PK128滑坡體穩定性分析及整治

胡衛平

1 工程概況

PK128+330～PK128+610深挖方段,長 280 m,邊坡共三級,坡比1∶1.5、平臺寬度3.0 m,最大設計挖深 22.5 m。該段于2008年5月開始施工,7月底完成上部兩級坡面開挖,約剩9 m未開挖到位,開挖過程中未見異常,開挖坡面平順、規則、未見地下水;揭示的地質、與坡面產出關系、風化狀態與設計方的勘察結果基本吻合。但逢大風雨,導致邊坡滑動,坍塌。經現場調查發現一大型滑坡已經形成,影響高速公路正常建設,還會影響上部既有公路的運營安全。

2 施工勘察

為查明滑坡的類型和性質,并分析滑動產生的原因,根據鉆探資料及結合野外地質調查,邊坡由第四系坡積亞黏土和全風化變質粉砂巖、變質砂巖組成。

①頁巖和半硬砂巖：黃色、紅黃色、黃灰色,濕、硬可塑,含砂礫10%左右,全風化。②全風化變質砂巖：紅棕色,濕,軟塑狀,原巖結構局部可辨,已風化成土狀,土質不均,粘性較差,遇水易軟化崩解,該段巖芯有擾動跡象。③黏土：灰黑色,稍濕,可塑～硬塑狀,由砂巖風化而成,原巖結構可辨,已風化成土狀,局部夾少量堅硬狀強風化巖,粘性一般,遇水易軟化崩解。

3 滑坡原因分析及穩定性計算

3.1 原因分析

經現場勘查和研究分析,本工程滑坡體發生的原因有以下幾點：

1)地質差：上部分布頁巖和半硬砂巖,巖石強度低。下部分布厚黏土,很濕,飽水,軟塑狀,有擾動跡象,遇水易軟化滑動,而形成光滑的滑動面,不利于邊坡穩定。2)地下水、大氣降水共同作用：地下水較為豐富且地下水位高于路基面,形成坡體內較大的動水壓力和靜止壓力,不利于邊坡穩定。特別是5號臺位置水位相當高。另外大氣降水頻繁：2008年12月,有14個雨天;2009年1月,有19個雨天,其中,滑坡前兩天的日降雨量分別高達300 mm和373 mm;大量的雨水滲透了整個薄覆蓋層盆地,導致這種不良地質地段的滑坡。3)不可預料：從這個區域的挖方表面看,一直都是頁巖和半硬砂巖,坡比為3H/2V并修有溝肩,無論如何都不應該是不穩定的。然而,由黏性土組成的這種薄覆蓋層盆地,滑坡之前全部被覆蓋,難以發現,所以,很難預見這種不幸的滑坡情況。4)路塹位于古滑坡體上：從地表調查來看,此地段以前有滑動現象。

3.2 現狀邊坡穩定性定性分析

2009年1月16日及2009年10月18日,此段先后兩次發生大規模滑坡,而且位置基本相同。線路上游坡體房屋開裂、道路錯位、坡面開裂。經現場調查發現一大型巖質滑坡已經形成,滑坡寬度(沿線路)約180 m,滑坡長度(垂直線路)約 360 m。裂縫呈環形,滑坡周界清晰、變形清晰明確。滑坡后緣可見滑坡壁,滑坡臺階,滑坡裂縫極發育。根據鉆探過程漏水位置,巖土松散程度及有關特征,現狀邊坡主要為沿風化層面淺部滑坡,滑坡有繼續發展趨勢,因此,邊坡現狀穩定性差。

3.3 現狀邊坡穩定性定量分析

根據場地巖土分布,結合實際人工邊坡的地形地貌,選擇對坡腳(路面)安全影響最大的推力滑動方向,現選縱剖面進行穩定性定量分析計算,采用折線滑動法,根據鉆探過程漏水位置,巖土松散程度及有關特征綜合判別確定滑動面及潛在滑動面、滑坡斷面,分別計算滑坡穩定系數。計算采用參數見表1,穩定系數等于0.741,小于穩定安全系數 1.30,計算方法采用折線滑動法,按GB 503302-2002建筑邊坡工程技術規范要求,現狀邊坡穩定性差,邊坡滑坡有繼續發展趨勢。

表1 穩定性計算參數表

滑坡剩余下滑力可采用傳遞系數法,按下式進行計算：

當Ti＜0時,應取Ti=0。

其中,Ti,Ti-1分別為第i和第i-1滑塊剩余下滑力,kN/m;Fs為穩定系數;Wi為第i塊滑塊自重力,kN/m;ai,ai-1分別為第i和第i-1滑塊對應的滑面的傾角,(°);∮i為第i滑塊內摩擦角,(°);ci為第i滑塊滑面巖土粘聚力,kN/m;Li為第i滑塊滑面長度,m;Ui為傳遞系數。

計算參數的選取見表2。

表2 各巖組物理力學參數表

4 滑坡整治方案

1)排水。a.PK128+402～PK128+570段設置14根排水樁,其中5號和10號排水樁不間斷抽水以降低水位。b.從下游開始往上游施工主要盲溝,盲溝基坑深度為2 m～5 m。盲溝施工可以保證在施工過程中地下水位低。c.擋塊坡腳處設置盲溝(承臺底),盲溝內的水流入5號和10號擋塊位置的檢查井內,擋塊頂往下6 m的位置預留直徑80 mm的斜孔排水,孔間距4 m,排水斜孔施工在滲水集中部位,可調整間距,加密設置。

2)PK128+402～PK128+570段設置抗滑樁,其中路面位置3排抗滑樁,共182根,第一個平臺上1排抗滑樁,共70根。樁中心間距3.6 m×2.4 m,樁長16.6 m～24.5 m,樁徑1.2 m,樁身混凝土C30;樁頂設置承臺,中間需設置伸縮縫;在承臺上設置14個12 m×8.6 m×2.5 m的抗滑擋塊,擋塊采用鋼筋混凝土。擋塊預留錨索孔,長度為30 m,錨索鉆孔150 mm(見圖1)。

3)滑坡體上游裂口將被填方,橫向的鏟子,柔性,將被建在原來的道路上,原來的道路將重建在鏟子上,鏟子將有5 m深的平均深度并配備盲溝。

4)人工配合機械對滑坡體的裂縫進行夯填,以防止雨水滲入。

5)植樹綠化并進行監測。

5 結語

邊坡設計時應詳細勘察場地地質情況,并嚴格按施工規程進行操作,否則一旦發生巖土工程意外,不但影響工期,還將額外增加投資,造成不同程度的經濟損失。

[1]GB 50021-2001,巖土工程勘察規范[S].

[2]宋志偉.高速公路高填方路基邊坡滑坡的鑒定與治理[J].山西建筑,2009,35(2)：271-272.

[3]劉偉強.某公路路塹邊坡穩定性分析[J].山西建筑,2008,34(12)：265-266.

[4]陳向陽.漳龍高速公路K75+000～K75+100段路堤高邊坡穩定性分析[J].華東公路,2001,5(3)：70-72.