在山區修筑公路，因地層巖性，地質構造復雜，地形條件變化大，加上工程施工，常引發滑坡地質病害[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12].影響邊坡穩定性的因素分為內因和外因，其中內因主要為地形條件和地質條件，外因為降水、地震和人類活動影響[13];降雨是滑坡災害產生的主要誘因之一[14];大面積臨空是造成公路路基失穩的主要原因[15].

　　皖南山區某一級公路K10+404大橋于2017年11月—12月進行便道施工，2018年9月進行樁基施工.2019年5月左側邊坡發生滑坡，給橋梁和后期公路運營帶來危害，影響高速公路的正常通行和使用壽命，危及生命財產安全.本文就該滑坡的成因及原地面、邊坡開挖后的穩定性進行深入分析，對與公路斜坡相關的設計和施工具有借鑒意義.

　　1 、滑坡工程地質特征

　　根據地質勘察，滑坡處地形總體趨勢上陡下緩，滑坡前后緣距離50～60 m，兩側距離60～100 m，面積約2 800 m2.后緣位于K10+404大樁號左側邊坡3級坡臺階處，后緣錯落10～20 cm，裂隙寬度約15～20 cm，裂隙近垂直地面，剪出口因受到較長時間的沖刷，特征不明顯，但坡體下方見明顯滑塌堆積體.滑坡體主要由碎石土組成，近似扇形，厚度一般為5～7 m，最大厚度為8～10 m，體積約1.8×104m3.滑動面呈折線型，碎石土為松散狀，透水性較強.在地下水的作用下，滑坡體主要沿碎石土和強風化砂巖界面滑動，屬于小型中層牽引式堆積層滑坡.滑坡相關特征圖如圖1、圖2所示.

　　2 、滑坡成因分析

　　2.1 、地形地貌因素

　　滑坡區屬皖南中低山區，地貌特征為上部較陡、下部較緩，原地貌自然邊坡基本穩定.邊坡開挖后，在路線左側形成了3級高約8 m、坡度約50°的陡傾臨空面，同時滑坡體兩側地形較中部高，呈“U”型，有利于地表水及地下水的匯集，惡化了滑坡區的水文地質條件.

　　2.2、 地層巖性、地質構造因素

　　滑坡段發育F1斷層，致原基巖較破碎.經進一步風化、搬運后，在場地形成較厚的殘坡積成因的碎石土，呈松散狀，具孔隙比大、透水性較好、抗剪強度較低等特征.其天然狀態性質一般，遇水則導致強度進一步下降，易于產生滑坡.下伏基巖工程性質較好.

　　2.3、 水文地質條件

　　水是誘發滑坡形成的主要外在因素.滑坡體段的地形、地層條件利于地表水的匯集與地下水的下滲.2017年11月—2018年9月經歷過雨雪天氣，尤其是持續暴雨，大量雨水的滲入降低了土體抗剪強度，同時地表水和地下水的滲入增加了土體重量，這是滑坡形成的重要原因.

　　2.4 、工程施工因素

　　由于橋梁左側邊坡的施工切坡破壞了原坡體應力平衡，降低了坡體阻滑段抗滑力，加之坡體開挖后未及時進行防護，上部開挖后棄渣未及時運出坡體(2級坡可見部分棄渣堆積于坡體上)，上部截排水措施不及時，致滑坡體長時間處于臨滑狀態，最終在地下水的不利作用下引發了滑坡.

　　3、 穩定性分析

　　3.1、 定性分析評價

　　滑坡體主要由碎石土組成，呈松散狀，厚度較大，孔隙比大，透水性較好，抗剪強度較低，工程性質差，下伏基巖工程性質好.在暴雨或連續陰雨條件下，大部分降水入滲坡體，降低土體抗剪強度，增加滑坡體重量，同時增加動水壓力，使邊坡穩定性變差，坡體上陡下緩，兼之施工切坡，降低阻滑段抗滑力.各不利因素綜合作用導致滑坡的發生.

　　3.2 、定量分析評價

　　1)模型的概化

　　由于滑坡體的空間形態較為復雜，同時滑坡體內物質組成亦不盡相同，為一各向異性介質，因此，為便于常規的力學計算，對計算對象進行如下假定：(1)假定滑床為標準折線形且單折線滑面的力學性能均一;(2)按折線形狀將滑坡劃分塊段，且各塊段內物理力學指標各向同性;(3)滑坡按整體滑移考慮;(4)暫不考慮地震力及動、靜水壓力.

　　2)滑坡巖土的物理力學指標

　　計算斷面是結合經驗和工程類比分析，按照相關規范綜合選取強度參數.由于該邊坡難以形成穩定的地下水位，暴雨工況強度參數按照正常工況的強度參數進行折減.各斷面的強度參數取值如表1所示.

　　3)穩定性計算評價

　　條塊劃分如圖3所示.

　　圖3 穩定性計算示意圖

　　

 

　　計算公式[16]如式(1)—式(3)所示：

　　

 

　　式中：Fs為穩定系數;Ri為作用于第i塊的抗滑力，k N/m;ψj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數，j=i;Ti為作用于第i塊滑動面上的滑動分力，k N/m;θi為第i塊段滑動面與平面的夾角(°);φi為第i塊段土的內摩擦角(°);Ni為第i塊段滑動面的法向分力，k N/m;Ci為第i塊段土的黏聚力，k Pa;Li為第i塊段滑動面的長度，m.

　　穩定性計算結果見表2—表3.

　　根據穩定性計算結果，可以判明原地面在天然狀態、暴雨或連續陰雨狀態下處于穩定狀態;施工后在未設置防護的前提下，邊坡在天然狀態下處于穩定狀態，如遇暴雨或連續陰雨狀態，會再次發生滑動.

　　相對于天然狀態，原地面或開挖后邊坡在飽水狀態下抗滑總力下降，下滑總力增加.其中，原地面飽水狀態相對于天然狀態抗滑總力下降約4.9%，下滑總力增加約9.1%;但開挖后飽水狀態下的抗滑總力下降約6.3%，下滑總力增加約9.2%.可見邊坡開挖后未進行及時防護時，地形、地層、構造、水等因素的綜合影響引起抗滑總力下降和不足，導致滑坡的形成.

　　4、 結語

　　1)從工程地質條件、施工等方面分析了滑坡的成因，并通過原地面和邊坡開挖后穩定性系數的定性、定量分析，給出了坡體的穩定性評價.

　　2)山區公路地質條件復雜，邊坡開挖后破壞原有坡體平衡結構，防護不及時將對邊坡的穩定性產生不良影響，嚴重時可能引發工程滑坡，后續類似工程應引以為戒.

　　3)邊坡開挖后未進行及時防護時，在地形、地層、構造、水等因素綜合影響下，引起抗滑總力的下降和不足，導致滑坡的形成.

　　參考文獻

　　[1]李全金培杰張紅利云南元武高速公路滑坡穩定性分析[J]鐵道建筑2013(4):109-112.

　　[2]楊政武山區高速公路路塹邊坡滑坡穩定分析及治理研究[J].交通建設與管理2015(8):139-141,144.

　　《某山區公路碎石土滑坡成因及穩定性分析》來源：《廣西科技大學學報》，作者：何維山,唐俊,宋正輝