段：沿线坡长约95.0 m，坡面产状115°∠35°-50°，坡高8.0 m～23.0 m，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，坡面局部可见漂石崩塌，边坡为不稳定边坡。该段边坡主要破坏形式为沿土层及全风化层内的圆弧滑动破坏。③CD 段：沿线坡长约40.0 m，坡面产状75°∠35°-45°，坡高18.0 m～21.0 m，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，现状发现坡顶区域有明显的张拉裂缝，张拉裂缝走向基本与该段边坡走向一致，裂缝宽度约1～2 cm，离坡顶边缘约1.0～1.5 m，坡面局部可见漂石崩塌，边坡为不稳定边坡。该段边坡主要破坏形式为沿土层及全风化层内的圆弧滑动破坏。④DE 段：沿线坡长约33.0 m，坡面产状140°∠40°-50°，坡高16.0 m～21.0 m，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，现状发现坡面局部可见漂石崩塌，边坡为不稳定边坡。该段边坡主要破坏形式为沿土层及全风化层内的圆弧滑动破坏。⑤EF 段：沿线坡长约45.0 m，坡面产状195°∠40°-50°，坡高12.0 m～16.0 m，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，现状发现坡面局部可见漂石崩塌，边坡为不稳定边坡。该段边坡主要破坏形式为沿土层及全风化层内的圆弧滑动破坏。⑥FG 段：沿线坡长约76.0 m，坡面产状165°∠40°-50°，坡高12.0 m～19.0 m，坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，该段边坡末端区域现状发现坡顶水泥道路靠边坡一侧有明显的张拉裂缝，张拉裂缝走向基本与该段边坡走向一致，裂缝宽度约0.5～1 cm，边坡为不稳定边坡。该段边坡主要破坏形式为沿土层及全风化层内的圆弧滑动破坏。
（3） 本高填方边坡可能的破坏形式：本高填方边坡为在原始地形基础上堆填形成的土质边坡，填土为近期场地开挖整平堆填而成，堆填时间1～2 年，呈松散状,力学性质差异大，欠固结，稳定性差，且原始地形坡面走向、倾向与现状勘察边坡坡面走向、倾向基本一致，坡角较现状勘察边坡坡面坡角缓，原始地形坡面10°-50°，坡角局部较陡，各段现状边坡存在沿原始地形坡面滑动的可能。
2.2 定量分析
（1） 根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）第5.3 章节规定边坡稳定性状态按照表2 确定：
表2 边坡稳定性状态划分
边坡稳定安全系数FSt按照表3 确定：
表3 边坡稳定安全系数FSt
本高填方边坡为永久性土质边坡，安全等级为一级，场区位于抗震设防烈度6 度地区，计算工况为现状自然状态下的一般工况。
（2） 本高填方边坡稳定性计算采用理正岩土6.5PB4 版软件计算，选用简化Bishop 法计算圆弧滑裂面的安全系数，并找出最小安全系数及其相应的最危险滑裂面，通过其相应的最危险滑裂面转化为折线并计算滑块剩余下滑力。各岩土层物理力学性质指标取值见表1。
简化Bishop 法是将具有圆弧滑面(半径为R)的滑体分成n 个垂直条块，见图2。
图2 滑体及条块间作用力示意图
同时设定第i 条块宽度-bi，底面倾角-αi，条块体重力-Wi，水平条间作用力-Ei和Ei+1，垂直条间作用力(条间剪力)-Xi和Xi+1，条底法向作用力-Ni，条底剪力-Ti，条底孔隙水压力-ui，滑面内摩擦角-i，黏聚力-ci。经过一系列科学推导得到简化Bishop 法安全系数计算公式[1，4]：
（3） 边坡分为AB 段、BC 段、CD 段、DE 段、EF段、FG 段共6 段，各段边坡均选择一个代表性剖面进行稳定性计算，计算结果详见表4。
表4 边坡圆弧滑动破坏稳定性及剩余下滑力计算结果表
3 结论
本文对某高填方边坡的稳定性进行了定性分析和定量分析，得出结论如下：
（1） 综上以上定性分析及定量分析，本高填方边坡稳定性如下：AB 段、BC 段、CD 段、DE 段、EF 段、FG 段均处于不稳定状态。该边坡为土质边坡（为永久性边坡工程），坡面不规则，凹凸不平，局部坡面较陡，现状边坡发现坡顶局部区域有明显的张拉裂缝，坡面局部可见漂石崩塌，若边坡坡面长时间暴露及在雨水和工程施工等外界因素影响的作用下，边坡极可能出现局部失稳滑移或大面积灾害滑坡现象。
（2） 工程建设和滑坡治理时应执行以防为主、防治结合、先治坡、后建房的原则，应结合滑坡特性采取治坡与治水相结合的措施，合理有效的治理滑坡，滑坡防治应选择有利于减小坡体变形的方案。根据本高填方边坡的工程地质条件和特点，综合考虑安全、经济及施工工艺等因素，建议支护方案采用抗滑桩、锚索格构梁加桩板式挡墙进行支护，坡顶、坡底设置排水沟、集水井，边坡土体中设置排水管、泄水孔的方式对地表水、边坡岩土体中地下水进行处理的方案。边坡支护结构工程施工后，坡面宜采取喷播草籽绿化的方案，以避免结构梁间边坡土体流失导致边坡失稳。
