李元明 蔡華卿 胡兵華 呂 光

(中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，各地城市區(qū)域不斷向郊區(qū)擴展，市政道路建設(shè)蒸蒸日上，伴隨而來的是越來越多的地質(zhì)災(zāi)害，而滑坡是其中比較常見的一種。市政道路附近往往居民及建筑較多，滑坡發(fā)生后，附近居民的人身安全危險性較大，一旦發(fā)生安全事故往往會導(dǎo)致巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，本文結(jié)合近期實踐的某市政道路滑坡處治設(shè)計，介紹應(yīng)急搶險方案及永久處治措施，對于提高市政道路建設(shè)及運行安全性有著積極意義。

1 工程概況及滑坡特征

該市政道路近似呈南—北走向，設(shè)計速度60 km/h，半幅路基設(shè)計寬度為15 m，總寬30 m?；露纹瘘c樁號為K4+385～K4+585，滑坡縱長34 m～81 m、橫寬200 m，主滑方向為西微南、滑向262°，滑體厚8 m～13 m，滑坡總面積40 500 m2，滑體體積39.6×104m3，滑坡主要為碎石土的土質(zhì)滑坡，滑坡平面形態(tài)呈舌狀，為牽引式大型土質(zhì)滑坡。該滑坡滑體厚8 m～13 m，從滑坡形態(tài)可看出，滑體在前緣、中部較厚、后緣較薄。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

滑坡區(qū)域地勢總體北高南低，海拔高差最大60 m?；路秶０胃叱淘? 437 m～1 474 m，海拔高差37 m。其東南北三側(cè)均有基巖出露，呈簸箕形。

滑坡區(qū)域上屬于構(gòu)造、剝蝕作用形成的低中山緩丘地貌類型，滑坡范圍位于緩坡地段。

2.2 工程地質(zhì)特征

工程區(qū)地層從新到老依次為：第四系耕植土(Qpd)、殘坡積碎石土(Qel+dl)、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)泥質(zhì)粉砂巖。

耕植土結(jié)構(gòu)松散，一般厚0.5 m，力學(xué)性質(zhì)差；碎石土一般厚10.1 m；強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層厚1 m～5.7 m，一般厚3 m；中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖本次最大勘探深度37.6 m，該層未揭穿，均有分布；煤層：黑色，玻璃光澤，鉆探巖芯主要呈碎塊狀、砂狀，根據(jù)鉆探結(jié)果，煤層在滑坡區(qū)域內(nèi)分布無明顯規(guī)律。

2.3 水位地質(zhì)條件

滑區(qū)覆蓋層主要為碎石土，屬含水層?；瑓^(qū)基巖為泥質(zhì)粉砂巖，區(qū)域上屬相對隔水層。區(qū)域地下水主要為賦存于碎石土層中的松散孔隙水。場區(qū)地下水含水層主要為碎石土層，含水層頂部無區(qū)域性大范圍隔水巖層，判定場區(qū)地下水總體屬潛水。地下水總體由地勢相對較高的東北側(cè)向地勢較低坡腳徑流，最終排泄坡腳前緣處。

考慮到滑體為碎石土，其透水性弱、含水性強、賦水性好、在滑區(qū)分布較為連續(xù)、屬相對含水層，降雨匯水下滲形成的地下水對滑坡的影響主要表現(xiàn)為：大量雨水下滲后在碎石土向坡腳滲流、運移，滲流過程中碎石土內(nèi)形成軟弱面，當(dāng)雨量過大、地形及碎石土滲流能力有限時，地下水在滲流過程中對碎石土體形成短暫滲透壓力。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造及地震烈度

基巖為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)薄至中厚層泥質(zhì)粉砂巖，節(jié)理發(fā)育，巖層產(chǎn)狀190°∠25°。

根據(jù)GB 18306—2015中國地震參數(shù)區(qū)劃圖，滑區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，地震動峰值加速度為0.10g，地震反應(yīng)譜特征周期為0.40 s。

場地屬對建筑抗震一般地段。場地類別為Ⅱ類。

3 應(yīng)急處置

3.1 坡腳堆載反壓

建議直接威脅區(qū)人員緊急撤離，在該邊坡直接威脅區(qū)范圍以外及間接威脅區(qū)范圍以內(nèi)的住戶存在潛在威脅，現(xiàn)場坡體已經(jīng)大面積開挖，且坡前有剪出口裂縫和坡面隆起裂縫。路基下緣目前未見明顯變形或破壞，在雨季，坡體有繼續(xù)變形及滑動的風(fēng)險，建議對已經(jīng)開挖的邊坡初步采取堆載反壓臨時防治措施，堆載嚴(yán)禁使用煤或煤矸石等易軟化材料，應(yīng)采用透水性較好的硬質(zhì)洞渣或砂礫壓實堆載。

堆載體頂部設(shè)置13 m寬碎落臺，放坡坡比1∶2;堆載坡體內(nèi)部預(yù)埋打孔雙壁波紋管;坡體內(nèi)設(shè)置打孔鋼管進行排水，間距5 m×5 m，呈梅花形布置；全坡面采用彩條布覆蓋，防止雨水沖刷坡面。

3.2 引排水系統(tǒng)

現(xiàn)場查勘后基本明確地表出水有3處，出水處1主要為上方山體表面水流及坡體滲水匯集于此，出水處2主要為坡體表面滲水，出水處3主要為坡體滲水。

根據(jù)調(diào)查情況，將坡面內(nèi)集中出現(xiàn)的水流向邊坡兩側(cè)導(dǎo)流，避免直接沖刷坡面，減少現(xiàn)有水溝中水流下滲，后緣已建截水溝部分開裂，立即進行封閉，現(xiàn)有的集中水流避免流入截水溝，提前從已變形坡體后緣向兩側(cè)導(dǎo)流。

4 滑坡巖土物理力學(xué)參數(shù)確定

4.1 試驗法及剖面驗證

滑坡范圍覆蓋層有耕植土、碎石土，耕植土在滑坡范圍分布不均勻且分布厚度較小，組成土質(zhì)滑坡滑體的主要物質(zhì)為碎石土，故本次勘察主要采集覆蓋層內(nèi)碎石土土樣。本次勘察采取碎石土土樣作室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)試驗，對滑坡選取有明顯變形跡象的剖面對上述碎石土的試驗統(tǒng)計參數(shù)進行驗證， 經(jīng)驗證計算，滑坡有明顯變形跡象的剖面按試驗參數(shù)計算的穩(wěn)定性系數(shù)圓弧滑動為1.13，按試驗參數(shù)計算，滑坡處于基本穩(wěn)定—穩(wěn)定狀態(tài)，與滑坡目前的不穩(wěn)定變形特征不符，試驗參數(shù)較高。

4.2 滑體及滑床

根據(jù)滑坡情況，現(xiàn)場查清滑面后，參照重型動力觸探試驗修正統(tǒng)計后的錘擊數(shù)N63.5=3.50并且結(jié)合區(qū)域經(jīng)驗(其中滑床的粘聚力c取0.9的折減系數(shù))確定滑床、滑體的抗剪強度指標(biāo)，見表1。

表1 碎石土抗剪強度指標(biāo)表

4.3 參數(shù)反演

對滑坡有明顯變形跡象的剖面進行參數(shù)反演，假定圓弧滑動滑坡后緣裂縫位置為圓弧入口，滑坡前緣為圓弧出口。根據(jù)滑坡現(xiàn)狀變形特征進行參數(shù)反演，將剖面滑坡穩(wěn)定性系數(shù)圓弧法和折線法反演計算至穩(wěn)定系數(shù)在1.00～1.05。

按折線型滑動法最不利剖面計算的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.04、按圓弧滑動法最不利剖面計算的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.01，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)場實際情況相符。故滑坡碎石土滑面參數(shù)為c=14 kPa，φ=15°。

5 滑坡治理設(shè)計

5.1 計算分析

本工程為一級邊坡工程，支護結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0=1.1。邊坡與支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算采用荷載效應(yīng)基本組合，其分項系數(shù)為1.0。計算錨索面積，錨索與砂漿的錨固長度，錨索錨固體與巖土層的錨固長度應(yīng)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。確定支護結(jié)構(gòu)截面，確定配筋時采用荷載效應(yīng)的基本組合。計算支護結(jié)構(gòu)變形、錨索變形及地基沉降時，采用荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合,不計入風(fēng)荷載和地震作用。永久荷載效應(yīng)控制的基本組合永久荷載分項系數(shù)取1.35。

5.2 削坡卸載

針對該市政道路滑坡邊坡，首先進行削坡卸載，根據(jù)現(xiàn)場實測地面線，第一級邊坡坡比采用1∶2，坡高 8 m ，坡頂設(shè)置2 m寬平臺,采用錨索框格梁進行坡面防護；第二邊坡坡比采用 1∶2，坡高8 m，坡頂設(shè)置2 m寬平臺,采用錨索框格梁進行坡面防護；第三邊坡坡比采用1∶2，坡高8 m，坡頂設(shè)置2 m寬平臺,采用錨桿掛網(wǎng)噴混進行坡面防護。

5.3 錨索抗滑樁

計算結(jié)果顯示，剩余下滑力最大為960.208 kN，在應(yīng)急處理方案坡腳反壓堆載體處設(shè)置錨索抗滑樁，抗滑樁中心間距為5 m，方形樁，截面2 m×3 m，樁長22 m，漏出地面懸臂長度10 m，樁上設(shè)置5孔預(yù)應(yīng)力錨索(見圖1)，每孔錨索由10根直徑φ15.2 mm、強度1 860 MPa的高強度低松弛無粘結(jié)鋼絞線組成，每孔鎖定張拉力625 kN，抗滑樁之間通過帽梁連接，樁后設(shè)置矩形擋土板，在擋土板底部設(shè)置透水盲溝，有利于地下水排出。

5.4 監(jiān)測

工程滑坡治理應(yīng)采用信息法施工，邊坡塌滑區(qū)有重要建筑物的一級邊坡工程施工時必須對坡頂水平位移、垂直位移、地表裂縫和坡頂建筑物變形進行監(jiān)測，將滑坡現(xiàn)狀的測量數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)，對抗滑樁及邊坡錨索施工過程中的變形數(shù)據(jù)進行測量。坡頂鄰近建筑物出現(xiàn)新裂縫、原有裂縫有新發(fā)展；支護結(jié)構(gòu)中有重要構(gòu)件出現(xiàn)應(yīng)力驟增、壓屈、斷裂、松弛或破壞的跡象；邊坡底部或周圍巖土體已出現(xiàn)可能導(dǎo)致邊坡剪切破壞的跡象或其他可能影響安全的征兆等情況應(yīng)該進行監(jiān)測報警，保證安全。

坡頂位移監(jiān)測，應(yīng)在每一典型邊坡段的支護結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置不少于3個監(jiān)測點的觀測網(wǎng)，觀測位移量、移動速度和移動方向。錨索拉力和預(yù)應(yīng)力損失監(jiān)測，應(yīng)選擇有代表性的錨索，測定錨索應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失。一級永久性邊坡工程竣工后的監(jiān)測時間不宜少于2年。

6 結(jié)語

詳細介紹了市政道路發(fā)生滑坡后，應(yīng)急搶險處理階段和永久處治設(shè)計階段的主要流程、內(nèi)容及一般方法，可供類似工程參考。當(dāng)市政道路滑坡發(fā)生后，周圍一般有大量居民，各方面因素比較敏感，應(yīng)首先進行應(yīng)急處置保證周邊人員安全并為后面永久處治提供時間。根據(jù)現(xiàn)場情況，將坡體分為滑體、滑面、滑床，采用試驗和反演手段，確定各部位土體參數(shù)，根據(jù)確定的參數(shù)進行滑坡永久處治，施工期及運營期應(yīng)加強監(jiān)測，從而提高市政道路的安全性。