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1、滑坡安全标准及治理措施研究 1 滑坡治理工程制定安全标准的讨论 1.1 滑坡治理工程制定安全标准的概念 治理滑坡时必须对滑坡的稳定性进行评价。如何判定滑坡体是否稳定，还要借助一个“限值或称“法值作为评价滑坡体稳定性是否可靠的一个判据，工程中将这个判据定义为安全标准。安全系数是定量表达安全标准的最成熟、使用最普遍的一种形式。滑坡体防治工程的制定安全标准，代表滑坡体所应该具有的安全度，是一项极其重要的工程数据。制定安全标准，必须要合计很多方面的因素，有自然的因素，也有人为的因素。安全标准的取值高或低，关系到滑坡治理工程的方案制定和投资的大小，也直接涉及到制定者自身的工程责任。所以，安全标准的制定是
2、滑坡治理工程制定的一项重要的工作，是必须要依靠专家参预进行的一项高难度、高风险的决策。 滑坡稳定性分析及工程治理中主要应用以下两种不同定义的安全系数。 第1种定义的安全系数:是将荷载即滑动力乘以一个数K，并将K值逐渐增大，直到取得某个临界值，使滑坡体达到临界平衡状态，这个临界值就是安全系数。这样求出的安全系数具有“超载系数的性质。 第2种定义的安全系数:是将滑坡体土质的抗剪强度除以K，并将K值逐渐增大，直到取得某个临界值，使滑坡体达到临界平衡状态。这样求出的安全系数具有“强度储备系数的性质。 1.2 安全标准是多因素共同作用下的一个函数 安全系数K实际上是许多复杂因素共同作用下的一个函数，亦即
3、: K=fxi=x1，x2，x3，xn 式中xi i=1，2，3，n是影响安全系数K的各个因素。 既然安全系数是受许多复杂因素共同影响的，那么在制定滑坡治理工程安全标准时，如果不合计这些因素及其不确定性，笼统地采纳强制性的安全标准，是不合理的。 对滑坡体的安全系数产生影响的许多复杂因素中，主要的因素可以归纳为以下5个方面: 1地质因素。指对滑坡体的规模大小和现状稳定性、滑动面的形状、岩土性质、环境边界、地下水分布等显示熟悉的准确性与深入程度。 2岩土物理力学参数。主要指滑体和滑带土的抗剪强度。进行稳定分析时，对滑坡体材料的抗剪强度应作出符合实际的评判，注意滑坡治理安全标准的取值要与抗剪强度取值
4、的方法与偏向偏于保守还是危险相适宜。 3作用荷载及其组合。影响安全系数的作用荷载主要有:自重及上覆外载、地下水孔隙压力、震动、滑坡前缘坡外江河静水压力和水位骤降等。 4稳定分析所采纳的理论及方法。用于滑坡稳定分析的理论及方法很多，应依据滑坡类型和滑移机制，合理选择计算方法，关注不同的分析理论与方法所得到计算成果的差异性，避免产生矛盾和偏差。 5工程的重要性。亦即风险性，意指滑坡失稳可能造成的灾害影响与可承受的程度。重要性所包涵的内容宽泛，往往必须要合计经济损失、社会影响和政治因素等。滑坡治理工程的重要性越强，滑坡治理的安全标准相对高一些。 1.3 制定安全标准的方法及安全标准取值的讨论 1.3
5、.1 滑坡体稳定现状与安全标准 当某一滑坡体必须要进行工程防治时，其天然现状下的稳定性处于以下两种状况: 第1种状况是滑坡稳定性已经达到了临界状态，甚至已经失稳，这时滑坡体的天然现状安全系数等于或者小于1.0。 第2种状况是滑坡体处于稳定或者基本稳定，这时滑坡体的天然现状安全系数到底多少很难估计。 对处于第1种稳定状况的滑坡体，其天然现状安全系数等于或者略小于1.0通常在0.951.0之间取值，这时可参照表1确定该滑坡体的安全标准。 对处于第2种稳定状况的滑坡体，因无法知道现状安全系数，再研究该滑体的安全标准已经没有必要。较好的做法是: 1“维持现状法。如果该滑体的现状稳定性是可继续的，不必进
6、一步提升安全系数，可采用“补偿还原法，即采用加固措施将某些条件的恶化导致安全系数下降的部分补回来水布垭枢纽大岩淌和马岩湾滑坡体就是采用了这种方法，或采用种种保护措施，阻止安全系数下降水布垭台子上滑坡体就是采用了这种方法。 2“相对安全系数法。如果对该滑体的长期稳定不放心，又无法准确知道滑坡体的现状安全系数，可假定滑坡体的天然现状安全系数不小于1.0相对安全系数，采用加固措施将安全系数提升某一倍数小型滑体提升10%左右，大型滑体提升5%左右。 1.3.2 关于安全标准的下限值 安全标准的下限值，可按照“最不利组合法来控制，即“确保滑坡体在各种荷载的最不利组合作用下不失稳。例如，位于水布垭水利枢纽
7、坝址下游右岸的马岩湾滑坡体，其天然现状稳定性比较脆弱，认为其处于临界稳定状态，稳定分析时，将各种可能的荷载按照“最不利组合以后，该滑坡体的安全系数下降幅度达到10%，必须将其安全系数在现有状态下提升10%，才干确保该滑体在各种不利因素及其组合的作用下，维持其现有的稳定状态，因此在制定马岩湾滑坡体的安全标准时，假定滑坡体的现状安全系数等于1.0，安全标准定为K1.1。 1.3.3 不同工作阶段取不同安全标准 滑坡体的地质条件复杂，即使是同一个滑坡体，在不同的工作阶段，地质勘察和研究工作深度不同，尤其是在规划阶段或者预可行性研究阶段，地质勘察工作不够细致，如果采纳统一安全 标准，存在一定的风险，也
8、不严谨。因此，不同的工作阶段，依据工程地质条件的显示程度和研究工作深度，采用不同的安全标准，是比较科学的。如果不得不硬性地规定统一的安全标准，为了规避风险，对滑坡的地质勘察应提前达到详勘深度。如果地质勘察达不到详勘深度，则滑坡治理方案论证与工程量计算应留有充分余地，借鉴建筑物制定工程量计算的阶段系数的做法，滑坡治理工程量的阶段系数宜在1.151.30之间取值。 2 滑坡治理常用的工程措施 滑坡整治工程措施大致可分为“减滑工程措施和“抗滑工程措施两大类。减滑工程措施主要包括削方减载、地表防渗及排水、地下排水、前缘护脚等。抗滑工程措施主要包括抗滑桩、挡土墙、锚固等。 2.1 削方减载与填土反压 自
9、重及上覆外载关于滑坡体的稳定性来说，其作用可利可弊。滑坡治理时采纳的“削坡减载、反压固脚措施，就是合理利用自重及垂直外载的“利而避其“弊。 削方减载措施特别适用于上陡重下缓轻的推动式、且滑坡后缘及两侧有显然的边界、或者有岩体出露而不易受到牵引变形的滑坡治理，对改善滑坡的稳定性，提升安全系数有着非常显然的效果。特别关于滑动土体厚度大于30m的厚重型滑坡，通过削方减载较容易实现安全系数的提升。 削方减载最大的缺点是，开挖扰动对环境有负面作用，应力释放及地下水朝开挖面出溢产生的渗压力等作用，容易引致周边土体的牵动，产生新的变形体。 滑坡体后部削方减载的弃土，或者其他建筑物开挖的弃渣，如果土质较好，可
10、利用其在滑坡前缘填土反压。统计分析说明，如果将滑坡体上部滑动区的体积减重4%，同时等量反压回填到坡脚阻滑区，可使滑坡体的稳定安全系数增加10%。 2.2 地表防渗及地表排水 滑坡的发生和发展与地表水的危害有密切的关系。从滑坡体周边汇合的地表水、降雨的渗透以及泉水、池沼及渠道的再渗透，容易诱发滑坡，或使滑坡活动激化。所以，凡滑坡地区的防治工程，地表防渗排水措施都是必要的。地表防渗及排水措施易于实施，投资少，收效快，虽然单独使用并不一定能使滑坡稳定，但施行证实，它有减缓滑坡运动的作用，尤其当地下水是滑坡运动的主控因素时，地表防渗及排水措施可以阻隔地下水的补充来源，控制滑坡的发展，为滑坡整治争取宝贵
11、的时间。 2.3 地下排水 地下水对滑坡稳定性产生负面作用主要表现在两个方面:地下水孔隙水压力产生的荷载作用;地下水对滑体和滑带土的物理力学性质产生的理化作用。因此，排除滑坡体地下水的目的:减小孔隙水压力，提升滑坡体稳定安全系数;降低滑体内、特别是滑动剪切带四周土体的含水率，改善土体的物理力学性能。 一般状况下，排除地下水工程大体可分为排除浅层地下水和排除深层地下水两类，如果必须要截断滑坡区外地下水的流入，还包括拦截滑坡区外地下水和排除来自滑动面下基岩中的地下水。 2.4 前缘护脚 滑坡前缘因河流或沟谷水流的冲刷而诱发滑坡的例子在自然界中是十分普遍的。治理的一般措施是直接在滑坡前缘采用抛石、堆
12、砌石笼、浆砌块石、混凝土等护脚，以使滑坡坡脚免受水流的冲蚀。对水库岸边的滑坡体，在滑坡前缘的上游地段修筑丁坝，让滑坡前缘形成回流区，使泥沙淤积在滑坡前缘，可对滑坡起支撑作用。山区一些滑坡体的前缘受到沟谷水流的长期冲刷，随着沟谷的不断深切与展宽，常因沟坡岩土体失稳而诱发滑坡，在滑坡的下游地段修筑小型堤坝，利用堤坝将水位雍高，在滑坡前缘形成静水，阻止沟谷的持续下切，并利用淤积的固体物稳定滑坡坡脚，可使滑坡体坚持长期的稳定。 2.5 抗滑桩 抗滑桩是依靠桩嵌入较坚硬稳定的地层中，桩与桩周岩土体互相嵌固并将滑坡推力传递到稳定地层，利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力，是一种大截面侧向受荷的抗
13、滑支撑建筑物。 抗滑桩适用于以下的状况:滑坡体中有一个显然的滑动剪切面;滑动剪切面以下是较完整的基岩，或者是密实的稳定基础，能提供足够的锚固力。应该注意的是，只有当抗滑桩受到滑坡推力且桩顶发生位移时才干产生抗滑力，所以，桩顶将有位移是必定的。因此，应避免将这种桩用于其它惧怕变形的建筑物的基础。 抗滑桩的受力机理十分复杂，无论在工程施行中得到了广泛的应用，但其结构制定与计算方法并不成熟，特别是土体在桩周或桩间移动时，桩与土的互相作用机制等熟悉还有待完善。因此，不是学会了计算方法或学会使用计算软件，就能制定出合理的抗滑桩结构，计算结果只是依据你选定的计算方法及计算参数所得到的输出，其正确与否取决于
14、你的输入。抗滑桩的制定最重要的工作是认真研究抗滑桩的荷载与抗力的分布规律，确定合适的计算参数，选取恰当的计算方法。 桩的截面形状主要有圆形和矩形两种。由于在截面积相同的条件下，矩形截面的抗弯惯性矩较圆形截面的大许多，所以从抗滑桩的受力条件和节省投资的角度，以采纳正面一边较短、侧面一边较长的矩形截面桩为好。但是矩形截面的抗滑桩只能适用于滑坡推力方向明确、且只可能朝单一方向滑动的滑坡体，当滑坡的滑动面形态复杂，滑动推力的方向并非很明确时，抗滑桩可能并非只承受单一方向的推力作用，这时以采纳可满足不同方向受力的圆形截面桩为好。 抗滑桩桩顶高度一般与滑坡地面齐平。随着滑动面以上的滑体土层厚度增大，滑动面以上的抗滑桩高度相应增加，桩体承受的滑坡推力的合力作用点则随之增高，桩身的弯矩增大，配筋量增大。同理，如果单根抗滑桩的其余条件相同，则随着滑动面以上的桩高增加，所能承当的滑动推力将很快递减。为了增加单根桩的加固能力，水布垭大岩淌滑坡治理研究采纳了将桩顶埋入滑坡体内一定深度的“沉头矮桩，当桩体断面与配筋量等条件相同时，沉头矮桩的加固力较一般桩增加很多。 2.6 格构锚固 从20世纪90年代以
