陳 全,呂彥達(dá)
(廣西華通高速公路有限責(zé)任公司,廣西 桂林 541200)
陽(yáng)平高速公路為G65包茂高速陽(yáng)朔至平樂(lè)段,全長(zhǎng)約39.52 km。陽(yáng)平高速K2587+060邊坡路段為丘陵地貌,路線沿著丘陵坡腳一帶展布,地形起伏較大,路基采用挖方形式通過(guò),邊坡高度約60 m,目前該路段已通車10年。2016年4~5月,本段路塹邊坡出現(xiàn)蠕動(dòng)變形,第一級(jí)邊坡原護(hù)面噴射混凝土出現(xiàn)剝落,邊溝推移破壞,路基邊緣硬路肩出現(xiàn)拱起開裂現(xiàn)象。經(jīng)調(diào)查,邊坡滑動(dòng)周界明顯,呈闊口圈椅狀。距該邊坡約120 m處,K2587+180邊坡點(diǎn)曾于2009年發(fā)生過(guò)一次較大規(guī)?;?,滑塌土方量多達(dá)20萬(wàn)m3。
由于該路段處于正常運(yùn)營(yíng)階段,若該邊坡按照第一次滑動(dòng)周界繼續(xù)滑動(dòng),勢(shì)必嚴(yán)重影響該路段車輛的安全通行,同時(shí)還將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失及不良社會(huì)影響。為防范于未然,該邊坡急需進(jìn)行加固處治。
滑坡區(qū)屬構(gòu)造剝蝕中低山地貌,山體總體走向呈近南北向,山坡呈凹形,邊坡坡度達(dá)30°~45°,局部達(dá)50°?;聟^(qū)揭露的地層可劃分為:第四系殘坡積層(Qel+dl)和泥盆系中統(tǒng)郁江組巖層(D2y)。地層巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,巖層總體傾向西北,滑坡周界出露的巖層產(chǎn)狀為294°~322°∠70°~75°。本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.05 g,地震烈度Ⅵ度?;聟^(qū)地下水主要為賦存于覆蓋層中的孔隙水和基巖中的裂隙水,屬潛水類型。
根據(jù)滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件,結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn),各巖土層物理力學(xué)參數(shù)如表1~2所示。
表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表
表2 巖層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表
滑坡在平面上呈舌形,縱長(zhǎng)約102 m,平均寬度約100 m,高程為226~287 m,中部寬度約100 m,底部寬度約145 m?;路譃?個(gè)平臺(tái),寬度2~5 m不等,坡腳地形較陡,坡中及后緣可見滑坡壁、錯(cuò)臺(tái)、平臺(tái)等滑坡微地貌,錯(cuò)臺(tái)一般高1~2 m,平臺(tái)寬1~2 m,滑坡后壁面傾向約25°,傾角約45°,滑坡屬于推移式中型中層新工程巖質(zhì)滑坡。
滑坡體巖性主要為粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖,分布厚度為2.75~12.08 m。其中粉質(zhì)黏土呈硬塑狀,結(jié)構(gòu)松散,主要分布在滑坡體表層,厚0.40~2.20 m,穩(wěn)定地下水在該層之下;全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖風(fēng)化強(qiáng)烈,巖芯呈硬塑~堅(jiān)硬粉質(zhì)黏土狀,結(jié)構(gòu)大部分已破壞,主要分布于表層或粉質(zhì)黏土層之下,厚2.10~11.50 m;強(qiáng)~中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖巖質(zhì)軟,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎~較完整,厚1.05~10.95 m,多分布于穩(wěn)定地下水位之下。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件,形成該滑坡的原因主要有:
(1)山體長(zhǎng)期剝蝕,地形起伏大,斜坡坡度較陡;
(2)滑坡體巖性為粉砂質(zhì)泥巖,在地下水浸蝕作用下形成軟弱夾層;
(3)斷層、裂隙發(fā)育,巖體破碎、風(fēng)化嚴(yán)重;
(4)地表水下滲,形成地下水,對(duì)潛在滑動(dòng)面起到軟化、潤(rùn)滑作用,加速滑坡形成;
(5)強(qiáng)降雨使?jié)撛诨麦w充水飽和,下滑力增加,降低了巖土體的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)測(cè)繪,邊坡坡體主要由第四系殘坡積黏土混砂泥巖風(fēng)化碎石及強(qiáng)風(fēng)化巖層構(gòu)成,屬巖質(zhì)邊坡。邊坡第一級(jí)已采用噴射混凝土防護(hù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘,制定了在邊坡底部機(jī)耕道設(shè)置錨筋樁+坡頂卸載的方案進(jìn)行應(yīng)急排險(xiǎn)處治(見圖1)。
圖1 滑坡治理方案平面圖
自坡底新近滑坡邊緣沿機(jī)耕道向上約96 m段落設(shè)置錨筋樁及面板,中部約33 m段落設(shè)置錨筋樁5排,其他位置設(shè)置錨筋樁4排,錨筋樁型號(hào)分為Ⅰ型樁、Ⅱ型樁、Ⅲ型樁三種。Ⅰ型樁區(qū)域樁長(zhǎng)為12 m,主筋為5×φ36 mm鋼筋;Ⅱ型樁區(qū)域樁長(zhǎng)15 m,主筋為4×φ36 mm鋼筋;Ⅲ型樁區(qū)域樁長(zhǎng)20 m,主筋為4×φ36 mm鋼筋。注漿管采用DN40無(wú)縫鋼管,錨孔直徑≥21.5 cm,樁間距0.6 m,面板尺寸為300 cm×30 cm(見圖2)。
滑坡坡頂卸載采用1∶1.5的坡比進(jìn)行放坡,一級(jí)平臺(tái)寬10~15 m,考慮減少征地范圍,坡頂陡坎高度>1.5 m處采用土釘墻支護(hù)。土釘墻支護(hù)采用6 m長(zhǎng)C22錨釘,間距1.5 m×1.5 m,垂直坡面打入土體內(nèi),錨釘內(nèi)采用M30砂漿灌注,鋼筋網(wǎng)采用φ8 mm鋼筋,間距0.2 m×0.2 m,向上及向下各延伸1 m,表面噴射10 cm厚C20混凝土。
由于地表、地下水對(duì)滑坡體穩(wěn)定性有較大影響,在滑坡體治理前必須先處理好排水問(wèn)題。截水溝布置在滑坡體邊界以外5 m,全嵌入坡面,以利于美觀和排水。同時(shí)為利于水流排出及應(yīng)對(duì)水流沖刷,邊坡兩邊設(shè)置急流槽,每級(jí)平臺(tái)設(shè)置沉砂池。為防止地表水下滲,對(duì)坡面裂縫及時(shí)就地采用黏性土進(jìn)行封閉。
(a)Ⅰ型
(b)Ⅱ型
(c)Ⅲ型
通過(guò)PLAXIS 2D有限元計(jì)算軟件,分析中采用的本構(gòu)模型為經(jīng)典的Mohr-Coulomb模型,分析方法為傳遞系數(shù)法,選取三個(gè)滑坡典型斷面,計(jì)算出天然、飽和、加固后飽和時(shí)滑坡的整體穩(wěn)定性系數(shù)以及剩余下滑力(見表3)。
表3 典型截面穩(wěn)定性計(jì)算表
結(jié)果表明,三個(gè)滑坡典型斷面天然工況下穩(wěn)定系數(shù)均>1.0,且<1.2,處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài);飽和工況下K2587+060、K2587+100截面穩(wěn)定系數(shù)均<1.0,處于失穩(wěn)狀態(tài);加固后飽和工況下,各截面的穩(wěn)定系數(shù)均>1.2,處于穩(wěn)定狀態(tài)。
(1)錨筋樁+坡頂卸載方案的施工機(jī)械以輕型機(jī)械為主,施工方便快捷,并且對(duì)場(chǎng)地條件要求低,施工周期短。
(2)方案不破壞巖體的整體性,對(duì)滑體的擾動(dòng)小,能迅速在滑坡推力最大處形成初期支護(hù),保證坡體及施工的安全。
(3)運(yùn)用錨筋樁方案可實(shí)現(xiàn)減少挖方,有利于水土保持,對(duì)環(huán)境破壞小。
(4)針對(duì)已通車運(yùn)營(yíng)的高速公路且施工區(qū)域存在需交通管制的機(jī)耕道路的情況下,錨筋樁方案所需的施工區(qū)小,對(duì)交通管制壓力較??;同時(shí)可以靈活運(yùn)用場(chǎng)地進(jìn)行錨筋樁樁身加工以及水泥漿的制備及錨筋樁的吊裝。
(5)陽(yáng)平高速K2587+060邊坡成功使用錨筋樁加固方案處治邊坡滑塌災(zāi)害。經(jīng)觀測(cè)至今,該邊坡無(wú)繼續(xù)滑移跡象,無(wú)裂縫發(fā)展,結(jié)構(gòu)物均保持完好。