土质边坡的加固治理
ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＳｌｏｐｅ
赵庆海
Zhao Qinghai
（北京和鑫国电市政工程技术开发有限公司, 北京100123）
(BeijingHexin Guodian Municipal Projects Technology CO.,LTD, Beijing 100123)
摘要:在工程的建设过程中会遇到各种各样的场地边坡稳定治理问题，在山区的工程建设中更是常见。如果场地不稳定，主体工程建得再好也是白费；只有场地的稳定尤其是边坡的稳定治理好了，才不会影响
主体建筑的使用。地质情况非常复杂，根据不同的地质情况采取相应的治理措施，因地制宜，才会将边坡的稳定治理好，做到一劳永逸。
关键词:工程建设; 土质边坡; 加固治理中图分类号：TV651.3文献标识码：A 文章编号：1671-4792-(2011)6-0208-04
Abstract:During construction of the project will encounter a variety of venues governance slope stability,con-struction projects in the mountains is common,if the venues no matter how unstable is the main project construc-tion waste,only the venues's stability,especially good governance slope stability,will not affect the use of the main building.Very complicated geological conditions,depending on the geological conditions of the control measures taken by the appropriate,will govern the stability of the slope,so that once and for all.
Keywords :Construction;Soil Slope; Reinforcement 0引言
工程建设离不开开挖，有了开挖就会有边坡治理，所以边坡治理是很重要的, 也要先于主体工程进行治理。在山区坡地开挖时，首先根据地质报告查看地质情况，考虑开挖坡比，开挖的坡比小了会遇到高边坡治理，开挖坡比大了就要考虑边坡能否稳定。主体工程必然会对下边坡产生下滑力，所以下边坡的稳定也是很重要的。边坡的治理包括减载、边坡开挖和压坡、排水和防渗、坡面防护、边坡锚固及支挡结构等措施，岩石和土质边坡支护措施各不相同，根据现场情况确定合适的开挖坡比和支护措施。本文不讨论不同地质及地形所采取的相应的边坡处理措施，只研究工程坡地土质下边坡的治理措施。1工程简介
在坡地上开挖宽度15m 、长度35m 的平台修建生产用水水池，平台外侧是河沟，到沟底高差约
60m ，坡度约43度。根据地质资料可知该处地表为灰黄色砾质土层（col+dlQ4），厚约3m ～10m ，砾石为角砾，呈棱角状，含少量碎石，碎砾石成分主要为花岗岩；其下为含块碎砂砾石层（plQ3），厚约20m ～40m ，为早期海流沟洪积堆积形成，较密实，厚约45m ～90m ，砾石为角砾，块、碎、砾石成分为花岗岩、砂岩，含零星孤石。该层局部夹砂层透镜体；底部为碎石层（colQ3）：厚度大于10m ，为海流沟右岸早期崩塌堆积，较密实，有倾向坡外约25°的沉积韵律。块碎石成分主要为花岗岩，呈棱角状。原方案水池外侧边坡采用插筋喷混凝土护面，并设置排水孔，经过雨季后平台外侧出现一道裂缝。为保证水池的安全，对外侧边坡进行加固处理。2稳定计算
根据裂缝出现的大概位置和地基土层的物理力学参数，对可能的滑裂面进行推测估算，用理正岩土
表一室内力学性试验成果表
二所示。
从图二可见，边坡从下部滑动的安全系数较高，滑动的可能性不大。
土质边坡的加固治理
5.5版边坡稳定分析软件进行计算。
2.1计算模型
将需要稳定计算的下边坡，连同开挖平台及水池布置和上边坡按照1:100比例绘制成图，绘制坡面线时根据实测地形图进行绘制，确保坡面线的准确性。以平台外侧的开裂线为不稳定滑坡体的开口线，向下搜索最不利滑动面，根据最不利滑动面采取加固处理措施，确保边坡安全稳定。
2.1.1模型一
先假定滑弧入口位置在裂缝出现的部位附近，滑弧出口在坡脚以上。进行自动搜索最危险滑动面，为方便土压力计算，将岩土的C 、φ折算成等效内摩擦角φ’。计算简图如下：
图二模型二剖面图
2.1.3模型三
通过危险滑动面搜索发现，滑动面出口在边坡上方较陡（约52°）部位时，安全系数大都小于1。边坡下部坡度相对较缓（约43°），滑动面出口在下部缓坡时安全系数都大于1。因此需对上部边坡进行加固处理，因主体工程距边坡距离较近，若采取消坡处理，可能影响到主体工程安全。初步考虑采取混凝土框梁加锚索支护方案，锚索间排距按4m 。因为土层锚索，锚固力不宜太大，且与土层能提供的抗拔力相对应，初按50t 考虑。若施工时锚索造孔困难，可采用先打入钢套管，套管周边设置花孔，待锚索钢绞线安装后，再高压灌浆，将套管与土层粘接牢固，提供所需的锚固力。经计算锚固段计算长度需不小于20m 。
采取了加固措施后，对边坡重新进行稳定计算，
图一模型一剖面图
如图三所示。
从图三可见设置了5排30m 长50t 的锚索后，最危险滑动面的安全系数为1.12，满足规范要求。
经过以上边坡稳定计算，说明采取框格梁加锚索支护后边坡是稳定的。为了防止地表水渗入边坡，影响边坡稳定，对喷混凝土遭破坏部位重新喷护。边坡计算成果见算法。
图一中所示最危险滑动面，安全系数仅为0.763，边坡不稳定。
2.1.2模型二
若将滑动面出口指定在坡脚挡墙上部附近10m 范围，入口不变。在自动搜索危险滑动面，如图
表四下部土层信息表
土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力
对待；
条分法的土条宽度:2.000(m)；圆弧入口起点x 坐标:60.000(m)；
圆弧入口终点x 坐标:65.000(m)；圆弧出口起点x 坐标:0.000(m)；圆弧出口终点x 坐标:45.000(m)；搜索时的圆心步长:2.000(m)；入口搜索步长:1.000(m)；出口搜索步长:1.000(m)；
图三模型三剖面图
2.2边界条件和算法采用规范:通用方法；计算目标:安全系数计算；滑裂面形状:圆弧滑动法；不考虑地震作用。表二坡面信息表
搜索圆弧底的上限:1000.000(m)；搜索圆弧底的下限:-1000.000(m)；圆弧限制最小弓高:1.000(m)。（2）计算结果最不利滑动面:
滑动圆心=(12.815,84.609)(m)；滑动半径=55.278(m)；总的下滑力=439.378(kN)；总的抗滑力=335.298(kN)；土体部分下滑力=439.378(kN)；土体部分抗滑力=335.298(kN)；
筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)；筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)；滑动安全系数=335.298/439.378=0.763。2.2.2裂缝出现位置附近作为滑动面入口，坡脚附近作为滑动面出口，计算最危险滑动面及安全系数
（1）计算条件
圆弧稳定分析方法:Bishop法；
土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待；
条分法的土条宽度:2.000(m)；圆弧入口起点x 坐标:60.000(m)；圆弧入口终点x 坐标:65.000(m)；
圆弧出口起点x 坐标:0.000(m)；圆弧出口终点x 坐标:10.000(m)；
表三上部土层信息表
2.2.1根据裂缝位置作为滑动面入口，自动搜索危险滑动面及安全系数
（1）计算条件
圆弧稳定分析方法:Bishop 法；
搜索时的圆心步长:2.000(m)；入口搜索步长:1.000(m)；出口搜索步长:1.000(m)；搜索圆弧底的上限:1000.000(m)；搜索圆弧底的下限:-1000.000(m)；圆弧限制最小弓高:1.000(m)。（2）计算结果最不利滑动面:
滑动圆心=(-9.079,76.359)(m)；滑动半径=71.831(m)；
总的下滑力=4457.433(kN)；总的抗滑力=5327.832(kN)；土体部分下滑力=4457.433(kN)；土体部分抗滑力=5327.832(kN)；
筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)；筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)；滑动安全系数=5327.832/4457.433=1.195。2.2.3采取框格梁加锚索支护后，裂缝附近作为滑动面入口，自动搜索最危险滑动面及计算安全系数
表五筋带信息表
出口搜索步长:1.000(m)；
搜索圆弧底的上限:1000.000(m)；搜索圆弧底的下限:-1000.000(m)；圆弧限制最小弓高:1.000(m)。（2）计算结果最不利滑动面:
滑动圆心=(-14.743,94.571)(m)；滑动半径=85.915(m)；
总的下滑力=2885.755(kN)；总的抗滑力=3235.577(kN)；土体部分下滑力=2885.755(kN)；土体部分抗滑力=3058.237(kN)；
筋带在滑弧切向产生的抗滑力=177.339(kN)；筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)；Kc=3235.577/2885.755=1.12；
滑动安全系数=1.12。3结束语
通过计算可知，最危险滑动面出口不在坡脚位置，而在坡脚以上并且边坡为土质边坡，一般土质边坡会采用削坡处理、挡墙支护处理、喷锚挂网支护处理，由于本工程边坡较陡并且水池离下边坡距离仅2米，不适宜做削坡处理；由于下边坡高度将近60米，高度很高不适宜做挡墙支护处理；由于土质边坡高度很高且土质很松散，简单的喷锚挂网支护不能满足边坡稳定的要求。综上所述，考虑采取混凝土框梁加锚索支护方案，因地制宜，才会达到最好的治理效果。
参考文献
[1]SL386-2007,水电水利工程边坡设计规范[S].[2]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].[3]GB50086-2001,锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].
作者简介
赵庆海(1981—), 男, 天津市蓟县人, 助理工程师, 本科, 主要从事供水工程方面的研究。
土质边坡的加固治理
（1）计算条件
圆弧稳定分析方法:Bishop 法；
土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待；
条分法的土条宽度:2.000(m)；圆弧入口起点x 坐标:60.000(m)；圆弧入口终点x 坐标:65.000(m)；
圆弧出口起点x 坐标:0.000(m)；圆弧出口终点x 坐标:45.000(m)；搜索时的圆心步长:2.000(m)；入口搜索步长:1.000(m)；
土质边坡的加固治理
ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＳｌｏｐｅ
赵庆海
Zhao Qinghai
（北京和鑫国电市政工程技术开发有限公司, 北京100123）
(BeijingHexin Guodian Municipal Projects Technology CO.,LTD, Beijing 100123)
摘要:在工程的建设过程中会遇到各种各样的场地边坡稳定治理问题，在山区的工程建设中更是常见。如果场地不稳定，主体工程建得再好也是白费；只有场地的稳定尤其是边坡的稳定治理好了，才不会影响
主体建筑的使用。地质情况非常复杂，根据不同的地质情况采取相应的治理措施，因地制宜，才会将边坡的稳定治理好，做到一劳永逸。
关键词:工程建设; 土质边坡; 加固治理中图分类号：TV651.3文献标识码：A 文章编号：1671-4792-(2011)6-0208-04
Abstract:During construction of the project will encounter a variety of venues governance slope stability,con-struction projects in the mountains is common,if the venues no matter how unstable is the main project construc-tion waste,only the venues's stability,especially good governance slope stability,will not affect the use of the main building.Very complicated geological conditions,depending on the geological conditions of the control measures taken by the appropriate,will govern the stability of the slope,so that once and for all.
Keywords :Construction;Soil Slope; Reinforcement 0引言
工程建设离不开开挖，有了开挖就会有边坡治理，所以边坡治理是很重要的, 也要先于主体工程进行治理。在山区坡地开挖时，首先根据地质报告查看地质情况，考虑开挖坡比，开挖的坡比小了会遇到高边坡治理，开挖坡比大了就要考虑边坡能否稳定。主体工程必然会对下边坡产生下滑力，所以下边坡的稳定也是很重要的。边坡的治理包括减载、边坡开挖和压坡、排水和防渗、坡面防护、边坡锚固及支挡结构等措施，岩石和土质边坡支护措施各不相同，根据现场情况确定合适的开挖坡比和支护措施。本文不讨论不同地质及地形所采取的相应的边坡处理措施，只研究工程坡地土质下边坡的治理措施。1工程简介
在坡地上开挖宽度15m 、长度35m 的平台修建生产用水水池，平台外侧是河沟，到沟底高差约
60m ，坡度约43度。根据地质资料可知该处地表为灰黄色砾质土层（col+dlQ4），厚约3m ～10m ，砾石为角砾，呈棱角状，含少量碎石，碎砾石成分主要为花岗岩；其下为含块碎砂砾石层（plQ3），厚约20m ～40m ，为早期海流沟洪积堆积形成，较密实，厚约45m ～90m ，砾石为角砾，块、碎、砾石成分为花岗岩、砂岩，含零星孤石。该层局部夹砂层透镜体；底部为碎石层（colQ3）：厚度大于10m ，为海流沟右岸早期崩塌堆积，较密实，有倾向坡外约25°的沉积韵律。块碎石成分主要为花岗岩，呈棱角状。原方案水池外侧边坡采用插筋喷混凝土护面，并设置排水孔，经过雨季后平台外侧出现一道裂缝。为保证水池的安全，对外侧边坡进行加固处理。2稳定计算
根据裂缝出现的大概位置和地基土层的物理力学参数，对可能的滑裂面进行推测估算，用理正岩土
表一室内力学性试验成果表
二所示。
从图二可见，边坡从下部滑动的安全系数较高，滑动的可能性不大。
土质边坡的加固治理
5.5版边坡稳定分析软件进行计算。
2.1计算模型
将需要稳定计算的下边坡，连同开挖平台及水池布置和上边坡按照1:100比例绘制成图，绘制坡面线时根据实测地形图进行绘制，确保坡面线的准确性。以平台外侧的开裂线为不稳定滑坡体的开口线，向下搜索最不利滑动面，根据最不利滑动面采取加固处理措施，确保边坡安全稳定。
2.1.1模型一
先假定滑弧入口位置在裂缝出现的部位附近，滑弧出口在坡脚以上。进行自动搜索最危险滑动面，为方便土压力计算，将岩土的C 、φ折算成等效内摩擦角φ’。计算简图如下：
图二模型二剖面图
2.1.3模型三
通过危险滑动面搜索发现，滑动面出口在边坡上方较陡（约52°）部位时，安全系数大都小于1。边坡下部坡度相对较缓（约43°），滑动面出口在下部缓坡时安全系数都大于1。因此需对上部边坡进行加固处理，因主体工程距边坡距离较近，若采取消坡处理，可能影响到主体工程安全。初步考虑采取混凝土框梁加锚索支护方案，锚索间排距按4m 。因为土层锚索，锚固力不宜太大，且与土层能提供的抗拔力相对应，初按50t 考虑。若施工时锚索造孔困难，可采用先打入钢套管，套管周边设置花孔，待锚索钢绞线安装后，再高压灌浆，将套管与土层粘接牢固，提供所需的锚固力。经计算锚固段计算长度需不小于20m 。
采取了加固措施后，对边坡重新进行稳定计算，
图一模型一剖面图
如图三所示。
从图三可见设置了5排30m 长50t 的锚索后，最危险滑动面的安全系数为1.12，满足规范要求。
经过以上边坡稳定计算，说明采取框格梁加锚索支护后边坡是稳定的。为了防止地表水渗入边坡，影响边坡稳定，对喷混凝土遭破坏部位重新喷护。边坡计算成果见算法。
图一中所示最危险滑动面，安全系数仅为0.763，边坡不稳定。
2.1.2模型二
若将滑动面出口指定在坡脚挡墙上部附近10m 范围，入口不变。在自动搜索危险滑动面，如图
表四下部土层信息表
土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力
对待；
条分法的土条宽度:2.000(m)；圆弧入口起点x 坐标:60.000(m)；
圆弧入口终点x 坐标:65.000(m)；圆弧出口起点x 坐标:0.000(m)；圆弧出口终点x 坐标:45.000(m)；搜索时的圆心步长:2.000(m)；入口搜索步长:1.000(m)；出口搜索步长:1.000(m)；
图三模型三剖面图
2.2边界条件和算法采用规范:通用方法；计算目标:安全系数计算；滑裂面形状:圆弧滑动法；不考虑地震作用。表二坡面信息表
搜索圆弧底的上限:1000.000(m)；搜索圆弧底的下限:-1000.000(m)；圆弧限制最小弓高:1.000(m)。（2）计算结果最不利滑动面:
滑动圆心=(12.815,84.609)(m)；滑动半径=55.278(m)；总的下滑力=439.378(kN)；总的抗滑力=335.298(kN)；土体部分下滑力=439.378(kN)；土体部分抗滑力=335.298(kN)；
筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)；筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)；滑动安全系数=335.298/439.378=0.763。2.2.2裂缝出现位置附近作为滑动面入口，坡脚附近作为滑动面出口，计算最危险滑动面及安全系数
（1）计算条件
圆弧稳定分析方法:Bishop法；
土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待；
条分法的土条宽度:2.000(m)；圆弧入口起点x 坐标:60.000(m)；圆弧入口终点x 坐标:65.000(m)；
圆弧出口起点x 坐标:0.000(m)；圆弧出口终点x 坐标:10.000(m)；
表三上部土层信息表
2.2.1根据裂缝位置作为滑动面入口，自动搜索危险滑动面及安全系数
（1）计算条件
圆弧稳定分析方法:Bishop 法；
搜索时的圆心步长:2.000(m)；入口搜索步长:1.000(m)；出口搜索步长:1.000(m)；搜索圆弧底的上限:1000.000(m)；搜索圆弧底的下限:-1000.000(m)；圆弧限制最小弓高:1.000(m)。（2）计算结果最不利滑动面:
滑动圆心=(-9.079,76.359)(m)；滑动半径=71.831(m)；
总的下滑力=4457.433(kN)；总的抗滑力=5327.832(kN)；土体部分下滑力=4457.433(kN)；土体部分抗滑力=5327.832(kN)；
筋带在滑弧切向产生的抗滑力=0.000(kN)；筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)；滑动安全系数=5327.832/4457.433=1.195。2.2.3采取框格梁加锚索支护后，裂缝附近作为滑动面入口，自动搜索最危险滑动面及计算安全系数
表五筋带信息表
出口搜索步长:1.000(m)；
搜索圆弧底的上限:1000.000(m)；搜索圆弧底的下限:-1000.000(m)；圆弧限制最小弓高:1.000(m)。（2）计算结果最不利滑动面:
滑动圆心=(-14.743,94.571)(m)；滑动半径=85.915(m)；
总的下滑力=2885.755(kN)；总的抗滑力=3235.577(kN)；土体部分下滑力=2885.755(kN)；土体部分抗滑力=3058.237(kN)；
筋带在滑弧切向产生的抗滑力=177.339(kN)；筋带在滑弧法向产生的抗滑力=0.000(kN)；Kc=3235.577/2885.755=1.12；
滑动安全系数=1.12。3结束语
通过计算可知，最危险滑动面出口不在坡脚位置，而在坡脚以上并且边坡为土质边坡，一般土质边坡会采用削坡处理、挡墙支护处理、喷锚挂网支护处理，由于本工程边坡较陡并且水池离下边坡距离仅2米，不适宜做削坡处理；由于下边坡高度将近60米，高度很高不适宜做挡墙支护处理；由于土质边坡高度很高且土质很松散，简单的喷锚挂网支护不能满足边坡稳定的要求。综上所述，考虑采取混凝土框梁加锚索支护方案，因地制宜，才会达到最好的治理效果。
参考文献
[1]SL386-2007,水电水利工程边坡设计规范[S].[2]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S].[3]GB50086-2001,锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].
作者简介
赵庆海(1981—), 男, 天津市蓟县人, 助理工程师, 本科, 主要从事供水工程方面的研究。
土质边坡的加固治理
（1）计算条件
圆弧稳定分析方法:Bishop 法；
土条重切向分力与滑动方向反向时:当下滑力对待；
条分法的土条宽度:2.000(m)；圆弧入口起点x 坐标:60.000(m)；圆弧入口终点x 坐标:65.000(m)；
圆弧出口起点x 坐标:0.000(m)；圆弧出口终点x 坐标:45.000(m)；搜索时的圆心步长:2.000(m)；入口搜索步长:1.000(m)；