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【摘 要】袁家坝特大桥为沪蓉国道主干线湖北宜昌至恩施公路第22标段主要工程之一，位于巴东县大支坪镇袁家坝村境内，跨越抽堤沟。在开挖深路堑并支护高边坡基本完成后，在雨季强降雨影响下，发生了变形破坏，对公路建设和运营造成很大影响。本文阐述了高边坡基本形态及变形破坏成因机制，为工程设计、施工、运行提供科学依据。
【关键词】边坡；变形特征；成因分析
一、边坡表面特征
宜昌岸斜坡地形上缓下陡，剖面呈折线型，坡体变形破坏现象主要沿施工便道两侧发生，分布范围长约300m，宽30～80m。根据变形破坏强度特征，大致可划分为四个区段，现分区段描述如下。
①号区：位于袁家坝特大桥2号～5号墩地段，呈长舌状，长80m，宽约55m，后缘位于施工便道上方约30m，前缘直抵抽堤沟沟底（施工便道下方约50m）。坍滑体表面植被不发育，为新近严重坍滑区，位于斜坡中下部的施工便道挡墙倾倒，便道路基滑移交通中断，坍滑物推至沟底，造成4號墩右幅4根桩、左幅1根桩上部护壁被冲剪，桩孔全部被掩埋。该区后缘及上方未见开裂或其它深层变形迹象，变形破坏主要是便道内侧人工断面裸露的表层含碎石粘性土、便道路基填土、下方弃渣以及原坡积层的表层物质滑塌所致，对在建袁家坝特大桥及施工便道造成的影响最大。
②号区：紧邻①区南侧，平面近似呈弯月形，后缘位于施工便道内边坡上方约15m，前缘止于便道外挡墙处，宽20～30m。变形滑移造成便道挡墙开裂及部分跨塌，其后缘及上方未见明显的变形迹象，属于人工断面表层不稳定土体及路基填方变形位移所致，主要影响便道通行。
③号区：发育于桥位以左、施工便道叉道及其以南地段的内侧坡段，与桥位无直接关系。但该区段具明显的土质滑坡特征，变形破坏区呈半圆形，前后长50～60m，左右宽70～80m。前缘位于便道内坡脚，后缘位于便道上坡方约60m，地表出现系列弧状、折线状拉裂缝和高低不等的错落坎，近便道内断面的前缘土体滑移破坏明显，形成裂缝宽10～50cm，下座坎高10～80cm，坡面树木歪倒，部分已梯次坍滑的岩土混杂堆积于便道内侧及路面。变形破坏区左侧现以宽10～120cm、壁高5～250cm的弧形梯坎状拉裂缝为界；右侧以残坡积层和基岩分界线为界，变形破坏相对较弱。后缘坡面发育一系列弧状拉裂缝，裂缝宽10～100cm，下滑坎高10～120cm，目前施工单位对裂缝采取了填筑粘土、被覆塑料布防水等临时处理措施，并设有变形观测点进行监测。因尚未采取有效防治措施，边坡稳定性极差，对施工便道通行构成威胁。
④号区：②～③号变形区间长约40m段，变形特征不明显，该段坡面植被发育，上覆坡积层厚度相对较小，施工便道开挖断面可见基岩，岩性为灰岩，节理裂隙发育，下部挡墙未见变形开裂等迹象。
二、坡体垂向结构特征
根据勘探剖面以及施工挖孔揭露，桥位斜坡上覆残坡积层厚度变化较大，近坡顶处厚度小甚至部分地段基岩出露，坡下段厚度大。其下伏基岩界面与坡面地形相似，呈上陡、中缓、下陡的阶梯状。
由Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′剖面控制得覆盖层厚度变化为：坡顶0m（ZK6孔，基岩裸露）～3.4m（ZK9孔）；中部缓坡地段22.9m（ZK5孔）～29.1m（ZK8孔）；缓坡—陡坡拐变地段24.5m（2号墩1号桩）-12.8m（ZK7孔）；陡坡上段（便道处）20.4m（ZK3孔）。坡脚钻孔未揭穿覆盖层，但根据4号墩左4号桩施工勘察钻孔揭露坡积层厚25.2m。
三、坡体物质组成
抽堤沟宜昌岸斜坡主要由残坡积碎（块）石土、含碎石（块石）粘性土构成，局部出露基岩，且坡积层物质组成在平面、剖面分布上有一定差异。现分段描述如下：
①号区：坡体浅部物质主要由含碎石（块石）亚粘土组成，下部多成碎（块）石夹粘性土，局部变为块石土或含砾亚粘土。碎（块）石成分主要为灰岩、白云质灰岩以及坡顶处的石英砂岩，均呈棱角状，粒径大小相差悬殊，一般10～50cm，最大达3～4m，碎（块）石含量一般20～50%，局部含量集中，分布不均。边坡下伏基岩地层时代为泥盆系砂岩泥岩类碎屑岩以及石碳系灰岩。其中泥盆系分布于斜坡中部缓坡平台至坡顶一带，风化较强，风化层厚度较大。石炭系沉积岩分布于缓坡下方陡坡地带，岩石较新鲜，但节理裂隙发育，呈碎块～大块状镶嵌结构。
②号区：主要由块石土构成，坡体中下部以块石土为主，块石成分多为灰岩，棱角状，块径一般10～80cm，大者达3m，其间充填亚粘土、碎石，充填物含量约20～30%，至斜坡中部缓坡处块石含量减少，上覆层物质主要为粘亚粘土夹碎块石。
③号区：便道以下主要由弃渣、块石土构成，块石成分以灰岩为主，块径10～70cm，棱角状，块间充填亚粘土；便道以上斜坡由含碎块石亚粘土构成，据便道开挖端面观察，亚粘土较均匀且厚度大（6～10m），局部夹有巨石，块径达3～5m。
位于②～③号区之间的斜坡变形迹象不明显，上覆坡积层厚度相对较薄，主要成分为块石土，开挖面揭露基岩岩性为灰岩，岩石节理裂隙发育，完整性较差，呈碎块～大块状镶嵌结构。
四、边坡变形活动成因机制分析
桥位区坡体中～下段残坡积块石土、含碎（块）石亚粘土层分布厚度大，物质结构较松散，块间联结力较低，但土体摩擦角较高，自然陡坡坡角（坡积物自然休止角）30～40°且保持稳定。
由于斜坡前缘陡坡地带开挖便道切坡、路堤加载、挡墙基础开挖、弃渣堆载等工程活动强烈，极大地改变了斜坡的原始几何形状及应力状态，影响范围内的坡体新的重力卸荷松弛作用加剧，使其处于—极限平衡状态。
坡积层孔隙率高，渗透性好，遇强降雨期片流水下渗，使土体饱水软化，重度迅速增加，抗剪强度降低，加之边坡过陡、挡墙存在缺陷，在土压力作用下临空坡体产生剪出坍滑，导致坡面变形破坏。
五、边坡变形活动历史及现状
根据现场调查、访问及初详勘资料，在便道施工前自然坡体处于稳定状态，未发现坡面拉裂变形、滑塌破坏现象。LB8便道施工后，于斜坡中、下部陡坡带切脚形成高陡临空面，且未对断面采取支挡措施，部分路基挡墙基础不牢抗力不足，使处于极限平衡状态的坡体具备了变形破坏的基本条件。
6-7月进入多雨期，降雨强度一般较小，历时短暂，坡面变形蠕动变形为主，局部出现5～30cm不等的拉裂缝；持续强降雨，斜坡多处出现急剧变形破坏。①号区施工便道上方坡面坍滑、路基及挡墙滑移破坏，并推动下方弃渣体、坡积物下滑，坍滑土石冲剪掩埋正在施工的4号墩桩孔；②号区施工便道上方坡面土石坍塌阻塞便道，路基位移使挡墙开裂局部坍塌；③号区土质高边坡前缘局部坍滑，并在牵引作用下形成较大范围的阶梯状拉裂、座滑楔形不稳定坡体，危胁着下方便道通行安全。
六、结论
根据变形特征分析，①、②号区变形破坏属浅表层坍滑，非饱水状态下坡面可维持基本稳定，但强降雨及连续降雨条件下，浅部含碎石粘性土层达到饱和状态时，易失稳破坏产生滑动。
③号区属较深厚的均质土体变形破坏，陡临空面以上的土坡非饱水状态下，本身处在极限平衡状态，卸荷松弛作用使土体拉裂，不稳定体厚度大，稳定性极差，在降雨、震动等外界因素激发下由前向后牵引滑动，易产生较大规模的滑坡，应引起重视。
【关键词】边坡；变形特征；成因分析
一、边坡表面特征
宜昌岸斜坡地形上缓下陡，剖面呈折线型，坡体变形破坏现象主要沿施工便道两侧发生，分布范围长约300m，宽30～80m。根据变形破坏强度特征，大致可划分为四个区段，现分区段描述如下。
①号区：位于袁家坝特大桥2号～5号墩地段，呈长舌状，长80m，宽约55m，后缘位于施工便道上方约30m，前缘直抵抽堤沟沟底（施工便道下方约50m）。坍滑体表面植被不发育，为新近严重坍滑区，位于斜坡中下部的施工便道挡墙倾倒，便道路基滑移交通中断，坍滑物推至沟底，造成4號墩右幅4根桩、左幅1根桩上部护壁被冲剪，桩孔全部被掩埋。该区后缘及上方未见开裂或其它深层变形迹象，变形破坏主要是便道内侧人工断面裸露的表层含碎石粘性土、便道路基填土、下方弃渣以及原坡积层的表层物质滑塌所致，对在建袁家坝特大桥及施工便道造成的影响最大。
②号区：紧邻①区南侧，平面近似呈弯月形，后缘位于施工便道内边坡上方约15m，前缘止于便道外挡墙处，宽20～30m。变形滑移造成便道挡墙开裂及部分跨塌，其后缘及上方未见明显的变形迹象，属于人工断面表层不稳定土体及路基填方变形位移所致，主要影响便道通行。
③号区：发育于桥位以左、施工便道叉道及其以南地段的内侧坡段，与桥位无直接关系。但该区段具明显的土质滑坡特征，变形破坏区呈半圆形，前后长50～60m，左右宽70～80m。前缘位于便道内坡脚，后缘位于便道上坡方约60m，地表出现系列弧状、折线状拉裂缝和高低不等的错落坎，近便道内断面的前缘土体滑移破坏明显，形成裂缝宽10～50cm，下座坎高10～80cm，坡面树木歪倒，部分已梯次坍滑的岩土混杂堆积于便道内侧及路面。变形破坏区左侧现以宽10～120cm、壁高5～250cm的弧形梯坎状拉裂缝为界；右侧以残坡积层和基岩分界线为界，变形破坏相对较弱。后缘坡面发育一系列弧状拉裂缝，裂缝宽10～100cm，下滑坎高10～120cm，目前施工单位对裂缝采取了填筑粘土、被覆塑料布防水等临时处理措施，并设有变形观测点进行监测。因尚未采取有效防治措施，边坡稳定性极差，对施工便道通行构成威胁。
④号区：②～③号变形区间长约40m段，变形特征不明显，该段坡面植被发育，上覆坡积层厚度相对较小，施工便道开挖断面可见基岩，岩性为灰岩，节理裂隙发育，下部挡墙未见变形开裂等迹象。
二、坡体垂向结构特征
根据勘探剖面以及施工挖孔揭露，桥位斜坡上覆残坡积层厚度变化较大，近坡顶处厚度小甚至部分地段基岩出露，坡下段厚度大。其下伏基岩界面与坡面地形相似，呈上陡、中缓、下陡的阶梯状。
由Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′剖面控制得覆盖层厚度变化为：坡顶0m（ZK6孔，基岩裸露）～3.4m（ZK9孔）；中部缓坡地段22.9m（ZK5孔）～29.1m（ZK8孔）；缓坡—陡坡拐变地段24.5m（2号墩1号桩）-12.8m（ZK7孔）；陡坡上段（便道处）20.4m（ZK3孔）。坡脚钻孔未揭穿覆盖层，但根据4号墩左4号桩施工勘察钻孔揭露坡积层厚25.2m。
三、坡体物质组成
抽堤沟宜昌岸斜坡主要由残坡积碎（块）石土、含碎石（块石）粘性土构成，局部出露基岩，且坡积层物质组成在平面、剖面分布上有一定差异。现分段描述如下：
①号区：坡体浅部物质主要由含碎石（块石）亚粘土组成，下部多成碎（块）石夹粘性土，局部变为块石土或含砾亚粘土。碎（块）石成分主要为灰岩、白云质灰岩以及坡顶处的石英砂岩，均呈棱角状，粒径大小相差悬殊，一般10～50cm，最大达3～4m，碎（块）石含量一般20～50%，局部含量集中，分布不均。边坡下伏基岩地层时代为泥盆系砂岩泥岩类碎屑岩以及石碳系灰岩。其中泥盆系分布于斜坡中部缓坡平台至坡顶一带，风化较强，风化层厚度较大。石炭系沉积岩分布于缓坡下方陡坡地带，岩石较新鲜，但节理裂隙发育，呈碎块～大块状镶嵌结构。
②号区：主要由块石土构成，坡体中下部以块石土为主，块石成分多为灰岩，棱角状，块径一般10～80cm，大者达3m，其间充填亚粘土、碎石，充填物含量约20～30%，至斜坡中部缓坡处块石含量减少，上覆层物质主要为粘亚粘土夹碎块石。
③号区：便道以下主要由弃渣、块石土构成，块石成分以灰岩为主，块径10～70cm，棱角状，块间充填亚粘土；便道以上斜坡由含碎块石亚粘土构成，据便道开挖端面观察，亚粘土较均匀且厚度大（6～10m），局部夹有巨石，块径达3～5m。
位于②～③号区之间的斜坡变形迹象不明显，上覆坡积层厚度相对较薄，主要成分为块石土，开挖面揭露基岩岩性为灰岩，岩石节理裂隙发育，完整性较差，呈碎块～大块状镶嵌结构。
四、边坡变形活动成因机制分析
桥位区坡体中～下段残坡积块石土、含碎（块）石亚粘土层分布厚度大，物质结构较松散，块间联结力较低，但土体摩擦角较高，自然陡坡坡角（坡积物自然休止角）30～40°且保持稳定。
由于斜坡前缘陡坡地带开挖便道切坡、路堤加载、挡墙基础开挖、弃渣堆载等工程活动强烈，极大地改变了斜坡的原始几何形状及应力状态，影响范围内的坡体新的重力卸荷松弛作用加剧，使其处于—极限平衡状态。
坡积层孔隙率高，渗透性好，遇强降雨期片流水下渗，使土体饱水软化，重度迅速增加，抗剪强度降低，加之边坡过陡、挡墙存在缺陷，在土压力作用下临空坡体产生剪出坍滑，导致坡面变形破坏。
五、边坡变形活动历史及现状
根据现场调查、访问及初详勘资料，在便道施工前自然坡体处于稳定状态，未发现坡面拉裂变形、滑塌破坏现象。LB8便道施工后，于斜坡中、下部陡坡带切脚形成高陡临空面，且未对断面采取支挡措施，部分路基挡墙基础不牢抗力不足，使处于极限平衡状态的坡体具备了变形破坏的基本条件。
6-7月进入多雨期，降雨强度一般较小，历时短暂，坡面变形蠕动变形为主，局部出现5～30cm不等的拉裂缝；持续强降雨，斜坡多处出现急剧变形破坏。①号区施工便道上方坡面坍滑、路基及挡墙滑移破坏，并推动下方弃渣体、坡积物下滑，坍滑土石冲剪掩埋正在施工的4号墩桩孔；②号区施工便道上方坡面土石坍塌阻塞便道，路基位移使挡墙开裂局部坍塌；③号区土质高边坡前缘局部坍滑，并在牵引作用下形成较大范围的阶梯状拉裂、座滑楔形不稳定坡体，危胁着下方便道通行安全。
六、结论
根据变形特征分析，①、②号区变形破坏属浅表层坍滑，非饱水状态下坡面可维持基本稳定，但强降雨及连续降雨条件下，浅部含碎石粘性土层达到饱和状态时，易失稳破坏产生滑动。
③号区属较深厚的均质土体变形破坏，陡临空面以上的土坡非饱水状态下，本身处在极限平衡状态，卸荷松弛作用使土体拉裂，不稳定体厚度大，稳定性极差，在降雨、震动等外界因素激发下由前向后牵引滑动，易产生较大规模的滑坡，应引起重视。