范光星
(福建省閩招工程檢測有限公司,莆田 351100)
高速公路K64+940~K65+360 段左側邊坡于2013年6月底開挖路基及邊坡,至2014年4月底邊坡開挖已基本完成,原設計為普通植草防護,至2014年6月坡面植草防護完成。2014年4月~7月期間受降雨影響,邊坡坡頂開裂及坡面出現滑坍,該段變更設計進行滑坡治理,主滑區域B 區采用錨索抗滑樁支擋,A 區、C 區采用第一階擋墻支擋、第二階預應力錨索框架進行加固,2015年12月該滑坡治理工程完成。
2016年高速公路通車運營,3月對邊坡地表宏觀巡查發現,該滑坡抗滑樁前部坡面(第2 級坡面)拱形骨架擠壓破壞,局部滑塌,坡有明顯滑動變形反應;第1 級平臺出現縱向張開裂縫;抗滑樁樁間土體局部小坍塌。至9月,滑坡坡體變形加劇,第2 級坡面滑塌變形嚴重,呈散體狀;抗滑樁樁間土發范圍坍塌嚴重;坡腳第1 級半擋墻,在大里程方向沿施工縫處變形開裂,局部出現水平向剪切裂縫。大里程K65+240 斷面,坡頂距坡口線約17m、35m 處出現2 道變形裂縫,延線路方向展布。
經2016年8月、9月多次對滑坡現場進行踏勘與巡查結合深部位移監測數據分析,該滑坡變形總體特點:
1)坡體局部段落單級邊坡淺層的滑塌,形成局部淺表層的不穩定體,對坡體整體穩定影響較小。同時,抗滑樁樁間土體滑塌,對抗滑樁的整體受力不利,影響較大;且說明該地層巖體受地表水(含地下水)影響較大,雨水易崩解、散體,巖體強度指標下降明顯,對滑坡整體加固支擋影響較大。
2)坡體前緣結構物的變形開裂反映,主要表現為坡體原滑動面的變形加劇反映,對坡體整體穩定性影響較大;坡體大里程方向第1 級平臺開裂、反翹鼓出,第1 級擋墻水平方向沿施工接縫剪出,第2 級錨索框架錨頭開裂等;坡頂山脊出現2 道開裂裂縫。綜合分析該滑坡大里程方向沿原滑動面變形明顯,逐步呈加劇發展趨勢。
3)抗滑樁監測及位移監測數據反映的坡體深層滑動面的變形,現階段變形量值較小,主要體現為蠕變發展階段;根據后期監測數據反應,抗滑樁存在較明顯整體傾斜變形,坡體深層變形發展較明顯,說明坡體變形往深層發展,對坡體整體穩定性影響較大。
4)前階段坡體前部高速公路路面檢查未發現明顯裂縫,9月27日宏觀巡查發現,K65+200 段高速路面出現一道長約6m 縱向擠壓裂縫,說明坡體變形逐步發展,對高速公路運營安全影響日趨嚴重;前部村莊外業調查尚未發現明顯變形活動,需繼續加強巡查和坡體前部的監測工作。
綜合以上情況分析,認為該滑坡變形主要表現為大里程方向變形明顯(K65+200 段),變形量值較大、變形深度較深,往小里程方向變形量值逐步減小。
(1)特大持續強降雨影響。結合滑坡深部位移監測數據分析,2016年該地區遭遇“尼伯特”和“莫蘭蒂”2 次臺風后一段時間,坡體發生較明顯的變形活動,坡體地下水位明顯上升,泉眼及平孔排水滲水明顯,水量較大。綜合分析,特大持續的強降雨影響為該滑坡復活的主要外在誘發因素之一。
(2)大氣降雨及地下水因素。根據監測數據顯示,該滑坡受大氣降雨影響,地下水變化明顯,具有豐富的地下水,降雨后水位較高。滑坡后部山體地勢較為平緩,具有較大匯水面積,且坡體表層為含碎石粉質粘土,巖體松散,為大氣降雨提供較好的滲透路徑,地下水發育程度受大氣降雨及季節影響明顯。大氣降雨及地下水活動是滑坡變形復活的主要外在因素之一
(3)脆弱的巖土工程力學性質。場區上覆厚層的坡積含碎石粉質粘土、殘積粘性土,均為高液限土,下伏風化層凝灰巖、含礫凝灰巖、凝灰質粉砂巖,且發育順坡面節理、層理。對于該滑坡體的地層巖性及節理、層理面,在地下水作用下,巖體飽水后巖體軟化明顯,抗剪強度指標將低,對坡體穩定性造成明顯影響;同時,坡體以松散土層及全、強風化巖為主,滲透系數相對較大,下伏中風化巖為相對隔水層,在雨季時雨水下滲后,地下水位在此處抬高,促使巖體土層相對飽和軟化,抗剪強度降低,為深層潛在軟弱滑動層。該地質條件為滑坡復活的主要內在因素之一。
(4)滑坡變形發展的復雜性。該滑坡施工期間發生變形發展,根據施工期間監測數據、變形破壞情況及設計文件反映,其坡體滑動面較為明顯,主要位于坡體的坡積含碎石粉質粘土層,剪出口位于邊坡第1 級中部,潛在滑動面位于全風化含礫凝灰巖地層,剪出口位于邊坡坡腳附近。高速公路進入運營階段后,受大氣降雨、地下水及臺風帶來的特大降雨影響,坡體巖土體在地下水作用下,巖體力學強度指標發生變化,致使坡體變形持續發展。受人工建設的支擋工程作用,坡體原變形體得到抑制,滑坡的變形發展致使坡體滑動面下移(運營后監測數據分析)、滑坡牽引變形范圍進一步擴大,最終導致滑坡變形的整體規模加大,對原有的工程支擋結構破壞加劇,坡體抗滑樁、預應力錨索框架及邊坡坡體發生較大的變形反應。滑坡變形發展的復雜性是滑坡支擋防護工程措施失效的內在因素之一。
該滑坡現階段總體上處于蠕動變形發展階段,且逐步變形加劇,變形范圍擴大,變形深度逐步加深,逐步向滑坡后部延伸、向滑坡前部路基逐步擠壓影響。該坡體的變形發展對滑坡穩定性影響逐步加大,坡體穩定性較差,對高速公路的順暢通行和安全運營存在嚴重的隱患。
根據對滑坡體的變形特點和趨勢分析,提出以下滑坡應急和治理措施
1)、反壓工程。現階段該滑坡變形發展加劇,為確保坡體的穩定,在坡體前部采取反壓措施。根據坡體各區域的穩定狀態,對該滑坡采取臨時反壓進行坡體前部支擋。
2)、樁間土的穩定。抗滑樁樁間土體由于工程地質條件較差,在水的作用下,樁間土垮塌較明顯,嚴重影響抗滑樁的受力效果。立即采取臨時工程措施,對樁間土體進行加固處置,采用掛網錨噴等見效快、便捷的工程防護措施。
3)、地下水的引排。該滑坡變形受地下水影響明顯,且現階段坡體地下水豐富,含水量較大。立即開展坡體地下水引排措施的實施,有效降低地下水位,提高坡體的穩定狀態。
4)、坡體上部較平緩,地表匯水面積較大,且植被發育,對地表排水不利。清除滑坡體范圍內植被,清除整理地表地形,根據坡體地形條件設置外圍及內部多道截水溝,有效截留地表匯水;設置多道“樹枝狀”排水溝,截水溝與排水溝有效連通,加快地表水的截留引排。截水溝、排水溝按永久性措施實施,根據地表水匯水水量情況,加大溝斷面的截面設計,避免引水外溢。
5)、坡面封閉。該滑坡多次發生滑塌,巖體松散,地表水易入滲。加強坡面松散及變形裂縫的封閉。采用素噴混凝土等臨時措施封閉坡面,減少地表水入滲。
6)、加強坡體位移監測及宏觀巡查。根據坡體變形發展情況,增加部分監測工作,主要以坡體側部、后部及坡體前部路基外側等,以便于通過坡體深部位移監測工作,有效的揭示坡體變形發展的詳細數據及資料,如坡體變形深度、范圍、前部影響位置等。
根據滑坡病害的特點、成因分析和穩定性判斷,故該滑坡于2018年5月前完成預應力錨索抗滑樁、預應力錨索框架、錨索十字面板等分區加固治理措施,通過處理后的監測數據表明坡體已處于穩定狀態,滑坡治理達到了預期的效果。
對于大中型滑坡,安全隱患大,處治造價高,對于治理措施的選擇必須謹慎。首先必須對滑坡體進行詳細的工程地質勘察和監測分析,對滑坡地層、滑坡體變形的特點、滑動面位置、滑坡穩定情況等進行正確的判斷。然后綜合考慮安全經濟技術因素比選采取滑坡的相應治理最佳措施方案,過程中強化對邊坡施工實時監測和宏觀檢查,實時反饋信息并結合開挖情況和氣候條件等因素,在施工過程中進行動態設計,確保萬無一失,爭取一次治理成功,