云南地区某机场跑道旁滑（边）坡的分析与治理-论文网

云南地区某机场跑道旁滑（边）坡的分析与治理
杨正东
摘要：本文以云南地区某机场跑道旁的滑坡为例，分析了滑边坡形成的原因，通过对其进行反演分析与稳定性验算，提出了相应的治理措施，希望通过此例能为类似的滑边坡工程设计提供参考。
关键词：滑(边)坡原因分析治理
1 引言
滑坡灾害常给国民经济建设和人民生命财产带来的巨大的损失，而云南地区边滑坡与其他地区相比具有数量多、规模大、类型复杂的特点，在对其滑坡进行治理时更应慎重。本文以某机场边滑坡为例，分析了滑坡的形成原因，并对滑边坡体进行了详细的分析，提出了此滑坡的治理措施与施工建议，希望通过此例能为类似的滑边坡治理设计提供清晰的治理思路。
2 滑坡现状
经查阅相关资料表明，1994年该地段产生滑坡，影响范围长约400m，宽约100m，影响范围内出现了开裂、塌滑、塌陷、及滑坡前缘隆起等现象。2009年4月23日，为满足机场改扩建建设需要，需在原滑坡地段修建巡场道路。于是对原地段进行填方加宽工作。6月发现坡体向后部(现有跑道方向)滑动，且有继续发展的趋势。勘察表明，该滑坡影响地段与1994年原滑坡地段基本一致，滑坡体长约300m，宽约110～120m，滑坡影响范围内出现了开裂、塌滑及滑坡前缘隆起等现象。
滑坡主要发育于跑道南端人工填方边坡内，目前仍处于蠕动变形阶段，滑坡体主滑方向近东西向，滑坡体前缘及后缘共发育6条裂缝，编号L1～L6。其中：L1、L2总体呈南北向发育，为滑坡后缘裂缝，L3呈圆弧形发育， L4、L5、L6沿水沟发育，为滑坡前缘裂缝。
边坡主要位于西边坡填方区除滑坡区域以外其他填方地段，主要为人工填方边坡，目前边坡区未发现有裂缝及其它变形迹象，处于稳定状态。
3 滑坡分析

3.1滑坡形成原因的分析
地形条件：该处原始地貌为一斜坡地带，斜坡坡度0°～5°，坡度较缓，但在1993～1994年机场建设过程中，该处进行了较厚的大面积填方，填方工作完成后，该地段形成由东向西倾斜的填方边坡，填方边坡坡比为1：5。在机场改扩建工作时，仍须在该处进行填方，填方边坡坡比为1：2～1：3.5，需在原填方边坡上继续填土。因此，该地段存在边坡失稳的地形因素。
地层结构：滑坡地层主要为人工填筑土、粘土、含有机质粘土、泥炭质土，其下为粉质粘土及卵石。粘土层为该区“硬壳层”，但该层较薄，局部地段缺失；含有机质粘土为该区软弱层，该层也随地形由东向西缓倾，倾角0.6°～1.0°，且该层具有孔隙比大、强度低、透水性差、具高灵敏度及高压缩性，在该层上部进行较大厚度的大面积填方，易使该层产生大面积的塑性变形，甚至剪切破坏。这是边坡产生变形以至形成滑坡的内在因素。
地表水、地下水条件：由于勘察区内上部为较厚的大面积填土，其荷载超过了下卧软弱层含有机质粘土的强度，加之软土层中水不易排出，形成一定的孔隙水压力，使软土层的强度下降，导致下卧软弱层发生大面积的塑性变形，甚至剪切破坏形成滑坡。滑坡后缘已将填土发生剪切破坏，填土中表现有南北向的拉张裂缝平行发育。地表水(主要为大气降水)沿裂缝入渗，降低了土体强度，因人工填筑土①层、粘土②层、含有机质粘土③层渗透性能差，渗水在裂缝内富集，地下水长期渗（迳）流也导致滑动带的形成并加速了滑动带的贯通。这是引起边坡变形，最终形成滑坡的主要外部因素。
3.2滑（边）坡的反演分析与稳定性验算
通过对勘察报告的土层物理力学参数进行反演分析，可验证参数是否与实际情况相符，确定设计需采用的土层物理力学参数。而通过稳定性验算来确定滑坡体所处的状态及是否需要采取措施。因此，滑（边）坡的反演分析与稳定性验算对滑（边）坡的治理是非常重要的。
3.2.1 滑坡反演分析与稳定性验算
根据以上分析，针对滑坡布置的断面，勘察揭露滑坡周界较清晰，滑动面（带）主要位于含有机质粘土③层内，据此进行滑坡的稳定性分析与验算。

依据取样进行的浸水快剪试验结果与95年勘察报告提供的滑坡验算指标，依据调查及查阅相关资料恢复原滑坡地形及原貌，通过对12--12′断面进行滑坡反算，得出断面12---12′卸载前稳定系数为0.93，卸载后稳定系数为0.98，与实际情况相吻合，从而根据土实验分析指标及地区经验，确定本次滑坡稳定性验算指标，参见表一：
结合滑坡现状条件下的变形破坏情况，在不考虑地下水、地震、加载等因素的影响条件下，滑坡稳定性计算结果表明滑体处于极限平衡状态，若在雨季暴雨、地震等因素的影响下，滑体的稳定性会大幅降低，将有向后缘、深部发展的可能，因此对滑坡地段必须采取相应的治理措施。
3.2.2 边坡反演分析与稳定性验算
根据以上分析，针对边坡布置的断面，破坏模式为沿第四系地层内部弱面滑移，据此进行边坡的稳定性验算。依据取样进行的浸水快剪试验结果，采用工程类比法及反分析法，根据地区经验，确定各潜在滑移面的验算强度指标，参见表一:
经过验算，结合边坡现状条件下的变形破坏情况，在不考虑地下水、地震、加载等因素的影响条件下，现状边坡稳定系数为1.18～1.25，这表明边坡处于稳定状态，但安全储备不足。考虑8°地震状态下，边坡稳定系数为0.80～0.82，表明边坡处于失稳状态，且目前填方工作尚未全部结束，在以后填方荷载及工程状态下，为确保边坡的稳定，建议对边坡地段采取相应的防治措施。按相关规范、规程，边坡的稳定安全系数建议按1.25考虑。
表一
岩土名称
及代号天然重度γ（kN/m3）边坡验算指标滑坡验算指标
粘聚力c 内摩擦角φ 粘聚力c 内摩擦角φ
人工填筑土① 20.5 12.0 5.5

10 5
粘土② 19.5 13.0 5.0 12 4
含有机质粘土③ 18.5 9.0 3.0 8.5 2.2
4 滑(边)坡治理方案与施工注意事项
4.1滑(边)坡治理方案
根据稳定分析计算结果、现场踏勘的实际情况及方案评审，同时考虑经济合理、安全可靠、便于施工等各方面的因素，经多方案技术经济综合比较，最终确定采用CFG桩+系统排水的治理方案。
通过对滑（边）坡中上部土体进行长螺旋CFG桩处理，对土体进行改良，提高土体的C、Φ值。当置换率m=6.4%时,取用CFG桩的C=400kPa，φ=35°，滑坡处理范围滑带土有机质粘土(3)层的抗剪强度指标可以提高到C=33.6kPa，φ=4.57°。边坡处理范围有机质粘土(3)层的抗剪强度指标可以提高到C=34kPa，φ=5.36°。通过上述加固处理，在8度抗震设防的情况下，滑、边坡的稳定系数k≥1.05，可满足规范要求。可保证该位置机场改扩建工作的顺利进行。
具体处理措施：
滑坡部分：采用长螺旋CFG桩对滑坡中上部约60.0m宽度范围进行处理，桩径400mm，正方形布置，间距1.4X1.4m，桩身须穿过③层有机质粘土、③1层泥炭质土，且进入其下的好土层不小于1.0m，平均有效桩长约17.0m。
边坡部分：采用长螺旋CFG桩对边坡中上部约30.0m宽度范围进行处理，桩径400mm，正方形布置，间距1.4X1.4m，桩身须穿过③层有机质粘土、③1层泥炭质土，且进入其下的好土层不小于1.0m，平均有效桩长约17.5m。
4.2施工注意事项
1、滑坡治理施工期间，应对滑坡体进行变形监测，及时预测滑坡活动的情况，以指导施工并保持滑体稳定，变形监测宜延续到施工结束一定时间，延续时间的长短应根据变形监测结果确定。
2、对治理后的坡面及坡体上做好植被护坡，以美化环境。
3、施工过程中，处理深度宜揭至承压含水层卵石④层顶板上一定深度。
4、旋喷桩施工过程中，应做好泥浆处理，及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出。
5 小结
一旦发生滑边坡失稳，便可能会造成巨大的经济损失，甚至人员的伤亡。因此在进行滑边坡治理设计时，要秉持严肃严格态度，对滑边坡治理设计的每一个环节进行严格的把关，方案尽量做到安全、经济、合理。
参考文献(References)：
【1】机场跑道南端边滑坡勘察报告书与设计说明，2009.
【2】张玉芳等.边坡病害及治理工程效果评价北京：科学出版社，2009
【3】滑坡的分析与防治.铁道部科学研究院西北研究所，译.北京：中国铁道出版社，1987