王葉飛

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司 沈陽市 110166)

1 概述

公路工程建設(shè)在路塹開挖過程中發(fā)生滑坡時，將對工程建設(shè)產(chǎn)生直接影響，增加工程建設(shè)的人力、物力、時間成本。最直接的是對施工進(jìn)度的影響，原有施工計劃被迫調(diào)整，相關(guān)工程被迫停工，而且滑坡發(fā)生后由于增加地質(zhì)勘察、方案設(shè)計、審查、批復(fù)等一般需要較長周期，而且有些重要的大型滑坡在程序上需要兩階段設(shè)計，時間周期更長。另一方面是對工程投資的影響?；轮卫聿扇」こ檀胧┮话闱闆r均會使工程費(fèi)用增加；而且滑坡發(fā)生時如已施工的部分防護(hù)等設(shè)施破壞的，還會產(chǎn)生該部分工程費(fèi)用的報廢。其它方面的影響包括對線外設(shè)施，如民用建筑和設(shè)施的影響、占地的增加、對即有交通設(shè)施的中斷等?；轮卫淼某蓴∫仓苯雨P(guān)系到工程在運(yùn)營期間的安全和使用性能。所以有條件時滑坡應(yīng)及早發(fā)現(xiàn)、盡量避免，治早治??；對已發(fā)生的滑坡的治理措施應(yīng)及時、合理、安全可靠。

2 路塹滑坡分類和形成原因

路塹工程滑坡按時間上可將其分為勘察設(shè)計階段和施工階段。

勘察設(shè)計階段滑坡是指由于勘察設(shè)計時采取的措施不足在施工時所引起的滑坡，有時雖然地質(zhì)勘察滿足規(guī)范要求，但由于地質(zhì)的復(fù)雜性、有限的地質(zhì)鉆孔等不足以揭示地質(zhì)情況，或者鉆孔位置末揭示邊坡的不利地質(zhì)情況，進(jìn)而根據(jù)地質(zhì)資料設(shè)計采取的工程措施也就不能完全避免滑坡的發(fā)生，該類滑坡發(fā)生較少。對該類滑坡的預(yù)防和勘察經(jīng)驗有著直接關(guān)系，根據(jù)地形和初判地質(zhì)合理布設(shè)地質(zhì)鉆孔位置、對產(chǎn)生滑坡影響較大的邊坡適當(dāng)加強(qiáng)防護(hù)可減少該類滑坡發(fā)生；施工期間如發(fā)生地質(zhì)情況與設(shè)計不符應(yīng)及時溝通、跟蹤和調(diào)整設(shè)計方案進(jìn)行動態(tài)設(shè)計。

施工階段發(fā)生的滑坡一方面是由于施工工序產(chǎn)生的，如末逐級開挖逐級防護(hù)、在施工過程中為先形成便道而開挖坡腳、坡頂截排水設(shè)施不完善、邊坡爆破振動等。對該類滑坡的預(yù)防和減少措施即規(guī)范施工、加強(qiáng)施工期間的監(jiān)管，可有效避免該類滑坡發(fā)生。另一方面是由于施工期間的自然原因造成的，如施工期間的連續(xù)強(qiáng)降雨、地震等，該類滑坡發(fā)展發(fā)生一般較快，而水與邊坡巖土體的關(guān)系是影響滑坡的一個十分重要原因，對該類滑坡的減少主要方面是在施工期間應(yīng)做好坡體的截排水措施，受雨水影響較大的邊坡對已施工的坡面及時綠化或進(jìn)行遮蓋減少雨水的影響。

3 路塹滑坡處治方案

一般路塹邊坡開挖后均有邊坡釋放過程，開挖過程中和工程措施實施后均應(yīng)對邊坡進(jìn)行監(jiān)控和量測，密切關(guān)注邊坡的變形過程，在滑坡發(fā)展的初期進(jìn)行加固可減少已施工設(shè)施的浪費(fèi)，所以做到及早發(fā)現(xiàn)及早治理可起到事半功倍的效果。對已形成的滑坡或坡面破壞的治理措施均為較成熟的措施，如根據(jù)補(bǔ)充地質(zhì)勘察資料采取的削坡減載、錨固、支擋、綜合截排水設(shè)施等。其中削坡減載多適用于土質(zhì)邊坡，由于土質(zhì)邊坡在受水的影響產(chǎn)生滑坡后一般滑動土體較為松散、含水量大、巖土力學(xué)指標(biāo)低，對該滑動土體采取支擋措施工程費(fèi)用較高，且由于土體松散很容易在支擋后產(chǎn)生越頂而重新滑動，所以對滑動土體進(jìn)行清除一般為較直接和有效的措施，當(dāng)然削坡減載還與地形地物有直接關(guān)系，應(yīng)綜合考慮。硬質(zhì)巖石邊坡滑動一般滑面和力學(xué)分析較為準(zhǔn)確，且滑體整體性較好，一般可采用錨固和支擋措施。軟質(zhì)巖石邊坡產(chǎn)狀復(fù)雜、巖性不均一，且有些受水影響較大，較為復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)地勘資料綜合分析、綜合施策。下面以一工程實例舉例說明路塹滑坡治理。

4 路塹處治實例

4.1 工程概況

某工程挖方邊坡坡頂自然地面為傾斜約30°斜坡，坡頂民房，地表覆蓋約5m厚粘土層，下伏強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖夾頁巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約11m，以下中風(fēng)化頁巖夾石英砂巖，巖層產(chǎn)狀319°∠15°。該段挖方路基，中樁最大挖深約8m，為二級邊坡，最大邊坡高度約17m，坡腳設(shè)置重力式擋土墻，墻頂邊坡坡率1∶1、1∶1.25，防護(hù)型式均為拱形骨架植草護(hù)坡，橫斷面如圖1所示。

圖1 路基典型橫斷面圖

邊坡實施后發(fā)生變形，第二級邊坡拱形骨架發(fā)生開裂，且坡面局部出現(xiàn)裂縫，最大縫寬約15cm，邊坡小樁號側(cè)發(fā)生錯臺，臺高約1m，遠(yuǎn)裂縫線距離房屋腳約13～17m。

4.2 地質(zhì)情況

滑坡發(fā)生后進(jìn)行補(bǔ)勘工作，根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪和鉆探資料，邊坡區(qū)覆蓋層由第四系殘坡積成(Q4el+dl)的粘土、角礫土組成；下伏基巖為二疊系下統(tǒng)梁山組(P1l)頁巖、石英砂巖。地層巖性特征如下：

①-1角礫土(Q4el+dl)：鉆孔揭露層厚1.2～2.80m，主要分布于邊坡表層。棕黃色夾灰褐色，主要由粘粒、角礫組成，角礫含量約占60%，棱角狀，粒徑為4～10mm，土質(zhì)不均勻，松散，稍濕。承載力基本容許值[fa0]=150kPa，摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值[qik]=0kPa。其土、石等級為Ⅲ級。

②-1粘土(Q4el+dl)：鉆孔揭露層厚0～4.0m，分布不連續(xù)，范圍有限。棕黃色，主要由粘粒和粉粒組成，土質(zhì)均勻，粘性一般，稍濕，可塑。承載力基本容許值[fa0]=150kPa，摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值[qik]=60kPa。其土、石等級為Ⅲ級。

③-1強(qiáng)風(fēng)化頁巖(P1l)：鉆孔揭露層厚5.1～13.2m，全場均有分布，局部與石英砂巖互層?；液谏?，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層構(gòu)造，巖質(zhì)軟，裂隙發(fā)育，巖石破碎。承載力基本容許值[fa0]=300kPa，摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值[qik]=80kPa。其土、石等級為Ⅳ級。

③-2中風(fēng)化頁巖夾石英砂巖(P1l)：鉆孔揭露層厚8.1～9.5m，全場均有分布，灰色，泥質(zhì)夾砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層夾中厚層構(gòu)造，巖質(zhì)軟夾硬，裂隙發(fā)育，巖石破碎。承載力基本容許值[fa0]=600kPa。其土、石等級為Ⅴ級。

4.3 滑坡原因分析

根據(jù)以補(bǔ)勘資料及現(xiàn)場垮塌情況分析，本次邊坡垮塌屬于淺層垮塌，表層覆蓋層粘土及角礫土厚約4m，根據(jù)地勘揭露的地質(zhì)剖面，除表層覆蓋層外，強(qiáng)風(fēng)化層厚度10～15m。受施工期間強(qiáng)暴雨襲擊，雨水浸泡，軟化表層土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，且坡口以上地形較緩，降雨期間雨水未及時沿坡面下排，雨水下滲嚴(yán)重，從而造成邊坡淺層垮塌。

4.4 治理方案

邊坡雖然為淺層土體開裂，但因其上部有房屋，故為確保上部房屋安全，按滑坡進(jìn)行不利情況分析計算和加固方案設(shè)計，潛在滑面條分圖如圖2所示。

圖2 潛在滑面條分圖

滑坡穩(wěn)定性分析根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTG D30-2015)中傳遞系數(shù)法公式分條塊計算滑坡各段剩于推力：

Ti=FsWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ciLi

ψi=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi) tanφi

當(dāng)Ti<0時，應(yīng)取Ti=0

式中：Ti、Ti-1—第i 和i-1 滑塊剩余下滑力(kN/m)；

Fs—安全系數(shù)；

Wi—第i滑塊的自重力(kN/m)；

αi、αi-1—第i和i-1滑塊對應(yīng)滑面傾角(°)；

φi—第i滑塊滑面內(nèi)摩擦角(°)；

ci—第i滑塊滑面巖土粘聚力(kN/m)；

Li—第i滑塊滑面長度(m)；

ψi—傳遞系數(shù)。

計算結(jié)果不利工況下下滑力如圖3：

圖3 不利工況剩余下滑力曲線圖

根據(jù)下滑力計算結(jié)果，提出了三個加固方案。如圖4所示方案一采用抗滑樁支擋，對抗滑樁下部土體進(jìn)行清方處理，于原有路塹墻頂1∶2放坡清方，由于坡體地面線較緩，為防止雨水下滲軟化強(qiáng)風(fēng)化層，坡面采用40cm 漿砌片石滿鋪封閉。

圖4 方案一治理剖面圖

方案二如圖5所示，采用錨索加固處理，由于場區(qū)覆蓋層較厚，且裂縫線位置距離房屋較近，為防止坡面清方牽引上緣土體下滑，造成房屋安全隱患，于裂縫位置設(shè)置3排鋼管樁臨時加固支擋處理，鋼管采用直徑108mm，注漿材料采用M30水泥砂漿。待鋼管樁施工完畢后，于原路塹墻頂按1∶2坡率放坡，錨索框架植草防護(hù)。

圖5 方案二治理剖面圖

方案三如圖6所示，采用抗滑樁并結(jié)合反壓處理，于距離原路塹墻墻背約6m位置設(shè)置樁板墻支擋處理，抗滑樁設(shè)置樁頂高于原地約3m高度，并設(shè)置樁板，樁后填土對坡體進(jìn)行反壓。

圖6 方案三治理剖面圖

三方案比較分析，方案一設(shè)置抗滑樁可抵抗滑坡的進(jìn)一步發(fā)展，且坡面封閉可防止雨水下滲進(jìn)一步軟化坡體。方案二錨索錨固雖可起到治理的目的，但由于錨索預(yù)應(yīng)力松弛以及鋼絞線防腐等問題其治理后仍會存在一定變形。方案三設(shè)置抗滑樁支擋后坡體反壓，反壓體位于斜坡上，其壓實效果及后期防水存在一定不確定性。且三方案相比方案一造價最低。通過對三個方案的安全、造價、加固效果綜合分析，最終選用方案一為本邊坡的治理方案。

5 結(jié)束語

該邊坡僅為路塹滑坡的一個特例，實際工程中的路塹滑坡差別很大，治理措施也不盡相同，應(yīng)根據(jù)各滑坡的實際狀況及其危害程度采取不同的措施，總體原則一定確保安全，在安全的基礎(chǔ)上綜合考慮造價、工期等因素綜合確定治理措施。