宋 威

（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢 430000）

同尺寸矩形抗滑樁抗滑性能優(yōu)于圓樁，一般建議采用矩形抗滑樁加固邊坡。矩形抗滑樁大多采用人工分節(jié)開挖方，在不良地層中存在施工安全性差、工期長等缺點(diǎn)，因此旋挖圓形抗滑樁在滑坡治理中也較為常用。

1 工程概況

水官高速為龍崗區(qū)連接深圳市區(qū)的主要交通快速干道，于2001年12月30日建成通車，2011年7月拓寬至10車道。

運(yùn)營至2018年9月5日，在持續(xù)近90 d的降雨條件下，K13+320～K13+480左側(cè)邊坡出現(xiàn)險(xiǎn)情，表現(xiàn)為滑坡后緣下錯(cuò)1 m以上，各級(jí)邊坡出現(xiàn)大變形，坡面隆起，平臺(tái)排水溝開裂，格構(gòu)梁變形嚴(yán)重、斷裂、翹起，嚴(yán)重威脅水官高速及廈深高鐵的安全?，F(xiàn)場勘察，滑坡段沿線長約140 m，坡向縱深長約115 m，坡高約50 m，滑坡體厚6～15 m，滑動(dòng)面積約12 000 m2。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

2.1 工程地質(zhì)

滑坡勘察場地位于NE向構(gòu)造F1321南東翼以及草塘背斜南東翼。

草塘背斜兩翼對(duì)稱，軸面直立，南東翼巖層傾向?yàn)槟蠔|120°，傾角25～30°。發(fā)育次級(jí)褶皺，形態(tài)各異，常見倒轉(zhuǎn)、平臥褶曲，單個(gè)寬度約5～10 m。受F1321影響，場區(qū)發(fā)育兩個(gè)次生斷層，分別為F1、F2，F(xiàn)1張性斷層，表現(xiàn)為張性角礫巖、地下水活動(dòng)形成的黃色疏松充填性黏土。

地層主要為人工填土層、第四系坡殘積土、石炭系砂巖、石炭系炭質(zhì)泥頁巖以及滑帶土。滑帶土淺部主要表現(xiàn)為褐黃色疏松粉質(zhì)黏土，深部主要為含炭、炭質(zhì)泥頁巖，泥質(zhì)粉砂巖及煤線，土質(zhì)疏松，遇水濕滑、軟化，摩擦力迅速降低。

2.2 水文地質(zhì)

本場地地下水主要為賦存于第四系覆蓋層中的孔隙水及下伏基巖的裂隙水，其透水性弱，屬弱透水層?？碧狡陂g，未測得鉆孔地下水水位，地下水埋藏較深，地下水接受大氣降水和周邊地下水的補(bǔ)給，地下水位年變化幅度約1～3 m，水位及水量隨季節(jié)變化，地下水水量總體較貧乏。

3 滑坡原因分析

邊坡區(qū)構(gòu)造十分發(fā)育，地層破碎，在持續(xù)強(qiáng)降雨的條件下，地表水入滲加載和軟化的雙重作用下，導(dǎo)致邊坡沿滑床發(fā)生自上而下的推擠，并將推力自頂級(jí)而下分別傳遞至各級(jí)錨索，由于坡面風(fēng)化成土，在錨索受力壓載作用下坡表承載力不足，出現(xiàn)塑性變形破壞，導(dǎo)致各級(jí)錨索由上而下出現(xiàn)脫空、失效。后緣出現(xiàn)大幅度變形，前緣不同程度出現(xiàn)隆起，此時(shí)，除第一級(jí)邊坡錨索（1、2排）尚發(fā)揮部分抗滑力作用外，其他錨索近乎失效（僅可視為土體加筋作用），達(dá)到極限平衡狀態(tài)。

4 滑坡治理方案

4.1 應(yīng)急搶險(xiǎn)方案

滑坡出現(xiàn)后立即展開了頂部卸載和坡腳反壓施工，在增加坡腳抗滑作用的同時(shí)，大幅削減了邊坡頂部形成主要破壞力的物質(zhì)來源，并對(duì)頂部邊坡進(jìn)行了加固處理，未受到臺(tái)風(fēng)破壞，有效保證了邊坡未出現(xiàn)進(jìn)一步破壞，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2 參數(shù)反演

以該項(xiàng)目中3-3′斷面作為典型斷面對(duì)主滑區(qū)進(jìn)行分析，并對(duì)2-2′、4-4′斷面進(jìn)行驗(yàn)算。令邊坡飽水推移，由上而下導(dǎo)致坡面錨索失效，直至第一級(jí)邊坡時(shí)變形停止為極限平衡狀態(tài)，即為狀態(tài)1。令應(yīng)急搶險(xiǎn)第一階段的削頂反壓為狀態(tài)2，未受到臺(tái)風(fēng)破壞，判斷其為穩(wěn)定狀態(tài)。

為保守起見，令狀態(tài)1下坡體坡全安全系數(shù)為0.95，建模反算滑帶土殘余強(qiáng)度c=12 kPa，Φ=12°。采用反算指標(biāo)計(jì)算狀態(tài)2下安全系數(shù)為1.292>1.1，與實(shí)際情況相吻合。

分別采用反算指標(biāo)驗(yàn)算1-1′、2-2′、3-3′、4-4′斷面在狀態(tài)1、狀態(tài)2下的安全系數(shù)，如表1所示。

表1 斷面在狀態(tài)1、狀態(tài)2下的安全系數(shù)

4.3 設(shè)計(jì)方案

原邊坡滑動(dòng)后，坡體內(nèi)沿滑帶土形成滑動(dòng)面，計(jì)算剩余下滑力1 287 kN，建議采用抗滑樁+錨索格梁+注漿鋼錨管格梁支護(hù)。

由于旋挖樁具有施工安全、成孔快等特點(diǎn)，適用于營運(yùn)高速公路搶險(xiǎn)工程，因此本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用旋挖抗滑樁支護(hù)，主要采用放緩坡率、增加寬平臺(tái)和適當(dāng)加固措施方案。

（1）加寬1、3、5、6級(jí)平臺(tái)寬度；

（2）1、4、6級(jí)邊坡采用錨桿框架防護(hù)；

（3）2、5級(jí)邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索框架防護(hù)；

（4）3級(jí)邊坡采用注漿鋼錨管框架防護(hù)；

（5）2級(jí)平臺(tái)和3級(jí)部分段落采用Φ2 m圓形抗滑樁支護(hù)。

抗滑樁頂部采用冠梁連接成整體，共同發(fā)揮抗滑作用，圓形抗滑樁典型斷面如圖1所示。

圖1 圓形抗滑樁典型斷面（單位：cm）

4.4 圓形抗滑樁設(shè)計(jì)

作用于抗滑樁的外力，應(yīng)計(jì)算滑坡推力（傳遞系數(shù)法計(jì)算）、樁前滑體抗力（滑動(dòng)面以上樁前滑體對(duì)樁的反力）和錨固段地層的抗力。

滑動(dòng)面以上樁前的滑體抗力，可通過極限平衡時(shí)滑坡推力曲線或樁前被動(dòng)土壓力確定，選用其中小值。經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目3-3′截面滑動(dòng)面以上樁前的滑體抗力861 kN。

滑動(dòng)面以下的地基系數(shù)呈梯形分布，將樁分成若干小段，每小段內(nèi)采用常數(shù)分布近似計(jì)算。

樁的變形系數(shù)計(jì)算：

式中：d——圓樁直徑，本項(xiàng)目取2 m；K——錨固段地基系數(shù)，取0.1×106kPa/m；E——樁的鋼筋混凝土彈性模量（kPa），且E=0.8Ec；B——樁的計(jì)算寬度（m）；Ec——混凝土彈性模量（kPa）；I——樁的截面慣性矩（m4）。

滑動(dòng)面以下橫向壓應(yīng)力應(yīng)小于或等于地基的橫向容許承載力：

式中：i——地面橫坡（°）；σH——地基橫向容許承載（kPa）；γ1——滑動(dòng)面以上土體重度（kN/m3）；γ2——滑動(dòng)面以下土體重度（kN/m3）；φ——滑動(dòng)面以下土體內(nèi)摩擦角（°）；k1——滑動(dòng)面至地面距離（m）；y——滑動(dòng)面至錨固段上計(jì)算點(diǎn)的距離（m）。

結(jié)合《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10025—2001）與《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D30—2015），驗(yàn)算抗滑樁位移量，并完善圓形抗滑樁配筋設(shè)計(jì)。

5 監(jiān)測方案及結(jié)果

本邊坡為一級(jí)工程，施工期間及施工后應(yīng)對(duì)邊坡不同部位的變形情況進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測工作，邊坡監(jiān)測項(xiàng)目主要有坡體水平位移監(jiān)測、沉降位移監(jiān)測、深層水平位移監(jiān)測（側(cè)斜監(jiān)測）、地下水位監(jiān)測和人工巡視監(jiān)測。

經(jīng)過監(jiān)測，邊坡監(jiān)測點(diǎn)最大累計(jì)沉降量-15 mm，最大累計(jì)位移量+13 mm，深層水平位移最小位移量為+0.95 mm，均未達(dá)到預(yù)警值，監(jiān)測點(diǎn)沉降量、位移量、深層水平位移量變化平緩，監(jiān)測期間邊坡未發(fā)生較大變形。

6 結(jié)語

綜上所述，水官高速橫坪段滑坡臨近廈深高鐵，坡頂為高爾夫球場，公路交通量大，滑坡造成的危害性大、社會(huì)影響強(qiáng)烈。其滑坡帶主要為炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁巖等煤系地層，巖質(zhì)較差、埋藏深、加固難度高。結(jié)合地勘資料，通過滑坡特征及滑坡機(jī)制分析，提出了便于施工的旋挖抗滑樁支護(hù)方案，并輔以錨索及鋼錨管格梁支護(hù)。經(jīng)過持續(xù)的沉降位移監(jiān)測，確定治理后的邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。旋挖圓形抗滑樁抗滑性能低于同尺寸矩形抗滑樁，但其具有開挖安全、擾動(dòng)小、施工工期短等特點(diǎn)，在特殊情況下具有更好的適用性。