文∕鄭繼祖、朱中華

1 工程概況

1.1 路基滑坡概況

某雙向四車道已通車高速公路，設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬度24.5m。路基滑移段屬于低山丘陵地貌，斜坡平均坡度9°～12°。滑移段路基以半填半挖形式通過斜坡前緣，且右側(cè)邊坡開挖最大高度3.5m，坡率1∶1，采用孔窗式護(hù)面墻進(jìn)行防護(hù)；左側(cè)邊坡最大填高6.23m，坡率1∶1.5，采用拱形骨架植草防護(hù)。

該邊坡在連續(xù)降雨情況下，左側(cè)坡體出現(xiàn)較為明顯的變形?；w后緣位于路肩護(hù)欄立柱，護(hù)欄立柱下方路基脫空，塌腔深20～60cm，高0.7～2.1m，左側(cè)急流槽錯(cuò)斷，底部脫空。左側(cè)斜坡耕地發(fā)生拉裂、錯(cuò)臺(tái)和下陷，且斜坡后緣及中部發(fā)育3 條裂縫，大致呈弧形，均屬于拉張裂縫；裂縫寬約10～75cm，可見深度65～150cm，斜坡下部未見明顯鼓脹?；麦w下部坡面流泥、滲水嚴(yán)重。該段路面未見明顯坑槽，中央分隔帶邊緣有縱向裂縫，寬度2～4cm，左側(cè)坡腳護(hù)面墻未見錯(cuò)位、裂縫，路基右側(cè)平地未見裂縫，截排水設(shè)施良好。

根據(jù)測量，該滑坡平面形態(tài)總體上呈不規(guī)則“舌”型。軸長約33m，中部寬約110m，推測變形范圍平面面積約0.28×104m2，滑動(dòng)方向?yàn)?92°，與路線基本垂直相交，滑坡后壁與推測剪出口高差約10m；鉆孔揭露滑體平均厚度約5m，總體積1.4×104m3，且該處滑坡屬于粘土淺層小型滑坡[1]?；驴傮w圖如圖1所示。

圖1

1.2 抗震及水文地質(zhì)情況

根據(jù)GB 18306-2015《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，該處地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.4s，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅷ度?；绿幍叵滤愋蜑榈? 系孔隙水，孔隙水主要賦存于上部沖洪積晚更新統(tǒng)黃土狀粉質(zhì)粘土中，主要接受大氣降水的補(bǔ)給。本次勘察坡體上部2 個(gè)鉆孔揭露穩(wěn)定地下水位為3.1～15.3m，根據(jù)鉆孔揭露情況，中更新統(tǒng)以上土層含水率明顯較大，特別是淤泥質(zhì)夾層土質(zhì)濕軟；9月中旬踏勘期間下部坡面流泥滲水嚴(yán)重，地下水多在上部土層中富集運(yùn)移。根據(jù)附近工點(diǎn)水質(zhì)分析資料，地下水對(duì)混凝土和混凝土中的鋼筋有微腐蝕性，因此可采取常規(guī)防護(hù)措施。

2 路基穩(wěn)定性分析驗(yàn)算

2.1 滑坡機(jī)理分析

滑坡自然坡度較緩，地層結(jié)構(gòu)較為特殊。上覆為晚更新世沖洪積黃土狀粉質(zhì)粘土，下伏中更新統(tǒng)沖洪積粉質(zhì)粘土，中部夾有厚度3.3～5.1m 的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。由于上覆黃土狀土土體土質(zhì)較為疏松，表層垂直節(jié)理發(fā)育，降雨易于入滲；同時(shí)下伏中更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水層，地下水主要富集在其上部土層，致使上部土層含水量大；中部淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土長期處于過濕狀態(tài)，抗剪強(qiáng)度低，且為坡體軟弱帶，又由于坡體中下部當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶宅基地整修，因此邊坡開挖使其具有良好臨空面。以上地形及特有的巖土結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)條件是產(chǎn)生此次滑坡的內(nèi)在原因。另一方面，進(jìn)入雨季后當(dāng)?shù)爻掷m(xù)的強(qiáng)降雨長期作用，使土體重度增大，上部土層強(qiáng)度進(jìn)一步降低，斜坡土體抗滑力不足，從而導(dǎo)致上覆濕軟土體沿淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層蠕動(dòng)變形，這也是誘發(fā)本次滑坡的直接原因[2]。

2.2 滑坡計(jì)算模型的建立

為分析滑坡的滑移特性，探究合理的處治方案，我們采用理正軟件，并根據(jù)地質(zhì)勘察資料和現(xiàn)場實(shí)測斷面尺寸，推斷滑動(dòng)面位置，建立數(shù)值計(jì)算模型。計(jì)算模型尺寸如圖2 所示。地基土層自上而下依次為填土、可塑—硬塑粉質(zhì)粘土、軟塑—可塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、硬塑—堅(jiān)硬含礫粉質(zhì)粘土。

圖2

2.3 計(jì)算參數(shù)的確定

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)補(bǔ)勘，確定滑動(dòng)后現(xiàn)狀土層參數(shù)，各土層參數(shù)見表1。

2.4 滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算

根據(jù)JGT D30-2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》和JGT B02-2013《公路工程抗震規(guī)范》，滑坡推力安全系數(shù)天然工況下取1.25，非正常工況Ⅰ下取1.2，非正常工況Ⅱ下取1.15?，F(xiàn)階段左側(cè)路基邊坡已經(jīng)滑移破壞，根據(jù)滑坡區(qū)破壞邊界條件和可能失穩(wěn)方式，并結(jié)合地層結(jié)構(gòu)推測滑動(dòng)面和潛在滑動(dòng)面位置及深度，采用塊體極限平衡法分別計(jì)算各種工況下的穩(wěn)定性系數(shù)。

根據(jù)計(jì)算可知，滑面1 在正常工況（天然工況）下穩(wěn)定系數(shù)為1.01，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，非正常工況Ⅰ（暴雨及連續(xù)降雨）和非正常工況Ⅱ（地震）下，穩(wěn)定系數(shù)為0.90～0.99，處于不穩(wěn)定狀態(tài)；滑面2 在正常工況（天然工況）下穩(wěn)定系數(shù)為0.99，非正常工況Ⅰ（暴雨及連續(xù)降雨）和非正常工況Ⅱ（地震）下，穩(wěn)定系數(shù)為0.92～0.97，均處于不穩(wěn)定狀態(tài)；滑面3 在正常工況（天然工況）下穩(wěn)定系數(shù)為1.26，處于穩(wěn)定狀態(tài)，非正常工況Ⅰ（暴雨及連續(xù)降雨）下穩(wěn)定系數(shù)為1.14，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，安全度不夠，在非正常工況Ⅱ（地震）下，穩(wěn)定系數(shù)為0.94，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，各滑面計(jì)算結(jié)果與滑坡目前狀態(tài)基本相符[3]。

2.5 滑坡綜合處治措施

對(duì)于已通車項(xiàng)目的滑坡處治方面，在確保處治措施經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，首先應(yīng)考慮行車安全，其次應(yīng)盡可能降低滑坡處治對(duì)交通通行狀況的影響，并在綜合各種因素的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減小滑坡處治工程規(guī)模，將影響降至最低。

通過分析計(jì)算，滑坡主要發(fā)生在軟塑～可塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層。由于路基底部地下水豐富，左側(cè)坡腳有民房，且滑動(dòng)面深度較大，經(jīng)分析，水是造成該處滑坡的主要原因。因此，在滑坡處治中應(yīng)當(dāng)首先考慮排水設(shè)計(jì)，且處治方案主要采用排水與支擋防護(hù)相結(jié)合的方法。如圖3 所示。

圖3

表1 巖土體物理力學(xué)參數(shù)

首先，在左側(cè)路基坡腳坎邊沿縱向每5m 設(shè)置1 處仰斜排水孔，在降低路基底部土層的含水率的同時(shí)，完善滑坡范圍內(nèi)的排水系統(tǒng)；并將水引入附近天然溝道；另外，路基底部已掏空部分采用混凝土回填。為方便施工且確保質(zhì)量，將路面基層底基層填筑材料均調(diào)整為C15 混凝土，路面面層厚度及材料同原設(shè)計(jì)。

其次，在路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高以下1m 處設(shè)置1.5m 寬反壓平臺(tái)，填土反壓坡率采用1∶2，反壓平臺(tái)處設(shè)置抗滑樁?；碌叵滤S富，抗滑樁位置緊鄰路基，受行車擾動(dòng)影響，基坑人工作業(yè)難度大，因此為了確保施工安全、減小施工對(duì)行車的干擾、縮短施工周期，抗滑樁采用直徑為2m 的圓樁，樁間距5m，共布設(shè)27 根，抗滑樁單樁長度為22m，其中深入滑動(dòng)面以下12m。為避免抗滑樁前緣滑動(dòng)面以上土體失穩(wěn)，威脅坡腳居民的安全，在坡腳已在護(hù)面墻外側(cè)設(shè)置抗滑擋土墻，以此進(jìn)一步增加抗滑力。

3 結(jié)語

水是造成公路工程中土體失穩(wěn)的主要原因之一。在對(duì)邊坡進(jìn)行勘察、治理過程中必須對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)研究，并在注重地表排水系統(tǒng)的同時(shí)，更要加強(qiáng)地下水的研究工作，明確水的來源，探明地下水的補(bǔ)給方式，分析地表水與地下水的聯(lián)通渠道，為滑坡處治和邊坡設(shè)計(jì)提供針對(duì)性的處治方案。本文將一個(gè)已通車項(xiàng)目的復(fù)雜滑坡，通過推測和分析驗(yàn)算，并做出了有針對(duì)性的分項(xiàng)分段處治措施，在滿足工程安全的條件下細(xì)化了設(shè)計(jì)方案，降低了施工難度，減小了滑坡施工對(duì)行車的干擾，為以后類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)思路。