作者簡(jiǎn)介：楊家財(cái)（1992—），工程師，主要從事高速公路建設(shè)管理工作。

摘要：文章以桂柳高速公路改擴(kuò)建K1185+880～K1186+100段左側(cè)路塹邊坡處治工程為研究對(duì)象，對(duì)土石分界邊坡滑移進(jìn)行原因分析，并研究采取“鉆孔灌注抗滑樁+坡面防護(hù)”組合方案進(jìn)行處治。經(jīng)監(jiān)測(cè)，邊坡處治后未出現(xiàn)明顯滑移，表明該組合方案有效可行，可為同類邊坡滑移處治提供參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速；土石分界；高邊坡；邊坡防護(hù)

0 引言

一般而言，修建高速公路所需的用地范圍廣，依據(jù)我國(guó)保護(hù)基本農(nóng)田的國(guó)策，許多項(xiàng)目會(huì)受用地指標(biāo)影響，必須往荒山地區(qū)選線，因此無(wú)法避免地出現(xiàn)高邊坡。但高邊坡地質(zhì)變化復(fù)雜，通過(guò)地質(zhì)鉆探很難準(zhǔn)確判斷邊坡的地質(zhì)情況，若防護(hù)不當(dāng)容易出現(xiàn)滑塌，特別是處于土石分界處的邊坡，因分界處存在縫隙，同時(shí)邊坡受力不均勻，更容易出現(xiàn)滑移。良好的處治方案可確保邊坡穩(wěn)定以及避免出現(xiàn)進(jìn)一步惡化，本文對(duì)此進(jìn)行了探討。

1 工程概況

桂柳高速公路改擴(kuò)建K1185+880～K1186+100段左側(cè)路塹邊坡原設(shè)計(jì)為四級(jí)邊坡，第一級(jí)坡比為1∶1，防護(hù)方式為錨桿框架梁；第二級(jí)坡比為1∶1，防護(hù)方式為錨索框架梁；第三級(jí)坡比為1∶1.25，防護(hù)方式為錨桿框架梁+錨索墊墩；第四級(jí)坡比為1∶1.25，防護(hù)方式為人型骨架+錨索墊墩。邊坡平臺(tái)設(shè)計(jì)寬度均為2 m。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪及鉆探成果，該處山脊坡腳及開(kāi)挖邊坡后均有強(qiáng)-中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖出露，但是由于構(gòu)造影響，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)。邊坡巖土體物質(zhì)組成主要為泥質(zhì)砂巖，邊坡上部強(qiáng)風(fēng)化巖體極破碎，巖芯主要呈碎塊狀，下部中風(fēng)化巖體相對(duì)較完整，巖芯呈短柱狀、碎塊狀。

現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖斷面顯示，整個(gè)左側(cè)邊坡開(kāi)挖后存在明顯的斜向風(fēng)化界面，在強(qiáng)-中風(fēng)化界面處發(fā)現(xiàn)有地下水滲出。在第三級(jí)邊坡錨桿框架梁施工時(shí)坡頂出現(xiàn)開(kāi)裂，已及時(shí)對(duì)裂縫進(jìn)行處理，后期錨索施工期間發(fā)現(xiàn)K1185+910～K1185+940段錨索鉆進(jìn)約6 m時(shí)有斷縫，且有裂隙水會(huì)直接噴出，但邊坡未出現(xiàn)變形，且該邊坡嚴(yán)格執(zhí)行“開(kāi)挖一級(jí)、防護(hù)一級(jí)”。在進(jìn)行K1185+885-K1186+000段左側(cè)第二級(jí)邊坡錨索鉆孔和安裝施工中，有7根錨索孔因塌孔無(wú)法穿插，深度在5～7 m，對(duì)原孔重新施鉆后還是不能成孔，通過(guò)注水泥漿液后重新鉆孔方可順利完成施工，后因連續(xù)下雨，山體出現(xiàn)位移，剪出口在全-強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化巖層處，最大剪出約30 cm，已嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定。

2 滑坡機(jī)理分析

K1185+880～K1186+100段左側(cè)路塹邊坡處于地質(zhì)土石分界處，該邊坡小里程為土質(zhì)邊坡，大里程為巖質(zhì)邊坡，巖體為泥質(zhì)砂巖，順向坡，層面不穩(wěn)定。由于地形上呈寬緩斜坡，為地表水、地下水富集處，巖土體軟化、泥化嚴(yán)重，風(fēng)化強(qiáng)烈，受緩坡地形與坡腳溪溝控制，降雨地下水抬升大，并于強(qiáng)-中風(fēng)化層界面中形成一地下水徑流軟弱面。邊坡施工期間開(kāi)挖坡腳，在連續(xù)暴雨作用下，上覆強(qiáng)風(fēng)化層巖體濕潤(rùn)飽和，下滑力大于抗滑力，推動(dòng)強(qiáng)風(fēng)化層沿強(qiáng)中風(fēng)化界面產(chǎn)生變形。強(qiáng)風(fēng)化層中地下水位抬升，形成較高的靜水壓力，同時(shí)進(jìn)一步軟化軟弱結(jié)構(gòu)面，在上部風(fēng)化層的蠕滑牽引力下，沿軟弱面產(chǎn)生基巖變形，導(dǎo)致土質(zhì)邊坡出現(xiàn)部分滑移^[1]。

3 穩(wěn)定性分析

3.1 計(jì)算工況

工況計(jì)算分為天然狀態(tài)和暴雨+地震狀態(tài)兩種，天然狀態(tài)為工況一，不考慮地下水的影響；暴雨+地震狀態(tài)為工況二，該工況考慮邊坡最不利狀態(tài)下的穩(wěn)定情況，在不利狀態(tài)下，因不確定因素，當(dāng)前未有可定義的計(jì)算公式，因此依據(jù)類似邊坡處治的經(jīng)驗(yàn)和該邊坡所處自然環(huán)境因素進(jìn)行取值。

3.2 穩(wěn)定性分析

該邊坡處于土石分界處，受外界條件影響導(dǎo)致土質(zhì)部分邊坡發(fā)生滑移，石質(zhì)部分邊坡通過(guò)觀測(cè)未出現(xiàn)滑移跡象，處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于滑塌邊坡滑帶具有復(fù)雜性，通過(guò)鉆孔揭示的巖層分界線以及前后緣裂縫，確定本次計(jì)算滑動(dòng)面。計(jì)算主要針對(duì)可能出現(xiàn)的潛在滑面和既有滑面的穩(wěn)定性和下滑力，以確保本次治理措施能抵抗?jié)撛诘南禄Γ贿z漏不穩(wěn)定滑面，確保邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)及高速公路后期運(yùn)營(yíng)安全。

3.3 參數(shù)的取值

本次邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的選取主要采取以下兩種途徑：

（1）根據(jù)邊坡坡腳蠕變情況，采用極限平衡反算法取值c為7～10 kPa、φ為10°～15°。

（2）經(jīng)驗(yàn)值c為0～15 kPa、φ為5°～20°。

結(jié)合上述幾種方法，確定滑塌邊坡體穩(wěn)定性分析的物理力學(xué)計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

3.4 穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)上述原理，根據(jù)不平衡推力傳遞系數(shù)法，現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析計(jì)算結(jié)果和剩余下滑力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

從穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果來(lái)看，當(dāng)前變形的邊坡現(xiàn)狀在工況一時(shí)，坡體穩(wěn)定系數(shù)為0.93，在工況二時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)為0.83，邊坡均處于不穩(wěn)定狀態(tài)；經(jīng)過(guò)處治后，該邊坡在工況一時(shí)穩(wěn)定安全系數(shù)均＞1.2，在工況二時(shí)穩(wěn)定安全系數(shù)均＞1.1，故該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)^[2]。

4 處治方案

該邊坡處于土石分界處，僅有土質(zhì)邊坡部分出現(xiàn)滑移，經(jīng)過(guò)勘探及計(jì)算，石質(zhì)邊坡大部分可保持原有防護(hù)不變，處治主要針對(duì)滑塌的土質(zhì)邊坡部分。

4.1 鉆孔灌注抗滑樁+坡面防護(hù)（方案一）

滑塌邊坡治理工程包括：抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿框架、人字形骨架、局部卸載、地表裂縫封堵、截水溝。

（1）在邊坡一級(jí)平臺(tái)K1185+883～K1185+958段按照3 m間距布置Z1～Z30共30根樁長(zhǎng)20 m、直徑2.2 m圓形抗滑樁，抗滑樁設(shè)計(jì)跨過(guò)土石分界處，嵌入石質(zhì)邊坡2根抗滑樁，樁頂應(yīng)高于一級(jí)平臺(tái)0.7 m，樁頂澆筑冠梁對(duì)路塹邊坡加固補(bǔ)強(qiáng)。

（2）對(duì)坡頂進(jìn)行部分卸載，第一、二、三級(jí)邊坡維持原邊坡坡率不變，K1185+900～K1185+970段第三級(jí)坡頂平臺(tái)寬度為5 m，第四級(jí)坡率為1∶2；K1185+970段第三級(jí)坡頂平臺(tái)寬度為4 m，第四級(jí)坡率1∶1.5，第五級(jí)坡率為1∶1.75；K1185+970處設(shè)漸變過(guò)渡段對(duì)邊坡進(jìn)行卸載^[3]。

（3）對(duì)土石分界線進(jìn)行處理，在土石分界處加密錨固點(diǎn)，在單元格內(nèi)有土石分界線的，在單元格中間增加一根錨桿，采用直徑為20～25 mm的HRB400螺紋鋼筋加工，孔深為4～6 m；對(duì)自然斜坡上的地表裂縫夯填黏土并用防滲土工膜封堵，對(duì)已開(kāi)挖成型的邊坡線進(jìn)行噴漿防護(hù)再進(jìn)行永久防護(hù)施工，防止雨水浸入土石分界處，加劇邊坡滑塌的病害。

（4）對(duì)邊坡周界及部分坡體設(shè)置60 cm×60 cm現(xiàn)澆截水溝，以減少雨水下滲。

4.2 削方卸載+坡面防護(hù)（方案二）

邊坡設(shè)計(jì)第一級(jí)采用1∶1坡率框架系統(tǒng)錨桿，第二級(jí)為1∶1.5坡率錨索框架，第三級(jí)為1∶2坡率框架系統(tǒng)錨桿，第四、五、六級(jí)為1∶1.75坡率框架系統(tǒng)錨桿。K1186+000段以前第一級(jí)平臺(tái)寬度為8 m，第二級(jí)平臺(tái)寬度為8 m，第三級(jí)平臺(tái)寬度為20 m；K1186+000～K1186+020段設(shè)置過(guò)渡段，在土石分界處加密錨固點(diǎn)，防止雨水浸入，該段邊坡卸載土石方量約11.458×10⁴ m³。

4.3 方案比選

對(duì)該邊坡分別采用“鉆孔灌注抗滑樁+坡面防護(hù)”及“削方卸載+坡面防護(hù)”兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比選，經(jīng)過(guò)對(duì)環(huán)境保護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)施工品質(zhì)、邊坡穩(wěn)定性以及后期維護(hù)、后期運(yùn)營(yíng)安全等多方面對(duì)比，最終選定鉆孔灌注抗滑樁+坡面防護(hù)（方案一），具體比選如表3所示。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)該邊坡滑塌的原因進(jìn)行分析及總結(jié)，通過(guò)處治方案對(duì)比，使該邊坡得到了有效的治理，經(jīng)過(guò)后期監(jiān)測(cè)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，本文總結(jié)了以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，可為類似邊坡防護(hù)及處治工程提供參考：

（1）因土石分界處土體強(qiáng)度變化大且強(qiáng)弱過(guò)渡快，土壓力受力不均勻，滲透性差別大，容易在該處滲水，造成土方部分滑移。若設(shè)計(jì)的支擋工程為錨桿（索）體系，建議在土石分界處加密錨固點(diǎn)，在單元格內(nèi)有土石分界線的，在單元格中間增加注漿錨桿。

（2）邊坡錨桿、錨索施工要留取渣樣，判斷入巖情況及錨固長(zhǎng)度是否滿足要求；高邊坡在進(jìn)行錨桿鉆孔施工時(shí)，若出現(xiàn)大面積塌孔，判斷出現(xiàn)破碎帶時(shí)，應(yīng)在原有防護(hù)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)支護(hù)，避免邊坡出現(xiàn)滑移。

（3）發(fā)現(xiàn)高邊坡開(kāi)裂、下滑有發(fā)展趨勢(shì)時(shí)要及時(shí)進(jìn)行反壓回填，避免滑動(dòng)的進(jìn)一步加劇，造成大面積的原地貌破壞。發(fā)現(xiàn)邊坡有開(kāi)裂情況要及時(shí)對(duì)產(chǎn)生裂縫位置進(jìn)行填補(bǔ)夯實(shí)，使用砂漿、彩條布、防雨布等對(duì)裂縫位置進(jìn)行覆蓋，防止雨水二次浸入塌方體內(nèi)部，加劇滑塌面積，并及時(shí)完善或增加坡頂排水系統(tǒng)。

（4）在雨水豐沛的地區(qū)，高速公路存在土質(zhì)高邊坡，如條件允許邊坡設(shè)計(jì)坡比應(yīng)≥1∶1，若因地質(zhì)受限，邊坡坡度不能放緩，建議采用強(qiáng)支護(hù)，同時(shí)邊坡開(kāi)挖完成后，對(duì)坡面噴射混凝土進(jìn)行臨時(shí)防護(hù)，避免因雨水浸泡或風(fēng)化導(dǎo)致邊坡滑移。

參考文獻(xiàn)：

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