基于工程實例分析淺層土質滑坡的治理

■馮仕軒

（廣東省環境地質勘查院廣東廣州510080）

基于工程實例分析淺層土質滑坡的治理

■馮仕軒

（廣東省環境地質勘查院廣東廣州510080）

本文選取廣寧縣赤坑中學滑坡為例,分析滑坡的地質勘查情況，詳細分析滑坡的治理方案及治理過程，以供參考。

項目工程 滑坡 地質勘查 治理方案

1　工程概況

廣寧縣赤坑中學因建設開挖山體，在學校后山形成了長約270m，高約3～33m的人工邊坡，在暴雨的影響下，運動場東北側山體形成了一處長約50m、寬約120m、厚約2～5m的滑坡。

2　滑坡的形態及發生、發展過程

據調查發生滑坡的坡高約8～33m，邊坡長約為120m，場地土性主要為殘坡積粉質粘土，屬于土質邊坡。山體原始坡角約20～30°，建設削坡后，在滑坡發生前其坡角30～45°，滑坡后緣陡坎高約0.5～3.0m。

受學校建設開挖山體及自然因素影響，2006年以來，運動場段山體多次在雨季發生滑坡地質災害，破壞了運動場東側擋土墻，其滑動發生、發展主要過程如下：

（1）2006年雨季，在暴雨的影響下，運動場東北側山體發生了一處長約50m、寬約120m、厚約2～5m的滑坡，滑坡體摧毀了運動場東北側擋土墻。

（2）2013年該滑坡地質災害點再次滑動，再次破壞了重修的運動場東北側擋土墻。

（3）2015年該滑坡在臺風“彩虹”帶來暴雨天氣影響力下，再次滑動，整個坡面有整體下移趨勢，坡腳局部隆起加大，坡面出現多條張性裂縫。

3　滑坡的地質勘查情況

3.1地形地貌及地質構造

坡地位于一剝蝕殘積丘陵上，地貌類型單一，覆蓋層較厚，人工削坡后，運動場段坡體由原始坡度25～30°變化成30～45°，為滑坡的發生提供了有利條件。

區域構造距離勘查區較遠，對擬治理項目的穩定性影響較小。但受北東向褶皺九連山～佛岡～郁南復背斜帶影響，場區下伏基巖巖體破碎，裂隙發育。

3.2地層巖性

根據鉆探揭露，場地勘查深度范圍內巖土自上而下可劃分為第四系全新統人工填土層（Q4ml，個別地段分布，厚度0.60m～0.80m），第四系全新統滑動土（Q4del，滑坡周界內分布，厚度2.00～3.70m），第四系殘坡積粉質粘土（Qel+dl，基巖層上部分布，厚度1.80～19.80m），基巖為寒武系（ε），巖性為砂巖與頁巖互層。

3.3水文地質

場地地下水主要以殘坡積層孔隙潛水及基巖裂隙水形式存在，主要受降雨補給，地下水位埋深為7.10～21.20m，坡腳地下水位埋深約為12.30～15.60m。根據地下水的埋藏和賦存形式，判定場區地下水類型主要為基巖裂隙水。受巖性影響，場區砂巖頁巖互層裂隙密閉性較好，裂隙聯通性較差，故富水性不佳。因此在強風化、中風化風化殼中，地下水水量較少，巖體的透水性中等。

3.4滑動面的確定

根據邊坡巖土層及特性分析，結合地質縱斷面，并通過對潛在滑移面進行穩定性計算搜索可知，考慮天然狀態和暴雨條件，該邊坡最大潛在滑動面在殘坡積土與基巖之間的接觸面，即土巖分界面，滑動面呈弧狀，半徑約34.7m。

4　滑坡的治理方案及最終治理方案的確定

4.1治理方案

本滑坡的坡高約8～33m，滑坡長約為120m，場地土性主要為殘坡積粉質粘土，屬于土質邊坡，已發滑坡滑坡體厚度約2～5m，屬于淺表層土質滑坡，最大潛在滑動面在殘坡積土與基巖之間的接觸面，即土巖分界面。

根據該滑坡體的特征，治理方式可以采用：治理方案一：清坡+格構梁+錨桿（索）+截排水溝+擋土墻的治理型式；治理方案二：抗滑樁+錨桿（索）+截排水溝+擋土墻的治理型式。

4.2治理方案的確定

表1　工程治理方案比選表

根據工程治理方案比選表，推薦采用方案一為最終治理方案。

5　治理方案工程布置

根據邊坡不同形態，各區段治理方案工程布置分述如下：

（1）AB段里程K+000～K+037。在坡中設置一道截水溝，坡腳擋墻頂部設置一道排水溝；

（2）BC段里程K+037～K+085。清理滑坡坡面堆積物，對邊坡分2～3級放坡，坡面采用錨索（錨桿）格構梁支護，每級邊坡施工2排預應力錨索和2排錨桿，坡中設置一道截水溝，坡腳擋墻墻腳及坡中平臺設置一道排水溝；

（3）CD段里程K+085～K+116。清理滑坡坡面堆積物，對邊坡分2～3級放坡，坡面采用錨索（錨桿）格構梁支護，每級邊坡施工2排預應力錨索和2排錨桿，坡中設置一道截水溝，坡腳擋墻墻腳及坡中平臺設置一道排水溝；

（4）DE段里程K+116～K+140。清理滑坡坡面堆積物，對邊坡分2～3級放坡，坡面采用錨索（錨桿）格構梁支護，每級邊坡施工2排預應力錨索和2排錨桿，坡中設置一道截水溝，坡腳擋墻墻腳及坡中平臺設置一道排水溝；

（5）EF段里程K+140～K+199。清理滑坡坡面堆積物，對邊坡分1～2級放坡坡面采用錨索（錨桿）格構梁支護，每級邊坡施工2排預應力錨索和2排錨桿。坡中設置一道截水溝，坡腳擋墻墻腳及坡中平臺設置一道排水溝。

截排水溝可根據現場地形適當調整，過渡段依現場施工情況自然過渡；雨水經跌水槽匯入學校內排水系統。

6　設計計算

6.1錨索計算

錨索設計抗拔力Na＝360kN，桿體截面計算：

選用5×7Φ5，截面700mm2。

錨索設計抗拔力Na＝360kN，錨固段計算

錨桿設計抗拔力Na＝120kN，桿體截面計算：

選用Φ32，截面803mm2。

6.2格梁計算

錨索的設計抗拔力為Na＝360kN，地基承載力特征值為fa＝ 200kPa，錨索間距為3.0m，因此格構梁的寬度，

算得b＝0.36m，取格構梁的截面為400×300，格構梁采用C25砼，驗算配筋。

由計算結果可知，每米所傳遞的最大水平荷載為q=360/3=120kN/m。

格構梁所受的最大彎矩為：

實際配筋，配4ф25，As=1963.6mm2。

梁砼抗剪（箍筋φ6@200）：

式中V——構件斜截面上的最大剪力設計值；

Vcs——構件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設計值；

Asv——配置在同一截面箍筋各肢的全部截面面積：Asv＝nAsv1，此外，n為在同一截面內箍筋的股數，Asv1為單肢箍筋的截面面積；

s——沿構件長度方向的箍筋間距；《預應力錨索混凝土結構設計規范》表4.2.3～1中的fy值采用。

ft——混凝土軸心抗拉強度設計值，按《混凝土結構設計規范》表4.1.4采用。

對格構縱橫梁交叉處，即錨索布置位置左右一定范圍內縱橫梁內箍筋要加密。加密范圍從鉆孔外壁向外的分布長度不應小于1.5 h0；箍筋應做成封閉式，直徑不應小于6mm，間距不應大于h0/3。

7　施工技術要求

7.1預應力錨索施工

采用干鉆成孔，錨索成孔直徑為φ150，要求孔壁平直，終孔后要求清凈孔內殘渣，鉆孔傾角偏差不超過±2°。錨索采用鋼絞線，鋼絞線強度設計值1320N/mm2，并須符合現行國家標準的規定。錨索制作好后應盡快使用，安裝時，應盡量保持平順。注漿材料應選用合格材料，水泥標號普通硅酸鹽水泥42.5R。錨固段注漿采用二次注漿法，錨索灌漿后，在錨固體及格構梁強度達到設計強度的70%后進行張拉鎖定，錨頭鎖定荷載應采用應力元件測試。其錨頭的錨具經除銹、涂防腐漆三度后應采用鋼筋網罩、現澆混凝土封閉。

7.2格構梁施工

格構梁采用現澆施工，施工程序為：清坡—放樣—挖槽—支模—鋼筋綁扎—澆注。格構應嵌置于邊坡中，坡面預留100mm綠化，施工時，格構嵌入坡面200mm。格構每隔約25米寬度設置伸縮縫，縫寬20～30mm填塞瀝青麻筋或瀝青木板。所有縱筋連接采用對焊接頭，主筋與箍筋點焊。承受預應力的格構梁，應在梁強度達到設計強度70%后，才能進行錨索張拉。鋼筋鋪設時要保證鋼筋保護層厚度不宜小于50mm，鋼筋搭接不小于35d。砼澆搗時要保持混凝土表面平整，濕潤光澤，無干斑及滑移流淌現象。砼終凝后灑水養護7d。

7.3普通錨桿施工

采用干鉆成孔，錨桿成孔直徑為φ130。鉆孔要求孔壁平直，終孔后要求清凈孔內殘渣。鉆孔傾角偏差不超過±2°。錨桿成孔深度需超過設計長度50cm。錨桿桿體采用φ32鋼筋。自由段涂防銹漆后，外套塑料波紋管。為確保鋼筋在孔洞中定位準確，每隔2m設置一個定位支架。安裝采用人工推入法進行，安裝時，應盡量保持平順，下到孔底時應適當上提，以避免壓彎。普通錨桿為全粘結型錨桿，全孔注水泥砂漿，注漿材料應選用合格材料，水泥標號普通硅酸鹽水泥42.5R。注漿壓力宜為0.5～1.5MPa，水泥砂漿水灰比為0.4～0.5，灰砂比為1:1.2，漿體強度不低于M25，每延米錨桿水泥用量約30kg。

7.4擋土墻施工

擋墻基坑應采用分段開挖，開挖一段，立即漿砌、回填一段。混凝土的強度等級是C15，毛石要求質地堅硬新鮮，無風化或裂縫，強度等級應大于MU30。擋墻實際高度根據各邊坡實際高度確定，墻頂用1∶3水泥砂漿抹成5%外斜護頂，厚度不小于30mm，墻身砌出地面后，基坑必須及時回填夯實，并做成不小于5%的向外流水坡。擋土墻每隔10～20m設置伸縮縫，縫寬20mm，縫中填設瀝青麻絲，沿內外頂三方填塞，深度不小于150mm。為防止泄水孔堵塞，濾水層必須使用透水性材料（如：卵石，砂礫石等），粒徑10～20mm。

7.5截、排水系統施工

排水溝底板和邊墻砌筑要求砌筑層面大體平整，塊石大面向下，石塊間必須靠緊，石縫要以砂漿填滿搗實。排水溝采用人工開挖，開挖深度必須大于溝底厚度與側邊墻高度之和，開挖邊坡比1：0.15～1：0.2。截水溝應能保證迅速排除地面水流，溝底縱坡不應小于0.3%，以免水流停滯；截水溝彎曲段的彎曲半徑，應保證圓滑順暢，不應小于溝底寬度的5倍；陡坡和緩坡段溝底應設伸縮縫，縫間距為10～15m。3.0m寬放坡平臺為防止雨水沖刷土體，放坡平臺整平后水泥砂漿抹面60mm。消能池根據邊坡地形條件設置在跌水槽落差較大區域或跌水槽匯入市政排水系統位置處；為防止泥沙堵塞截水溝，沉砂池應根據邊坡地形條件設置在截水溝出水口位置處。

8 　結束語

本文以廣寧縣赤坑中學的滑坡實例為背景，對在設計過程中的滑坡治理分析進行了簡要的敘述，圍繞最終的治理方案，對具體設計內容及相關重要細節進行了必要的闡述與論證，對同類型淺層土質滑坡的治理設計具有一定的借鑒意義。

[1]常士驃,張蘇民.工程地質手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[2]門玉明,王勇智,郝建斌,李尋昌.地質災害治理工程設計 [M].北京：冶金工業出版社，2011.

[3]鄭永遠.防災減災的基礎研究及應用研究進展概況 [J]：自然災害學報，1996，5 (4)

[4]劉傳正.臺灣省山地災害防治與環境保護概覽 [J].水文地質工程地質，2001，31 (6)

F407.1[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～415～2