李建忠

（溫州市安居房開發(fā)有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。滑坡防治是指在無法繞避滑坡地段或斜坡不穩(wěn)定地段進(jìn)行工程建設(shè)時，所采取的防治措施。根據(jù)邊坡巖體特征，采取相應(yīng)措施防止邊坡失穩(wěn)，以保證生產(chǎn)和人員的安全。本文以溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡為例，分析滑坡加固治理的機(jī)理，并介紹其設(shè)計(jì)方案[1-5]。

1 溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡

溫州大橋南岸挖方邊坡由連續(xù)暴雨引起滑動。原邊坡由七級組成，其中一級邊坡4m高，擋墻支護(hù)；二級邊坡6 m高，采用護(hù)面墻防護(hù)；三級邊坡北側(cè)采用漿砌片石防護(hù)，南側(cè)采用坡面噴漿防護(hù)；4-7級邊坡采用菱形混凝土骨架、植草防護(hù)，其坡率為1∶1.5。發(fā)生滑坡的位置在三級邊坡以上，后緣拉張裂縫位于6級邊坡上，裂縫貫通成圈椅狀，沿邊坡斷面方向的錯動約30～60 cm，兩側(cè)裂縫沿邊坡坡面向下延伸、貫通，造成5級邊坡平臺上的排水溝、平臺鋪砌嚴(yán)重變形、破壞。該邊坡滑體物質(zhì)主要為全風(fēng)化凝灰?guī)r，成分較為單一，結(jié)構(gòu)松散，滑體厚2～8 m，平均厚度約4 m，滑體規(guī)模約1.5×104m3，屬淺層小型推移式滑坡，滑動方向大致垂直路線走向；滑動帶位于全風(fēng)化凝灰?guī)r與強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r的交界處，為黃褐色全風(fēng)化凝灰?guī)r，巖芯松散。由于強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r為相對隔水層，因此滑帶物質(zhì)含水量大，且滑帶有揉搓現(xiàn)象；滑床為強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化的凝灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，凝灰狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙有鐵錳質(zhì)浸染呈黃褐色-黑褐色，滑坡基本上沿強(qiáng)風(fēng)化基巖頂面滑動。下覆巖體以侏羅系棲山組的灰白色凝灰?guī)r為主，巖層傾向公路，傾角14°，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖性比較完整。

該邊坡所處區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第二隆起帶南段東側(cè)。該區(qū)域介于鎮(zhèn)海-溫州斷裂帶和象山斷裂帶之間，NNE向構(gòu)造為其主要構(gòu)造線。所在地區(qū)位于東南沿海，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，經(jīng)常遭受臺風(fēng)影響，短時間內(nèi)降雨量巨大，每小時溫州最大降雨量達(dá)133 mm。該區(qū)地下水為第四系孔隙水和基巖裂隙水，第四系孔隙水主要接受大氣降水補(bǔ)給。基巖中有一定的裂隙水活動，補(bǔ)給來源主要為大氣降水，3級邊坡局部有地下水從噴漿護(hù)面層滲出。

2 滑坡成因分析及滑動帶強(qiáng)度指標(biāo)

坡體物質(zhì)主要為結(jié)構(gòu)松散的全風(fēng)化凝灰?guī)r，而滑坡所在坡體坡度較緩，坡面植被較好，為降雨入滲提供了有利條件；全風(fēng)化凝灰?guī)r下為強(qiáng)風(fēng)化或弱風(fēng)化凝灰?guī)r，傾向公路，傾角14°，加之形成不透水的隔水層，且下伏強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r呈簸箕狀，使地下水能相對集中地聚集在潛在滑動面部位。降雨入滲到隔水層頂面時，將在這里聚集，并使這里的物質(zhì)軟化甚至泥化，降低摩阻力形成滑帶。在“海棠”臺風(fēng)期間，溫州發(fā)生了連續(xù)降雨時間大于24 h的大到暴雨，降雨量約400 mm，邊坡土體達(dá)到飽和，加大了坡體重量，增大了下滑力，坡體產(chǎn)生失穩(wěn)，繼而形成滑坡。

3 支護(hù)設(shè)計(jì)方案及加固機(jī)理分析

目前，常用的滑坡治理工程措施有地表和地下排水、減重和反壓、支擋、滑帶土改良等。但對于這個正在運(yùn)營的高速公路邊坡的滑坡，且滑坡只發(fā)生在4-6級坡上，因此減重和反壓工程不適合處理該滑坡，從排水、支擋、滑帶土改良三個方面考慮。邊坡的設(shè)計(jì)是選用錨索框架加固滑坡區(qū)域中心，錨桿框架加固滑坡區(qū)域邊緣，微型樁群協(xié)助錨索框架加固滑坡區(qū)域中心，并且設(shè)置坡面排水，其布置見圖1所示。

圖1 滑坡治理措施布置圖

錨索行距為4.6 m，列距為3.5 m，共3排26列，每2列由1片錨索框架連為一體，錨索框架的截面尺寸為800 mm×500 mm，2片錨索框架之間設(shè)置2 cm的伸縮縫。錨索每根長18 m，其中錨固段8 m，自由段10 m，鉆孔孔徑為130 mm。錨索設(shè)計(jì)荷載為700 kN，鎖定荷載為660 kN。

微型粧布置在錨索框架的中間，每個錨索框架方格均勻布置2根，由微型粧連梁把微型粧與錨索框架連為一體。微型粧有上下2排，其中上排長14 m，下排長11 m，微型粧鉆孔孔徑為150 mm，微型粧粧身由3根028 mm的鋼筋焊接而成，采用全長粘結(jié)式注漿。

錨桿的行距和列距均為2 m，每5行5列由1片錨桿框架連為一體。錨桿框架的截面尺寸為250 mm×250 mm，2片錯桿框架之間設(shè)置2 cm的伸縮縫。從圖1中可以看出，除靠近滑坡區(qū)域中心下部的三排為8 m外，其余均為5 m，錨桿鉆孔孔徑為90 mm，桿身為1根?28 mm的鋼筋，釆用全長粘結(jié)式注漿。

3.1 預(yù)應(yīng)力錨索及錨索框架的作用機(jī)理分析

預(yù)應(yīng)力錨索穿過邊坡滑動面，錨固于滑動面以下的穩(wěn)定巖體中，在坡面施加預(yù)應(yīng)力使表層松散的不穩(wěn)定巖體或土體與深部穩(wěn)定的巖、土體連在一起，主動地改變了邊坡巖體的受力狀態(tài)和滑動面上力的不平衡條件，既提高了巖土體的整體性，又增加了滑面上的抗滑力，從而達(dá)到了加固邊坡、提高穩(wěn)定性之目的。預(yù)應(yīng)力錨索框架(地基梁)是通過鋼筋混凝土框架將錨索巨大的錨固力傳遞給坡體，改變坡體應(yīng)力狀態(tài)，調(diào)用坡體自穩(wěn)能力的一種主動加固方法。這種加固方法相比于單一的錨墩，它相當(dāng)于一個錨索群，更加能夠有效地把錨固力傳遞給坡體，減小后期的預(yù)應(yīng)力松馳，并且可以加固松散的表層土。

3.2 微型抗滑樁及樁群的作用機(jī)理分析

微型樁為抗滑樁，埋設(shè)于穩(wěn)定地層中，其直徑通常為100～300 mm，插入鋼筋束、鋼管、型鋼或鋼軌，可以注純水泥漿、水泥砂漿或混凝土，依據(jù)與圍巖（土）體的相互嵌制作用來承受土體的下滑力，使變形體得到穩(wěn)定。微型樁一般呈網(wǎng)狀或樹根狀設(shè)置，在邊坡工程中與土釘墻、錨索配合使用。在工程中，一般把抗滑樁分為兩部分，滑面以上視為懸臂梁，滑面以下的樁身變位和內(nèi)力是根據(jù)滑面處的彎矩和剪力按地基的彈性抗力進(jìn)行計(jì)算。

如果將注漿方法與微型樁群方法聯(lián)合使用時，即可把微型樁與注漿體結(jié)合在一起考慮，受力分析時，將其看作一個抗滑擋墻，其最大特點(diǎn)是將滑坡中的一部分滑動體加固成抗滑體來達(dá)到對滑坡治理的目的。

4 支護(hù)條件下的邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡穩(wěn)定分析采用給定滑動面的Morgenstern Price法，綜合考慮各種支護(hù)措施的加固作用，以及坡面加固框架的加載作用。

錨索、錨桿的支護(hù)作用都是抗拉。根據(jù)試驗(yàn)，雖然錨索的極限抗拉力遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)張拉力，但是在分析中仍以設(shè)計(jì)張拉力為準(zhǔn)，而錨桿將根據(jù)它在穩(wěn)定坡體內(nèi)的錨固長度來計(jì)算它的最大抗拉力；微型樁在邊坡穩(wěn)定分析中主要考慮它的抗剪作用，極限抗剪力由鋼筋的截面積確定。

在邊坡加固中，預(yù)應(yīng)力錨索對邊坡穩(wěn)定的貢獻(xiàn)是最大的，因此用它來加固邊坡滑坡區(qū)域中心是合適的；而微型樁雖然量小，但是由于它的抗剪力大，發(fā)揮著抗滑樁的作用，能夠有效地協(xié)助錨索加固滑坡區(qū)域中心。沒有考慮滑坡體以外的錨桿對邊坡的增穩(wěn)貢獻(xiàn)，但事實(shí)上，它們對于加固未滑土體，防止發(fā)生新的滑坡起著很重要的作用。

5 結(jié)語

溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡屬淺層全風(fēng)化凝灰?guī)r滑坡?；碌漠a(chǎn)生是由邊坡土體受暴雨浸水飽和后滑動面強(qiáng)度降低、下滑力增大而引起的。根據(jù)滑坡地質(zhì)條件及滑坡體特征，選用了坡面排水、預(yù)應(yīng)力錨索、微型樁、錨桿及護(hù)坡框架的綜合加固支護(hù)方案。加固后邊坡整體上滿足穩(wěn)定要求。