郭文禮

（蘭州有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

城市道路工程是我國非常重要的基建工程，在推動(dòng)交通產(chǎn)業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著非常重要的價(jià)值，但在一些城市區(qū)域，由于丘陵、山體較多，地形起伏較大，因此很容易出現(xiàn)道路高邊坡。針對(duì)道路高邊坡，如果不及時(shí)開展有效的防護(hù)與治理措施，很容易引起道路滑坡問題，其所造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響非常嚴(yán)重，且其后期的治理也相當(dāng)棘手。為了解決這一問題，有必要結(jié)合實(shí)際道路滑坡案例，對(duì)道路邊坡工程開展系統(tǒng)深入的研究，加強(qiáng)對(duì)道路滑坡處治設(shè)計(jì)分析，提出切實(shí)可行的解決方法，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和工程理論價(jià)值起到巨大的推動(dòng)作用。

1 道路滑坡案例概況

現(xiàn)有某城市主干道路，設(shè)計(jì)車速為60km/h。整體呈南北走向。該道路的最低標(biāo)高為90m，最高標(biāo)高為180m，該道路經(jīng)過山地丘陵，整體地形起伏相對(duì)較大，其中道路高度最大落差能夠達(dá)到110m 左右。在該項(xiàng)目中，之所以會(huì)出現(xiàn)道路滑坡問題，是因?yàn)殚_挖了擋土墻邊坡底部抗滑樁外部的巖土層，從而導(dǎo)致巖土層開裂變形。從具體滑坡表現(xiàn)來看，滑坡段起始樁號(hào)為K3+090—K3+250，主要為一部分抗滑樁出現(xiàn)了明顯的位移。在半坡位置處，重力擋土墻出現(xiàn)了位移與下沉。在邊坡的分級(jí)平臺(tái)與坡頂?shù)葏^(qū)域，出現(xiàn)了排水溝開裂與錯(cuò)位情況。滑坡整體范圍較大，其中前緣延伸至抗滑樁的邊線位置處，后緣延伸到了邊坡的頂部位置。該滑坡還有著較大寬度，其中在橫向方向的最大寬度達(dá)到了156m。在縱向方向，滑坡最大寬度為45m?；驴偯娣e為48700m2，滑坡總體積為44680m3。在滑坡施工出現(xiàn)后，施工單位第一時(shí)間采用了一系列保護(hù)措施，比如在坡底抗滑樁位置處，采用了填土措施進(jìn)行反壓，從而有效緩解了道路邊坡的變形速度，但道路整體邊坡依然不夠穩(wěn)定。在抗滑樁的外側(cè)為道路路面，在挖除反壓土后，可以重新進(jìn)行路面施工，因此需要加強(qiáng)對(duì)該邊坡的設(shè)計(jì)治理力度，才能徹底解決問題。

2 道路滑坡形態(tài)特征

在案例項(xiàng)目中，根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)果來看，該道路滑坡平面整體呈直線形態(tài)，沿著滑坡軸線的方向，最寬為45m。沿著垂直滑坡軸線的方向，最寬為156m?；禄娴淖钌钐幐哌_(dá)15m。該道路滑坡的整體軸線方向?yàn)槲髂?東北走向。在整個(gè)滑坡體中，可以發(fā)現(xiàn)有多條張拉裂隙。裂隙的寬度范圍為15～55cm。從裂隙的延伸方向來看，與滑坡走線近乎保持平行關(guān)系道路滑坡后壁最大錯(cuò)落高度為1.9m。在后壁滑動(dòng)面之上，可以發(fā)現(xiàn)有沿著滑坡方向的擦痕?；谠摶碌男螒B(tài)與特征，并綜合滑坡具體的數(shù)據(jù)，可以認(rèn)定為該道路滑坡屬于大型道路滑坡。

3 道路滑坡原因分析

首先，從客觀的地形地貌角度來看，該滑坡整體的地形呈南低北高，海拔高差最大值為65m。在滑坡范圍內(nèi)，海拔高程為1589～1675m。在滑坡的東部、北部、南部區(qū)域，均存在基巖出露情況，整體呈簸箕形狀，為滑坡提供了條件[1]。其次，從地質(zhì)條件的角度來看，該滑坡區(qū)域中，主要土質(zhì)結(jié)構(gòu)包括泥質(zhì)粉砂巖（厚度為2～6.5m）、碎石土（厚度為10.2～11.5m）以及耕植土（厚度為0.5～0.8m）。通過實(shí)地勘察以及結(jié)合經(jīng)驗(yàn)取值，再加上參考相鄰場地的資料，道路滑坡巖土層具體的物理以及力學(xué)指標(biāo)建議采用值，如表1 所示。從中可知該滑坡區(qū)域整體的土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，力學(xué)性能較差，很容易導(dǎo)致滑坡問題，再加上重力式擋土墻荷載影響，進(jìn)一步增加了道路滑坡風(fēng)險(xiǎn)。最后，從水文條件來看，在該滑坡覆蓋區(qū)域中，以碎石土為主，本身屬于含水層?；碌幕鶐r為泥質(zhì)粉砂巖，屬于相對(duì)隔水層。在滑坡區(qū)域中，存在地下水分布。地下水多賦存在碎石土層之中，因此碎石巖土層也是滑坡區(qū)域的含水層。在該含水層的頂部，不存在大范圍隔水巖層。地下水流向同滑坡方向一致。因?yàn)榛乱运槭翞橹?，這種土質(zhì)透水性差，但含水性比較強(qiáng)，可以賦存大量地下水。當(dāng)遇到外部降雨時(shí)，將會(huì)進(jìn)一步增加滑坡區(qū)域地層中的含水量。隨著大量雨水下滲，大量碎石土被雨水裹挾流向坡腳，很容易造成滑坡問題。

表1 滑坡巖土層主要物理以及物理力學(xué)指標(biāo)建議采用值

4 道路滑坡物理學(xué)參數(shù)分析

首先，需要做好剖面驗(yàn)證分析。對(duì)案例而言，滑坡覆蓋層內(nèi)主要包括碎石土、耕植土等。其中，耕植土方面，其整體在道路滑坡中分布并不均勻，整體的分布厚度也比較小。因此，在此次進(jìn)行勘察的過程中，需要對(duì)碎石土完成土樣采集工作。在實(shí)際勘察時(shí)，針對(duì)已采集的土樣開展室內(nèi)物理學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)[2]。在道路滑坡中，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇變形比較明顯的剖面去碎石土，完成試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，做好相應(yīng)參數(shù)驗(yàn)證。經(jīng)過最終的試驗(yàn)參數(shù)驗(yàn)證計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，道路滑坡變形剖面穩(wěn)定系數(shù)的圓弧滑動(dòng)為1.14。以該試驗(yàn)參數(shù)為依據(jù)完成計(jì)算，可以判斷滑坡處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)，這與當(dāng)下滑坡不穩(wěn)定變形特點(diǎn)存在很大的差異，說明試驗(yàn)參數(shù)數(shù)值比較高。

其次，還應(yīng)提高對(duì)滑體與滑床的關(guān)注。結(jié)合案例中實(shí)際道路滑坡情況，在現(xiàn)場了解道路滑坡平面狀態(tài)后，結(jié)合重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，完成修正統(tǒng)計(jì)，錘擊數(shù)為3.50。在此基礎(chǔ)上，還可以參考區(qū)域經(jīng)驗(yàn)，滑床的黏聚力為0.9 的折減系數(shù)，最終可以確定滑床與滑體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，具體如表2 所示。

表2 滑床與滑體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

最后，還應(yīng)做好參數(shù)反演工作。在這一過程中，針對(duì)存在明顯變形痕跡的道路滑坡剖面，需要開展參數(shù)反演。在反演時(shí)，可以假設(shè)圓弧滑動(dòng)滑坡的后緣縫隙區(qū)域?yàn)閳A弧的入口，道路滑坡的前緣則屬于圓弧的出口。以道路滑坡現(xiàn)狀為依據(jù)，結(jié)合其具體的變形特點(diǎn)，完成參數(shù)的反演。反演方法采用了剖面滑坡穩(wěn)定系數(shù)圓弧法以及折線法，最終反演計(jì)算結(jié)果為道路滑坡的穩(wěn)定系數(shù)是1～1.05。根據(jù)折線滑動(dòng)方法，采用最不利于滑動(dòng)剖面的計(jì)算方式，最終計(jì)算出道路滑坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.04。與之相應(yīng)的，在采用圓弧滑動(dòng)方法時(shí)，按照最不利于滑動(dòng)剖面的計(jì)算方式，最終計(jì)算出道路滑坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.01。說明滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這與現(xiàn)場實(shí)際情況相符合。因此本次道路滑坡的碎石土滑面參數(shù)為14MPa，內(nèi)摩擦角為15°。

5 道路滑坡處治設(shè)計(jì)分析

首先，應(yīng)結(jié)合道路滑坡實(shí)際情況，完成計(jì)算分析工作。比如結(jié)合案例項(xiàng)目實(shí)際情況可知，該項(xiàng)目屬于一級(jí)邊坡工程。其中，工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.1。在實(shí)際計(jì)算邊坡與支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性時(shí)，可以采用荷載效應(yīng)的基本組合的方式，其中分項(xiàng)系數(shù)為1.0。在實(shí)際計(jì)算錨索面積的過程中，選擇將砂漿的錨固長度、錨索、巖土層錨固長度等作為計(jì)算參數(shù)[3]。在計(jì)算時(shí)，應(yīng)選擇應(yīng)用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。在實(shí)際確定道路滑坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面時(shí)，針對(duì)配筋的選擇，需要采用荷載效益基本組合方式。在實(shí)際對(duì)錨索變形、地基沉降以及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行計(jì)算分析的過程中，可以采用荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合的計(jì)算方式。值得注意的是，在實(shí)際計(jì)算時(shí)，一方面，可永久荷載分項(xiàng)系數(shù)可取值為1.6；另一方面，不考慮風(fēng)荷載以及地質(zhì)帶來的影響。

其次，注意對(duì)道路滑坡面進(jìn)行削坡處理，減輕道路滑坡的荷載影響。具體而言，為了解決道路滑坡問題，需要結(jié)合現(xiàn)場勘察實(shí)際，完成地面線的測量。針對(duì)第一級(jí)邊坡，選擇采用1∶2 的邊坡比。坡高設(shè)計(jì)為9m。在第一坡頂?shù)捻敳?，可以設(shè)計(jì)平臺(tái)，平臺(tái)寬度為2m。在坡面防護(hù)方面，可以采用錨索框格梁形式做好支護(hù)。針對(duì)第二邊坡，可選擇將坡比設(shè)計(jì)為1∶2。坡高設(shè)計(jì)為8m。在第二坡頂?shù)捻敳浚梢栽O(shè)計(jì)平臺(tái)，寬度為2m。在坡面防護(hù)方面，可以選擇采用錨索框格梁形式做好支護(hù)。針對(duì)第三邊坡，設(shè)計(jì)的坡比同上述邊坡相同。坡高與第二邊坡相同為8m。同樣在坡頂設(shè)置2m 寬的平臺(tái)。但在坡面防護(hù)方面，可以選擇采用錨桿掛網(wǎng)噴混形式做好坡面的支護(hù)。

再次，在對(duì)該道路滑坡治理的過程中，還應(yīng)注重做好錨索抗滑樁的設(shè)置。具體而言，結(jié)合實(shí)際的計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在此次道路滑坡中，最大的剩余下滑力為961.025kN。因此在道路滑坡應(yīng)急治理過程中，可以選擇在坡腳區(qū)域建設(shè)反壓載體。在此基礎(chǔ)上，為了阻擋滑坡繼續(xù)滑動(dòng)，還可以設(shè)置錨索抗滑樁。在具體設(shè)置時(shí)，錨索抗滑樁的中心間距設(shè)置為5m，抗滑樁的樁長設(shè)計(jì)為23m，抗滑樁的形狀設(shè)計(jì)為方形，截面規(guī)格為2×3m，露出地面懸臂的長度為11m。在抗滑樁之上，還需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索孔數(shù)為5 孔。針對(duì)每一孔錨索，均采用了無黏結(jié)鋼絞線制作而成。該鋼絞線直徑為15.3m，每孔錨索采用的鋼絞線數(shù)量為10 根，鋼絞線的整體強(qiáng)度為1860MPa。在不同的抗滑樁之間，可以采用帽梁進(jìn)行連接。在抗滑樁的后面，設(shè)置有矩形的擋土板，用于阻擋邊坡土體下滑。在擋土板的底部，還設(shè)計(jì)有盲溝。該盲溝具有良好的透水性，在下雨時(shí)，能夠迅速地排出滲透的地下水。

最后，在完成上述道路滑坡緊急處理后，為了避免發(fā)生安全事故，還應(yīng)對(duì)處理措施加強(qiáng)監(jiān)控。在實(shí)際監(jiān)控的過程中，可以應(yīng)用一些先進(jìn)的信息技術(shù)。比如，將道路滑坡區(qū)域附近具有重要建筑物的邊坡施工場地作為監(jiān)控對(duì)象。在實(shí)際開展邊坡施工時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控處理。主要監(jiān)控內(nèi)容包括坡頂?shù)乃脚c垂直位移大小，地表裂縫的變化情況，還包括施工現(xiàn)場附近建筑物的變形情況[4]。與此同時(shí)，還需要將道路滑坡現(xiàn)狀測量數(shù)據(jù)作為初始數(shù)據(jù)，然后測量抗滑樁以及道路邊坡支護(hù)施工監(jiān)控變形數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行對(duì)比分析。通過以上方式來判斷施工場地附近建筑物是否會(huì)出現(xiàn)新的裂縫，原本的裂縫是否會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大發(fā)展。在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，是否存在關(guān)鍵構(gòu)件應(yīng)力激增安全問題。針對(duì)道路邊坡的底部或者周圍巖土，是否存在剪切破壞問題，上述情況都是測量監(jiān)測需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，一旦發(fā)現(xiàn)異?？梢赃M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警，有效保障道路滑坡邊坡支護(hù)的施工安全。值得關(guān)注的是，在實(shí)際監(jiān)測坡頂位移的過程中，應(yīng)選擇在關(guān)鍵邊坡區(qū)域的支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部，完成監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置，要求每個(gè)監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置數(shù)量不少于3 個(gè)，最終形成一個(gè)完整的監(jiān)測網(wǎng)，主要目的是監(jiān)測坡頂?shù)奈灰品较?、距離等。針對(duì)錨索拉力與預(yù)應(yīng)力，應(yīng)加強(qiáng)損失監(jiān)測。在監(jiān)測的過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇具有代表性的錨索作為監(jiān)測對(duì)象，從而提升錨索拉力與預(yù)應(yīng)力監(jiān)測的準(zhǔn)確性。一般在邊坡工程竣工后，需要保持長時(shí)間的監(jiān)測，監(jiān)測時(shí)間應(yīng)持續(xù)2 年以上。

6 結(jié)語

綜上所述，在一些地形起伏較大的城市道路之中，受地勢的影響，再加上一些人工活動(dòng)以及水文地質(zhì)情況的影響，很容易導(dǎo)致道路出現(xiàn)滑坡問題。一旦出現(xiàn)道路滑坡，不僅會(huì)嚴(yán)重危及道路行駛安全，如果得不到及時(shí)治理，甚至?xí)?dǎo)致整條道路癱瘓?；诖?，必須提高對(duì)道路滑坡治理的重視程度。在治理過程中，要結(jié)合實(shí)際案例，分析道路滑坡的具體情況，了解滑坡的形態(tài)特征，同時(shí)從多角度出發(fā)，分析道路滑坡的原因，并結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)，完成滑坡物理學(xué)參數(shù)的研究分析，最后結(jié)合上述研究成果，采取有效的措施，加強(qiáng)對(duì)道路滑坡的設(shè)計(jì)治理，從而有效解決帶來滑坡問題，推動(dòng)道路工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。