文 / 云南省建設(shè)投資控股集團(tuán)有限公司 查俊波
滑坡作為山區(qū)公路項(xiàng)目中主要病害形式之一,不僅會(huì)對(duì)正常行車安全造成威脅,同時(shí)還會(huì)損害工程耐久性,使其使用壽命折損,因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能采取繞避的方式來規(guī)避可能出現(xiàn)的不利影響。對(duì)于難以通過繞避處理的地形,首先應(yīng)當(dāng)勘察其地質(zhì)條件,確定滑動(dòng)體的大小、運(yùn)動(dòng)形式以及基本性質(zhì),并以此為基礎(chǔ)采取相應(yīng)的防治措施,在最大程度上控制可能出現(xiàn)的滑坡病害[1]。在西南地區(qū)某國道高速公路K20+640~K20+800段出現(xiàn)了山體滑坡現(xiàn)象,但通過細(xì)致的地質(zhì)調(diào)查、鉆探,找出了山體滑坡的原因,采取了相應(yīng)的綜合動(dòng)態(tài)治理方案,取得了良好的效果。
西南地區(qū)某國道高速公路K20+640~K20+800段右側(cè)滑坡:該段路基為挖方,為二級(jí)坡,坡高10m,坡比1:1。后期坡頂出現(xiàn)裂縫,裂縫可見深達(dá)2.0m以上。遂作放坡減載處理,變更為三級(jí)坡,第一級(jí)坡坡高8m,坡比1:1.25,碎落臺(tái)4.5m;第二級(jí)坡坡高8m,坡比1:1.25,碎落臺(tái)2.0m;第三級(jí)坡坡比1:1.25,進(jìn)行刷坡處理、并于坡腳增設(shè)I型抗滑擋墻(H=4m)。完成刷坡后,繼而又發(fā)現(xiàn)裂縫??够瑩鯄ν瓿珊笪磶?,發(fā)現(xiàn)K20+650~K20+700段墻頂向路基軸線推移超30cm,墻腳經(jīng)測(cè)量,向路基中心被推移約10cm,墻腳位置已經(jīng)填筑的路床加強(qiáng)層碎石土被擠壓隆起超60cm。出露巖土為紅黏土、黃黏土、強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、強(qiáng)風(fēng)化頁巖,遇水極易軟化。
該滑坡體位于山體斜坡前緣,前緣為分臺(tái)開挖人工邊坡,滑動(dòng)后坡面高約15~24m,坡度約44°,坡腳高程約1293m,后緣最高點(diǎn)高程約1330m,滑坡后緣與邊坡坡腳相對(duì)高差約37m,最大水平距離約63m。開挖邊坡后緣為山體自然斜坡,植被覆蓋較好,以灌木、雜草為主,原始坡度13~27°。
滑坡體主滑方向150°,寬約140m、長約50~70m,滑坡體厚度4~9m(計(jì)算時(shí)按9m計(jì)),滑坡體積約6.3×104~8.8×104m3。按滑坡主要物質(zhì)組成分類,該滑坡屬類土質(zhì)滑坡;按滑坡體積、滑動(dòng)面埋深分類,該滑坡屬于中型中層滑坡;按滑坡的動(dòng)力學(xué)特征分類,邊坡開挖后,前緣巖土體滑動(dòng)后,使后緣巖土體失去支撐面,該滑坡屬于由工程開挖引起的牽引式滑坡。
滑坡后緣邊界處原為黏性土層,高程約在1330m,變形裂縫總體向45°及82°兩個(gè)方向發(fā)育。該滑坡前緣為人工開挖臺(tái)階,臺(tái)階寬4.5m,設(shè)置有抗滑擋墻,已發(fā)生變形,地層主要為全風(fēng)化碎裂狀頁巖。經(jīng)向建設(shè)方及項(xiàng)目相關(guān)方咨詢,該處位置地面發(fā)生過位移,并在坡腳路基見有凸起。
擬建路線以深挖路塹形式從滑坡前緣通過,對(duì)路線影響較大?;挛:Τ潭确旨?jí)為嚴(yán)重,滑坡防治安全等級(jí)為Ⅱ級(jí)。
滑坡區(qū)上覆土層主要為殘坡積可塑狀含礫粉質(zhì)黏土,厚1~4m,下伏頁巖夾灰?guī)r,灰?guī)r以透鏡體形式出露于頁巖間,坡腳處見有頁巖、灰?guī)r出露;頁巖多呈全~強(qiáng)風(fēng)化,巖體極破碎,呈碎裂松散結(jié)構(gòu),多數(shù)已風(fēng)化呈土狀,可按碎石土考慮。
滑坡區(qū)上覆第四系(Q4el+dl)殘坡積層含礫粉質(zhì)黏土,厚度約4m;下伏基巖以寒武系上統(tǒng)歇場(chǎng)組頁巖為主,巖質(zhì)極軟,巖體極破碎,節(jié)理發(fā)育,巖體呈碎裂松散狀。根據(jù)鉆孔揭露,見有地下水出露,全風(fēng)化層頁巖受地下水浸泡后強(qiáng)度降低,為邊坡失穩(wěn)提供了條件,邊坡沿全風(fēng)化層滑動(dòng)。
自然斜坡原始坡度在13~16°,后線路建設(shè)需要,在坡腳前緣進(jìn)行了開挖,從而形成平均坡度約45°、高約5~24m人工邊坡,因人工切割坡腳破壞了原斜坡體平衡條件,從而引發(fā)失穩(wěn)。
但由于邊坡已演變?yōu)榛?,滑坡面地層已發(fā)生剪切破壞,其抗剪強(qiáng)度與天然狀態(tài)或浸水狀態(tài)下的抗剪強(qiáng)存在一定差異,因此需要根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)采取反演計(jì)算結(jié)合試驗(yàn)成果綜合確定獲取抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
根據(jù)勘察結(jié)果,勘察剖面3-3'滑動(dòng)后緣最遠(yuǎn),高度最高,為主要滑動(dòng)面,計(jì)算模型需要采用本次勘察剖面3-3'按滑動(dòng)前的坡體狀態(tài)進(jìn)行反演計(jì)算后綜合確定?;瑒?dòng)面形態(tài)要以滑坡體后緣地面裂縫及前緣剪出口(地面隆起)的實(shí)際位置結(jié)合巖層產(chǎn)狀及勘察揭露地層確定。
根據(jù)剖面3-3'坡體形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、鉆孔揭露地層特征綜合進(jìn)行分析可知,該滑坡的主要滑動(dòng)面為順?biāo)榱褷钊L(fēng)化層頁巖④層結(jié)構(gòu)面滑動(dòng),滑面呈折線型,前緣坡腳處為剪出口。根據(jù)上述滑動(dòng)面、剪出口的確定情況以及邊坡滑動(dòng)破壞特征相互組合,建立計(jì)算模型。
(3)荷載組成及計(jì)算工況?;w自重:天然狀態(tài)下按天然重度計(jì)算;考慮正常工況和暴雨工況。
(4)確定計(jì)算滑動(dòng)面。根據(jù)邊坡滑動(dòng)后產(chǎn)生的實(shí)際變形位置,在剖面中分析推測(cè)并確定滑動(dòng)面形態(tài)。
(5)反演計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)。邊坡在正常工況下發(fā)生過滑動(dòng)破壞,因此按邊坡處于整體變形-滑動(dòng)狀態(tài)考慮,根據(jù)規(guī)范要求,穩(wěn)定性系數(shù)Fs介于0.95~1.00之間。
根據(jù)巖土層參數(shù),采取折線滑動(dòng)采用傳遞系數(shù)法對(duì)現(xiàn)狀邊(滑)坡進(jìn)行分析。按照穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù),對(duì)其他各剖面現(xiàn)狀邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)。計(jì)算結(jié)果如表1所示。
1.通過驗(yàn)算,滑坡正常工況下已處于不穩(wěn)定狀態(tài),還有剩余下滑力,穩(wěn)定性差,自然條件下可能使得整體失穩(wěn)。
2.根據(jù)鉆探揭示、調(diào)查測(cè)繪及地質(zhì)調(diào)查,邊坡有點(diǎn)滴狀滲水現(xiàn)象,坡體局部物質(zhì)含水量高,且滑坡體以含礫粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化頁巖為主,頁巖已風(fēng)化成土狀,具遇水軟化、崩解特性,穩(wěn)定性差。
3.根據(jù)勘察情況結(jié)合邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析,該邊(滑)坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),該滑坡失穩(wěn)后其坡度仍然較大,而滑動(dòng)面已成貫通狀態(tài),在雨水順滑動(dòng)面入滲或其他誘因作用下、尤其是在開挖坡腳后發(fā)生二次滑坡的可能性極大,發(fā)生滑坡的對(duì)滑坡前緣道路危害性大,必須對(duì)該滑坡進(jìn)行支護(hù)治理。
綜合上述分析,該滑坡為近期形成的工程滑坡,不穩(wěn)定,正常工況下可能再次整體滑動(dòng)。
動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的對(duì)象應(yīng)當(dāng)包括坡頂、坡面,且可綜合使用實(shí)地調(diào)研與觀測(cè)樁測(cè)量來確定滑動(dòng)體狀態(tài)。特別是要對(duì)坡頂附近50m內(nèi)的空間采取定期調(diào)繪的方式來輔助監(jiān)測(cè),并確定土體中裂縫的發(fā)展情況,記錄下裂縫的寬度、位置、發(fā)展程度等基本信息[3]。此外,在開挖的同時(shí)也應(yīng)實(shí)時(shí)記錄斷面地質(zhì)情況,通過觀察斷面產(chǎn)狀、節(jié)理及地下水來判斷邊坡的穩(wěn)定性,若出現(xiàn)不利情況應(yīng)當(dāng)及時(shí)上報(bào)并采取相應(yīng)的措施?;谝延械墓潭c(diǎn)在不同邊坡位置設(shè)置觀測(cè)樁,可以通過水準(zhǔn)儀、全站儀等設(shè)備來提升監(jiān)測(cè)精度。
以邊坡為對(duì)象做削坡處理,使其能夠達(dá)到卸載的效果,以此減弱滑坡力的作用。坡面可以采取框格梁的形式來加強(qiáng)防護(hù)效果,并在后緣位置布置錨索,加強(qiáng)坡頂?shù)呐潘O(shè)備;此外,對(duì)于存在裂縫的區(qū)域,可以考慮進(jìn)行開挖回填或碾壓夯實(shí),以此限制裂縫的進(jìn)一步發(fā)展;考慮到季節(jié)性降雨對(duì)于滑坡病害的促進(jìn)作用,可在滑坡位置附加排水、截水設(shè)施,來抵抗外部降水的不利影響。
除了對(duì)邊坡做削坡處理并借助框格梁附加防護(hù)外,同時(shí)還應(yīng)在坡腳位置布置抗滑樁以增強(qiáng)防治效果,并且確保樁端能夠伸入到基巖中。
為了保證施工方案的科學(xué)可靠,同時(shí)提升邊坡防治質(zhì)量,可以基于滑坡風(fēng)險(xiǎn)因素有針對(duì)性地確定相應(yīng)的加固措施,綜合利用錨索、抗滑樁等來達(dá)到預(yù)期效果,其中若需要放坡處理則一般可以1:1.75—1:2.0為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),以此來避免坡面出現(xiàn)更為嚴(yán)重的風(fēng)化現(xiàn)象,也可采取防護(hù)措施進(jìn)行加強(qiáng)。
總體來看,在實(shí)際工程建設(shè)中,應(yīng)當(dāng)對(duì)地質(zhì)條件予以足夠重視,尤其是滑坡等潛在病害風(fēng)險(xiǎn)需要結(jié)合地勘報(bào)告進(jìn)行防治。一般可借助繞避來規(guī)避潛在的滑坡災(zāi)害,如必須要穿過也應(yīng)研判其穩(wěn)定性,并采取相應(yīng)的防護(hù)措施告等?;谶吰卢F(xiàn)有狀態(tài),可綜合采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、削坡減載、工程排水等方式來完成綜合治理,將地質(zhì)環(huán)境控制在合理的范圍內(nèi)。