淺談調整公路路塹高邊滑坡的成因與治理

邱風群　張國寧

摘要：文章針對高速公路路塹邊坡滑坡的成因，結合具體工程提出了采用預應力錨索抗滑樁支護的治理方案。

關鍵詞：高速公路；滑坡；預應力錨索；抗滑樁

中圖分類號：U418文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145(2009)06-0102-02

某滑坡工程4級邊坡，場地位于一處呈北東一南西向展布的山嶺西南端，為低山地貌。山嶺最高點位于北東側。場區植被發育，地形陡峭，山坡自然坡度為20°－25°。該滑坡體長約141m，寬約87m，高度約為40m。滑坡后壁最大錯距達3～4mm。已變形破壞的滑坡體厚度為7—10104，滑坡總方量約為6×104m³，存在嚴重的危害。故必須對該段邊坡滑坡進行工程整治，確保該段坡體穩定和高速公路交通安全。

一、場區工程地質和水文地質狀況

(一)工程地質

據調查分析，本場地斷裂構造不發育。同時，地質測繪和鉆探揭露，場地巖土層較為簡單。巖土層上部為第四系坡積黏土及含碎石亞黏土、塊石等，下部為侏羅系梨山組炭質粉砂巖及粉砂巖。該滑坡滑動帶主要依附于坡體內部的砂土狀強風化層的頂底面孕育和發展，并受控于基巖層面產狀和結構面的不利組合。

(二)水文地質

地表水的水文地質條件簡單。地下水為孔隙裂隙潛水，賦存于砂土狀強風化巖石以下的各類基巖孔隙和裂隙中，具弱滲透性。地下水的水位深度為8.8—14.5m。在斷面附近有2處下降泉泉水，流量在0.025L／s左右，雨季時水量有加大。場地土層為Ⅱ類弱透水性環境，地下水對水泥、場地混凝土不具有腐蝕性。

二、邊坡滑坡產生原因分析

邊坡滑坡的產生主要由以下原因造成：(1)從地形地貌觀察。該滑坡具古老滑坡地貌特征。老滑坡的存在，是邊坡變形和破壞產生的地質基礎。(2)從坡體地層結構特征上看，場地覆土較厚，達10m左右，為坡積亞黏土及碎石角礫亞黏土。下伏基巖為粉砂巖，風化程度大，巖體破碎，對邊坡穩定不利。巖層產狀與邊坡1頃向近于一致，且結構面發育，對邊坡穩定極為不利。上述脆弱的地質背景和易滑地層結構環境，是新老滑坡產生的主要原因之一。(3)由于該段坡體上覆坡殘積土層含有較多的碎石、礫石，透水性較好，從而加劇雨水入滲的作用。該滑坡滑動帶主要依附于坡體內部的砂土狀強風化層的頂底面孕育和發展，地下水的作用，也是該邊坡滑坡形成的主要因素之一。(4)施工期間的暴雨影響。持續降雨是該邊坡產生變形破壞的主要誘發原因之一。(5)路塹開挖是邊坡滑坡產生變形破壞的直接誘發原因。邊坡發生變形破壞，進而牽引上部老滑坡體，使老滑坡體局部復活產生變形和破壞。

三、滑坡治理方案

(一)滑坡穩定性分析與推力計算

在工程地質勘察報告的基礎上，結合現場踏勘和深部位移監測情況，分析該邊坡的穩定性現狀。并以強度反算指標為主，結合地質報告有關滑體及滑帶巖土的成果資料，綜合確定各級滑體巖土的強度指標，分析該滑坡的穩定性并計算滑坡推力。計算結果如表1所示：

(二)滑坡治理方案設計

由于滑坡體前部變形破壞嚴重，裂縫縱橫交錯。坡體解體劇烈，穩定性極差，并有進一步向后部坡體牽引發展擴大的可能，故治理工程必須先加固或穩定后部坡體，然后再進行前部清刷或支擋。因此，采用塹頂錨索抗滑樁和第二級邊坡預應力錨索框架梁聯合支護方案，并在第一級邊坡設護腳擋墻支擋。

1、塹頂錨索抗滑樁工程在路塹邊坡頂設置錨索抗滑樁一排，樁間距設6m，共設5根。樁截面尺寸1.8m×2.0m，樁長均為25m。每根樁設2孔錨索，錨孔向外偏斜2°－3°，單孔錨索設計荷載為1000kN，鎖定荷載為800kN。設計孔深為33m，設計錨固段長12m。錨索為8束壓力分散型錨索，由4個單元錨索組成。每個單元錨索分別由2根無黏結鋼絞線內錨于鋼質承MPa載體組成。鋼絞線為f15.24mm、強度為1860MPa的高強度低松弛無黏結鋼絞線。

2、邊坡錨索框架工程第二級坡面坡率為11.25，設錨索框架加固。第二級坡面共設15片錨索框架，每片框架設4孔錨索。上排錨索長28m，下排錨索長26m，設計荷載均為700kN。錨固段長均為12m，錨孔傾角均為25。框架梁采用C25鋼筋混凝土。梁寬度為400cm，厚度為60cm，下部30cm嵌于坡面土體內。錨索施工完畢后，要求框架內采用TBS植草防護。

3、邊坡清刷方及坡腳擋墻工程。適當放緩邊坡坡率，清除邊坡內已溜坍的坡體。考慮到邊坡中上部巖土體已基本為散體狀，在第一二級邊坡坡頂設4m寬平臺，以便清除松散體。在第一級邊坡設坡腳擋墻加強支擋，以防止坡腳滑移變形破壞。

4、排水工程。在滑坡范圍外一定距離設置截、排水溝，以攔截滑坡體外的地表水。在刷方坡頂后一定距離設置一條截水天溝，以引排滑坡體內地表水和地下水，并接引入設置于滑坡體外的截水天溝。

四、施工要點及檢測

(一)施工要點

本治理工程要求先施工錨索抗滑樁及樁頭錨索，待錨索抗滑樁及樁頭錨索起錨固作用后再開挖坡面土石方及安設坡面錨索框架，最后施工坡腳擋墻等。抗滑樁樁坑開挖，要按“跳2挖1”和從兩側向中間的施工順序施工。遇有坑槽積聚地下水時，應采用井點降水的方法進行處理，或采取其他行之有效的引排封堵等工程措施進行永久處理。樁身水泥混凝土澆筑不應間斷，要一次性完成。樁身質量須按橋梁樁基標準進行檢測。

(二)高邊坡滑坡監測及錨索預應力檢測

本邊坡施工監測采取深孔位移監測。在滑坡主滑斷面布置5孔監測孔，兩側各設1個輔助監測斷面、每斷面設3孔。通過1年的觀測發現，測量結果已基本穩定。同鎖定值比較，預應力平均損失僅為3.51％，最大為4％。這表明邊坡錨固后是穩定的。

五、結語

預應力錨索及其框架梁施工工藝簡單、高效和安全，便于機械化施工，能有效降低對坡體的擾動；抗滑樁具有抗滑力強、適用條件廣泛、對滑坡的根治性能好等優點。兩種支護體系的聯合應用，可以彌補傳統支護方式的不足，并能取得顯著的工程經濟效益。