廖 隽

(山西省交通科学研究院，山西太原 030006)

1 概述

卸载法也称为减重法，是在滑坡体的主滑段和牵引段挖去部分滑体岩土以减少滑体重量和滑坡推力的工程措施［1］。

卸载法具有技术要求低和投资小的特点，因此在滑坡治理中应用较为广泛。卸载法可作为治理的应急措施减缓或稳定滑坡，创造勘测条件，赢得治理时间;卸载后的滑坡减少了下滑力，配合其他治理方法作为永久治理措施之一。

滑坡的治理方案应根据滑坡类型和特点综合制定。卸载减重法主要适用于上部荷载较大，软弱面仍具有一定强度且具备挖移条件的中、浅层滑坡。

2 卸载法原理

卸载法移除滑坡体部分或全部土体，减小或消除总下滑力，使下滑力和抗滑力平衡，使得滑坡体稳定。

根据摩尔—库仑强度准则，土体的抗剪强度与粘聚力c和内摩擦角φ的关系为:

工程中简化计算，滑带土的最大主应力σ1=G cosα并忽略最小主应力σ3的影响，稳定系数K按式(1)计算:

其中，G为滑块重量，kN/m;α为滑块滑面的倾角，(°);L为滑面长度，m;φ为滑带土的内摩擦角，(°);c为滑带土的单位粘聚力，kPa。

以均质土层圆弧滑动面为例，Bi滑动块的分析如图1所示。卸载h'厚度的土层，下滑力减少 Ti=h'bisinαi，抗滑力减少 Fi=h'bicosαitanφ，两者之差为 Ti－ Fi=h'bisinαi－ h'bicosαitanφ。可以看出只有当 sinαi－cosαitanφ ＞0，即 tanαi＞tanφ 时卸载才能产生正面效应，有利于滑坡稳定。滑坡体的前缘部分的滑动面夹角一般比较小，故不应在前缘部分削方卸载。

图1 滑动块受力分析

实际工程中情况较为复杂，影响土体强度的因素较多，包括矿物成分、软弱夹层、地层交界面、地下水、胶结性质和密实程度等，分析时应采用主滑断面分析。非均质土层边坡，各层内摩擦角不同，计算时应分别计算抗滑力。验算参数粘聚力c和内摩擦角φ需进行勘察或类比分析后综合确定。

多级滑坡和牵引式滑坡，前后滑坡体相互联系，前一滑坡的后缘位于后一滑坡的前缘，因此不宜采用卸载方式进行处治。

卸载法利用了滑动带土的残余抗剪强度，工程中还应配合排水或者其他加固方法稳固滑动带。

3 卸载方案设计

卸载法可分为三个阶段:首先应对滑坡的规模、土的性质和现场状况等进行详细勘察，然后确定卸载的目的和方案并验算，最后实施治理方案。卸载方案的制定应循序渐进，否则很可能会导致治理方案无效，甚至引起更大滑坡。

3．1 滑坡勘察

滑坡的勘察是对滑坡现状进行勘测，分析成因和趋势，并提供设计参数，最后还应对滑坡治理方案提出建议。

滑坡的勘察主要包括以下几个部分:

1)对于中型及以上滑坡应提供滑坡工程地质平面图。平面图应主要包括微地貌形态、裂缝、台阶及水文地质特征、位移;滑坡要素和形态特征，裂缝位置、宽度、长度、贯通情况;地下水补给、渗透性和排泄;基岩层倾向倾角，风化程度、软弱夹层和裂隙水活动;滑坡后缘及两侧地层的稳定性;滑坡区及周边建筑物变形的程度、性质、部位和发展。

2)主滑断面图。主滑断面常常在滑坡的滑动量最大，滑坡床最深的部位。主滑断面与滑动方向一致，但不一定与路线垂直。断面图上填绘地层层序、岩性及岩层结构，滑动面(带)，钻孔位置深度。

3)滑坡勘探成果。一般采用挖探确定滑坡的后壁及前缘的产状和滑坡的周界。通过主滑断面的钻探得到滑坡土层厚度、下伏地层位置和形态、滑动面位置、含水状态、地下水状况等。

4)物理力学试验成果。试验成果不仅应对滑坡体及潜在滑动范围内的土做天然含水量、天然密度、液塑限外，还应测定抗剪强度，确定粘聚力和内摩擦角。滑带土的原始结构和性质遭到强烈破坏，因此，应测定其残余抗剪强度。

5)水文资料包括滑坡地段地表水及地下水的情况，包括雨季及枯水季节的地下水位情况，设计年限内的最大降雨量等资料。

6)当地的同类边坡工程的经验资料，包括边坡断面设计形状、坡率、台阶高度、台阶宽度、防护结构形式等，并进行深入细致的分析。

3．2 方案确定

卸载治理方案依据滑坡勘察提供的信息，并依照应急和长远措施相结合、符合滑坡性质与特征、经济合理、施工安全便捷的原则进行设计。

卸载方案的制定注意以下几点:

1)卸载对滑坡体后缘主推段进行，避免在滑坡中部及前缘卸载。如滑坡前缘已侵占至路基宽度范围内，必须对前缘部分进行刷坡时，应在后缘卸载完成并稳定后进行，验算时应充分考虑前缘削方产生的影响。

2)卸载方案应分析滑坡后缘、两侧山体的稳定性，避免卸载引发后缘、两侧山体的滑动。后缘山体较稳定时，开口线宜设置在滑坡最远裂缝外。

3)卸载断面设计根据主滑断面土层的分布和滑动面位置进行，坡率与土层相适应。设计坡率可根据土质类型、坡高和密实程度参照《公路工程路基设计规范》《建筑边坡工程技术规范》或《路基设计手册》等选择，并根据实际情况折减。坡率较缓导致卸载量小时，而滑坡后缘山体较稳定，向后推移开口线位置。

4)卸载的长度一般只在滑坡周界内进行，可以避免工程量过大和扰动相邻坡面。

5)卸载时可设置较为宽大平台以减小综合坡率，并为后续加固工程提供施工平台。

6)主滑断面卸载确定后，应将其放置于平面上核查，并对其他断面进行校核，计算总卸载数量。

7)当作为临时措施稳定滑坡或延缓滑坡变形时，可将后缘卸载土体填筑于滑坡体的前缘并压实形成反压措施，也可直接填筑块石、卵石。

8)土质边坡按水土核算原则计算时，地下水位以下的土宜采用三轴试验的自重固结不排水抗剪强度指标;水土分算时，地下水位以下土宜采用土的有效抗剪强度指标。当地下水出露时应设置渗沟、排水孔和排水沟等疏导设施将水引离滑坡。裂隙充水时应计算附加静、动水压力。

9)卸载层面具有倾斜软弱夹层和土层交界面时，应验算卸载后其破坏并剪出的可能性。

10)一般卸载减重主要适用于推动式滑坡。牵引式滑坡或滑带土具有膨胀性质的滑坡，不宜采用减重法［2］。

11)应查阅国家地震烈度区划图，当地震烈度达到6度以上时，应计算地震荷载的作用。地震荷载作用于滑块重心处，并指向下滑方向。

3．3 稳定性验算及剩余下滑力

稳定性验算不仅检验治理方案，而且关系到卸载施工安全，是治理方案中必不可少的环节。计算剩余下滑力可以为后续整治措施提供设计依据。

岩土边坡的变形与发展都处于塑性阶段，其稳定性分析基于岩土的塑性理论。常用的稳定性分析及计算方法有极限平衡法、滑移线场法、极限分析法和有限元等。各种方法在适用范围、精度和难易程度上不相同。

滑坡的稳定性应采用工程地质类比法和力学计算进行综合评价。滑坡稳定性验算参照《公路路基设计规范》进行。首先确定安全系数，然后依次计算各滑块剩余下滑力，当滑坡体最后一块剩余下滑力不大于零时，滑坡稳定;大于零时，滑坡不稳定，最后滑块剩余下滑力Tn即为设计支挡结构所承受的推力。

4 实施要点

施工前应先布置监控措施，并做好应急预案。施工过程中首先开挖坡顶截水沟，修筑便道和临时排水设施。然后自上而下做刷方减重工程，再做地面排水。最后在滑坡处于相对稳定时，实施其他防护工程。开挖过程中如果地层变化存在隐患时应及时报告。施工应避免在雨季进行，如突发暴雨时，应及时疏散人员机械，确保安全。施工中应停止在周边进行打桩、重、强夯、冲击碾压等。地表径流冲刷坡脚地带时，可采取河流改道、防护、反压等措施，保证滑坡稳定。

5 工程处治实例

我省某二级公路，开挖山体坡脚，造成工程滑坡。山坡覆盖坡积黄土，下部为湿软的棕红色粘土，见图2。

图2 公路滑坡

由于滑坡舌侵入至路基宽度内，需对滑坡前缘进行刷坡，恢复道路宽度。工程设计中依据《公路路基设计规范》对两种不同土层分别采用坡率设计，上部坡积黄土坡率取下线限值1∶1;下部棕红色粘土取1∶1∶(2～1．5)，并依据含水量自上而下逐渐增加，抗剪强度减少的特征，各级坡率、坡高分别放缓和降低。第3级宽平台的设置卸载了上部滑动土体，并减小了下部土层坡高。稳定性计算采用室内试验数据，粘聚力和内摩擦角分别为18 kPa和14°，通过试算求得第3级平台宽度28 m，计算最危险滑动面的稳定系数为1．2。坡顶设置截水沟，每级平台均设置平台截水沟拦截地表水，防止坡面冲刷。工程实施后，坡体稳定，做到经济合理和一次性根治的原则。

6 结语

卸载减重法不仅能作为滑坡治理应急措施，而且能配合其他措施使用，是公路工程中滑坡治理有效的措施之一。运用卸载法治理滑坡做到详细勘察、合理设计和精心施工便能取得良好效果。

［1］郑颖人，陈祖煜，王恭先，等．边坡与滑坡工程治理［M］．第2版．北京:人民交通出版社，2008．

［2］JTG D30-2004，公路路基设计规范［S］．