高寒陰濕紅泥巖地區(qū)滑坡處治的研究

張 曉 峰

(甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院有限責任公司，甘肅 蘭州 730030)

高寒陰濕紅泥巖地區(qū)滑坡處治的研究

張 曉 峰

(甘肅省交通規(guī)劃勘察設計院有限責任公司，甘肅 蘭州 730030)

以某公路滑坡處治為例，分析了滑坡形成的具體原因，通過滑坡治理計算分析，介紹了高寒陰濕紅泥巖地區(qū)滑坡處治的方案，并對其施工順序與技術要求進行了研究，對類似地質構造下滑坡處治有一定的借鑒作用。

高寒地區(qū)，滑坡，樁板墻，處治方案

1 工程概況

研究段滑坡YK128+850～YK129+170路線位于中低山侵蝕溝谷區(qū)。路線位于甘凈溝，主溝甘凈溝下切侵蝕強烈，溝谷相對較窄，中段以上呈“V”字形。沖溝發(fā)育，沖溝可見常年流水，植被發(fā)育。兩側坡積體一般厚約2 m～4 m，均墾為農田，陰坡坡積土層較陽坡厚，多條坡面沖溝季節(jié)性流水，土體含水量較大，甘凈溝溝底可見白堊系(K)紫紅色泥巖、砂巖出露。

該滑塌后壁、剪出口較明顯，自然坡度較緩，約15°，開挖前坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。滑塌體主要為白堊系泥巖砂巖，上部覆蓋第四系粉質粘土，土體多呈可塑～硬塑，土體潮濕，含水量較大。滑面主要為砂巖泥巖互層中的薄層泥巖夾層，前緣深入到泥巖強風化層。本段以路塹式通過，滑塌主滑軸線與路線直交。

該段斜坡在天然狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，目前隨著路塹開挖施工，路基右側邊坡進入變形的發(fā)展期，轉入欠穩(wěn)定狀態(tài)，在施工擾動及降雨入滲等條件下將進一步變形，引起邊坡整體滑移失穩(wěn)。

2 滑坡成因分析

研究區(qū)在甘肅公路自然區(qū)劃及環(huán)境參數研究報告中，屬于滑坡高發(fā)生、發(fā)育區(qū)。晚第三紀以來的新構造運動奠定了現(xiàn)代地貌輪廓的構造運動，與老構造有著密切的聯(lián)系。研究區(qū)處于新構造運動強烈的隴西旋卷構造體系邊緣，白堊系、第三系紅層軟巖中褶皺、斷裂構造也較為發(fā)育。隴西黃土高原的基底地層主要由白堊系、第三系等紅層軟巖組成，在起伏的古地形基礎上披覆式堆積了第四系厚層黃土。絕大多數地區(qū)為黃土梁峁及溝壑組成的黃土丘陵地貌，一般海拔在1 200 m～2 300 m之間，高差約為100 m～500 m，切割深度較大，后經流水的長期侵蝕切割，使得地形支離破碎、溝壑縱橫交錯，水土流失嚴重，為滑坡等地質災害的發(fā)育提供了有利地形條件。

研究區(qū)內的黃土接觸面滑坡一般發(fā)育在黃土丘陵坡度10°～20°的黃土斜坡上，由于風成馬蘭黃土多以披覆形式沉積在由第三系、白堊系等泥質巖類組成的高低起伏的古地形之上，上部黃土的滲透性較好，下部泥質巖類為滲透性較差的隔水層，從而構造成“雙層異質”斜坡結構，其接觸面的低洼部位易匯集地下水，使黃土底部接觸面一帶巖土長期處于過濕軟塑～飽和狀態(tài)，成為滑坡發(fā)育的軟弱結構面。在降水等外因條件下沿接觸面形成黃土—泥巖滑坡。多為中層牽引式滑坡，此類滑坡常發(fā)生在雨季和豐水年，特別是連陰雨較多的情況下，雨水滲透進入巖土體節(jié)理、裂隙，使斜坡巖土體重量增大，構造面軟化，粘聚力降低，在自身作用下發(fā)生滑坡。

3 滑坡治理計算分析

3.1 設計荷載及設計標準

3.1.1 設計荷載組合

按JGJ D30—2004公路路基設計規(guī)范的相關規(guī)定，剩余下滑力按以下兩種工況考慮：

工況一：天然工況；工況二：連續(xù)降雨(暴雨)+地震。

3.1.2 設計標準

按JGJ D30—2004公路路基設計規(guī)范第7.2.2條規(guī)定，綜合考慮各影響因素后，滑坡穩(wěn)定性驗算工況一條件下，滑坡穩(wěn)定安全系數取K=1.20，工況二(連續(xù)降雨+地震)條件下，滑坡穩(wěn)定安全系數取K=1.1。

3.2 剩余下滑力計算

剩余下滑推力計算采用JTG D30—2004公路路基設計規(guī)范推薦的折線形滑面?zhèn)鬟f系數法推力計算，公式如下：

Ti=FSWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ciLi

(1)

其中,Ti,Ti-1分別為第i和i-1滑塊剩余下滑力,kN/m；FS為穩(wěn)定安全系數；Wi為第i滑塊的自重力,kN/m；αi,αi-1分別為第i和i-1滑塊對應滑面的傾角，(°)；φi為第i滑塊滑面的內摩擦角，(°)；ci為第i滑塊滑面的粘聚力,kN/m；Li為第i滑塊的滑面長度,m；ψi為傳遞系數。

3.2.1 參數選取

根據滑塌體地貌形態(tài)、同類工程經驗，結合滑塌體目前穩(wěn)定狀況的反分析，滑塌體粉質粘土天然狀態(tài)下γ值取18 kN/m3，飽和狀態(tài)下γ值取20.5 kN/m3，由于該層均處于拉裂帶，可不考慮該層抗滑作用。滑面泥巖夾層γ值取21.8 kN/m3，c值取6 kPa，φ值為12°。滑塌體泥巖夾層γ值取21.8 kN/m3，c值取20 kPa，φ值為15°，砂巖夾層γ值取22.3 kN/m3，c值取20 kPa，φ值為15°。各斷面設計布置圖見圖1～圖3。

3.2.2 剩余下滑推力計算

在現(xiàn)有路線設計條件下，對滑塌體削方減載，按折線形傳遞系數法對各計算斷面分別按工況Ⅰ(天然)和工況Ⅱ(暴雨+地震工況)進行穩(wěn)定性計算分析，各典型斷面不同工況下剩余下滑推力穩(wěn)定性計算結果見表1～表3。

表1 A—A′斷面現(xiàn)有滑面多種工況下剩余下滑力計算表

表2 B—B′斷面現(xiàn)有滑面多種工況下剩余下滑力計算表

表3 C—C′斷面現(xiàn)有滑面多種工況下剩余下滑力計算表

4 處治方案

4.1 抗滑樁處治方案

根據上述數據綜合分析，提出抗滑樁+擋土板+清方+夯填裂縫的處治方案來解決本段滑坡。

1)抗滑樁。根據該段邊坡剩余下滑推力計算，在YK128+845～YK129+000段坡腳設置樁板墻，抗滑樁中線距邊坡外側1.5 m，抗滑樁截面尺寸為2.0 m×1.6 m，樁長12 m，共32根；擋土板長4.1 m，高4 m，厚0.4 m，共62片；抗滑樁及擋土板均采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構。

2)清方。對YK128+845～YK129+000段坡面上方不穩(wěn)定巖土體進行清除，必要時在坡腳進行臨時回填反壓，以便抗滑樁安全施工。

3)夯填裂縫。坡面上方形成的拉張裂縫和錯臺，采用三七灰土夯填，阻止地表水從裂縫灌入。夯填寬度為裂縫外緣各0.50 m，夯填深度視裂縫實際深度為準。

4.2 對該場地進行數值模擬分析

模型分析圖見圖4。經數值模擬分析結果，在該段不良地質處治中，使用抗滑樁可以安全、有效的治理滑坡。

5 施工順序與施工技術要求

5.1 總體施工順序

總體施工順序：截、排水工程→清方→抗滑樁→擋土板→回填壓實。在現(xiàn)場條件允許、確保安全的情況下，部分工程可平行作業(yè)。

抗滑樁的施工順序：樁井開挖→掛網、噴射混凝土護壁→鋪底混凝土→鋼筋籠吊裝→樁身混凝土澆筑。采取從滑塌體兩側逐漸向中間推進的施工工序，間隔兩孔以上跳孔進行樁井開挖、澆筑施工，嚴禁坡腳一次性樁井開挖，防止切腳引起邊坡失穩(wěn)破壞。

5.2 施工技術要求

1)施工應滿足設計要求，施工單位在監(jiān)理的監(jiān)督下嚴格按照設計圖紙施工，同時嚴格執(zhí)行本施工技術要求和有關規(guī)范。2)施工單位應盡可能的搜集該工程的相關資料，結合施工場地條件編制施工組織設計，經監(jiān)理審批后方可施工。3)首先施作地表截排水工程、坡腳適當回填反壓，施工期間建立簡易邊坡變形監(jiān)測網，加強變形監(jiān)測，及時發(fā)布預警信息，并設立專職安全員，加強施工期間的安全巡檢。4)抗滑樁的施工工序為：測放樁位→樁位場地整平→鎖口盤施工→開挖樁節(jié)與護壁施工→樁體鋼筋→樁體混凝土澆筑。5)抗滑樁要按給定坐標，準確放線定位，如與實際不符，及時通知設計人員。6)抗滑樁施工前應先將樁位附近邊坡或表層易滑塌部分予以清除，并做好樁位附近地表水的攔截工作。施工廢水及泥漿應經適當處理后方可排入溝谷，施工場地不允許泥水漫浸。7)抗滑樁應間隔兩孔以上跳孔進行樁井的分節(jié)開挖、掛網噴射混凝土護壁，防止樁壁掉塊，影響施工安全。樁井開挖過程中應隨時校準其垂直度和凈空尺寸，滑動面處(或潛在滑動面處)的護壁應加強。8)在開挖樁井過程中，地質技術人員要下井進行詳細的四壁地質編錄，核對地層巖性及滑面位置，如發(fā)現(xiàn)與設計情況不符時，應及時與監(jiān)理及設計人員聯(lián)系，以便及時調整。9)施工中樁截面的誤差只能為正，不能為負，以確保主筋混凝土的保護層厚度。10)樁井開挖到設計標高后應進行驗槽、保證封底混凝土厚度。11)樁身混凝土應邊灌注、邊振搗，全樁混凝土應保證不間斷一次澆筑完成。12)樁井爆破若采用淺眼爆破法，應嚴格控制用藥量，最大限度減少對邊坡體的爆破震動，以確保施工安全。13)未經設計人員同意，不得隨意變更施工程序。14)擋土板段樁身應和擋土板同時澆筑施工。

[1] [美]海 蘭.滑坡災害防治手冊[M].汪發(fā)武，譯.北京：地質出版社,2009.

[2] 趙其華，彭社琴.巖土支擋與錨固工程[M].成都：四川大學出版社，2008.

[3] 竇明健.公路工程地質[M].北京：人民交通出版社，2003.

Study on landslide treatment in cold dank red mudstone area

Zhang Xiaofeng

(GansuTrafficPlanning&SurveyDesignInstituteCo.,Ltd,Lanzhou730030,China)

Taking the highway landslide treatment as an example, the paper analyzes landslide forming causes, and introduces landslide treatment scheme in cold dank red mudstone area, studies construction procedures and technological demands through landslide treatment calculation analysis, which has certain guidance role for landslide treatment with similar geological structure.

cold area, landslide, pile-board wall, treatment scheme

2015-03-03

張曉峰(1985- )，男，工程師

1009-6825(2015)14-0050-03

P642.22

A