典型填土滑坡支護工程施工難點分析對策

謝武平 朱文景 魏 昕 謝 超

（湖南省核工業地質局三0三大隊 湖南長沙 410119）

1 工程概況

2015年1月，湘江東路K0+040-K0+200段北西面路基邊坡發生滑坡下沉，2015年3月對該段進行了鋼管樁治理。2016年5月修復該路段時，發現該段有向北西向位移現象，拉張裂隙長約20m，寬約5～15cm。2016年6月至7月初，因雨水沖刷，該段張拉裂隙繼續加大。

場地內滑坡總體滑動方向為自南向北滑動，滑坡體周邊張性裂縫發育，呈弧形。整個滑坡體前緣寬度約110m，順主滑動方向長約70m，根據變形觀測矢量圖確定主滑方位角20°，滑體最大厚度為18m，滑坡后緣張性裂縫發育，寬 5～20m，長約 20～100m，走向 260～270°，與坡向斜交，且有交錯想象，滑坡后緣錯臺約0.8～1.5m。

1.1 地形地貌

場地處于湘江右岸一級階地上，原始地形南高北低，原始坡度約為7～12°，由于建房及修路修建開挖和回填堆積等改造，現邊坡區地面標高介于90.5～113.3m之間。場地地貌屬一級階地地貌；場地現狀微地貌特征主要呈臺階狀，原有斜坡區已被掩埋，該區位于湘江東路北側，交通便利。

1.2 地質構造

根據《湖南省地質圖》及《湖南省構造綱要圖》，根據現場踏勘和1：5萬冷水灘鎮幅區域地質資料，滑坡區上覆第四系土層主要由第四系沖積層組成；基巖為一套以淺海相碳酸鹽巖為主，夾淺海相碎屑巖，主要出露為泥盆系上統余田橋組（D3s）灰巖、泥灰巖，厚60～150m，基巖產狀為153∠55°，區內總體由一系列南北向及北東向的背、向斜組成。勘察區內巖層以單斜構造為主，未見較大規模斷裂構造，地質構造較簡單。

1.3 地層巖性

根據野外勘察結果，結合室內土工試驗，場地巖土層主要為雜填土（Q4ml）、粉質粘土（Q4al）、卵石（Q4al）、強風炭質灰巖（D3s）、中風化炭質灰巖（D3s）。

滑體土體物質組成主要以雜填土為主，滑床主要為粉質粘土和泥盆系強風化碳質灰巖，滑帶主要沿雜填土與粉質粘土、強風化碳質灰巖接觸界面滑動，以湘江河作為剪切破壞口。

1.4 水文地質條件

場地地表水主要為湘江，位于滑坡坡腳，水量充沛，水位升降大、流速大，對岸坡沖刷大；場地地下水主要類型為孔隙水及基裂隙水，孔隙水主要賦存于雜填土及卵石層中，受大氣降水及地表水補給，隨季節變化影響較大；基巖裂隙水賦存于泥盆系強風化及中風化炭質灰巖風華帶裂隙中，補給來源主要為地表水和大氣降水，雖然巖石節理裂隙發育，但因其多呈半張開～微閉合狀態，地下水徑流條件一般，以片狀流形式排泄于地勢低洼處，水量貧乏，透水性一般，有利于地下水積聚而造成上覆土軟化，是該滑坡滑動的重要原因之一。

2 施工圖設計主要內容

湖南省交通規劃勘察設計院2016年10月提供的施工圖設計的主要處治設計內容如下：

（1）在一級平臺上設置一排抗滑樁，每三根抗滑樁頂橫系梁，抗滑樁截面均為中2500mm，樁中心間距為5m，共30根樁。

（2）滑坡前緣采用樁基礎+冠梁+護面墻防護措施，樁徑1200mm，間距4m，樁長8～13m，冠梁寬1.5m，高1m。

（3）已滑動松散的路基體，采用挖除換填的處治措施，換填材料采用透水性較好的砂礫土，分層碾壓后，再進行上部路基的填筑。

（4）滑坡后緣設4條縱向600×800mm的碎石盲溝。

（5）一、二級邊坡坡面均采用M7.5漿砌片石進行護坡處理，且設PVC排水孔。

（6）滑坡施工期間位移、變形監控、測量及分析，為施工及工程安全提供科學依據。

3 施工難點分析

3.1 施工便道、平臺及便道高邊坡的防護問題

本工程坡腳為湘江，坡頂為市政公路，施工作業時，施工機械行駛路線從坡頂往下直接作用于滑坡上部，等于變相的增加了滑坡的下滑力，其滑坡體穩定性將受到影響，且滑體土主要為未經固結沉降或壓實的雜填土，無法承受旋挖鉆機、挖機、混凝土泵車的重量，加上自然坡度大，修建便道時不可避免要挖方形成高邊坡。

3.2 大直徑旋挖樁成孔難的問題

本施工項目位于湘江河邊，處于滑動斷層處，上部地質情況主要為雜填士、粉質粘土，河床下有沙層，在抗滑樁施工時，由于材料、機械荷載及施工荷載較大，對滑體土方產生的擾動較大，極易引發孔隙水泄漏造成塌孔，引起安全、質量事故。

4 施工對策

（1）施工所需旋挖鉆機、挖掘機、鋼筋、套筒等機械設備及原材料直接由施工便道進入施工現場。場地地面需承載力大于三一重工旋挖鉆機SR360型（履帶寬度0.8m、長度6.0m）自重125T；50T吊車（單個輪胎接觸面積為0.075，支撐為0.25）吊裝鋼筋籠時（加鋼筋籠）重量：80T，共計為215T，P=M/A=205×10/（0.8×6×2+0.075×14+0.25×4=（A為機械對地基的接觸面積），機械所造成的壓力為：176.7kPa，雜填土無法提供這么高的承載力，必須采取其它有效保證安全措施。建議在反開挖并回填壓實后，鋪設50cm片石（具體厚度根據實際需要決定）+20cm厚級配碎石+20cm厚C30混凝土面層。搭建各種臨時設施，按規范要求接通現場用電用水及施工排水措施。

由于旋挖鉆機回轉半徑大，鉆桿高，自重大，在作業時需要將近8m寬的操作空間，在鉆機就位前使用挖掘機將原地面的淤泥及軟弱層清除，再平整整個場地并夯實做為鉆機的施工作業平臺，保證平臺的寬度不小于6m，并保證場地有一定硬度以免鉆機沉陷或傾斜。若場地軟土較厚，硬度不夠，則在表面鋪設50cm厚片石+20cm厚級配碎石平整碾壓后檢測承載力是否達到要求，再確定平臺是否再硬化，以保證鉆機施工作業的安全性。平臺及便道開挖后形成了的高邊坡，建議對其進行水泥漿噴漿防護。

（2）埋設鋼護筒

根據工程地質條件和試樁經驗發現，如何保證在厚層的軟塑一流塑的淤泥和淤泥質粘土層順利鉆進成孔，避免在該地層發生縮徑坍塌等現象是施工成敗的關鍵。鑒于深厚的軟塑一流塑淤泥和淤泥質粘土層的不穩定性，根據我公司的施工經驗采用鋼護筒將敏感地層全部隔離，確保成孔安全。

設計圖紙中抗滑樁的鋼護筒埋設長度統一為5m，為穿過上部的雜填土，考慮到抗滑樁及坡腳防沖刷樁鄰近湘江河邊，地下水豐富，會導致成孔過程中出現塌孔，建議將鋼護筒埋設至巖層。

施工前設置堅固、不漏水的鋼制護筒，護筒在鋼模生產廠家定制，采用QB235、δ＞16mm鋼板加工制成，護筒內徑為2800mm及1400mm，上下口外圍加焊加環。鋼護筒的埋置深度應根據地質和地下水位等情況確定長度；機械設備采用500T振動錘放。先將鋼護筒堆放在旋挖機鉆孔附近，鋼護筒放置的深度按每個樁的土質確定，錘入的深度必須達到灰巖中；埋設時必須注意護筒的垂直度，護筒放置應緩慢平穩機械均勻加力，確保鋼護筒順利成孔。

沉入和起拔鋼護筒間的主要工序及要求：在工程開工前期短促的準備時間里，在現場用振動錘沉入和起拔。沉入深度應根據地質和地下水位等情況確定。在軟弱、易坍塌的地層中施工，由于鋼護筒的作用，極其復雜的地層都變成工藝簡單、安全可靠的施工環境。挖到持力層后還可以取樣試壓，以便確定樁底的標高。鋼護筒護壁優點：①可縮短整個施工工期旋挖樁工藝簡單，鋼護筒工藝安全可靠，它動用的設備少，容易做到全面鋪開，工期可以縮短便于趕工期。②安全性高。由于鋼護筒護住了第四系粉土及填土段，能保證樁內穩定性。

鋼護筒旋挖樁的工藝方法及原理：該工藝的施工過程就是用振動錘將鋼護筒沉至巖層，并將護筒內的土挖空減少下沉摩擦阻力，然后繼續用振動錘插打直至無法下沉為止。然后繼續機械挖孔，直至樁孔施工完畢，完成樁的鋼筋混凝土澆灌工作。該工藝實施的關鍵工作是能將鋼護筒打至灰巖層，取得止水和防止軟弱層孔壁坍塌的效果良好，確保挖孔順利進行及混凝土澆筑的質量。

5 結語

本文主要對填土邊坡處理過程中的難點進行分析，并提出合理可行的專項施工方案，經過現場實踐，完成效果較好，但需要進行設計變更，增加不小的投資。給設計單位建議在設計時一定要分析施工難度以及施工可行性，不能由于設計的不合理而增加過多的投資或是引發施工事故，同時給濫挖濫填、不按規范要求施工的單位和個人敲響警鐘。