淺談公路路塹滑坡治理

王葉飛

(遼寧省交通規劃設計院有限責任公司 沈陽市 110166)

1 概述

公路工程建設在路塹開挖過程中發生滑坡時，將對工程建設產生直接影響，增加工程建設的人力、物力、時間成本。最直接的是對施工進度的影響，原有施工計劃被迫調整，相關工程被迫停工，而且滑坡發生后由于增加地質勘察、方案設計、審查、批復等一般需要較長周期，而且有些重要的大型滑坡在程序上需要兩階段設計，時間周期更長。另一方面是對工程投資的影響。滑坡治理采取工程措施一般情況均會使工程費用增加；而且滑坡發生時如已施工的部分防護等設施破壞的，還會產生該部分工程費用的報廢。其它方面的影響包括對線外設施，如民用建筑和設施的影響、占地的增加、對即有交通設施的中斷等。滑坡治理的成敗也直接關系到工程在運營期間的安全和使用性能。所以有條件時滑坡應及早發現、盡量避免，治早治小；對已發生的滑坡的治理措施應及時、合理、安全可靠。

2 路塹滑坡分類和形成原因

路塹工程滑坡按時間上可將其分為勘察設計階段和施工階段。

勘察設計階段滑坡是指由于勘察設計時采取的措施不足在施工時所引起的滑坡，有時雖然地質勘察滿足規范要求，但由于地質的復雜性、有限的地質鉆孔等不足以揭示地質情況，或者鉆孔位置末揭示邊坡的不利地質情況，進而根據地質資料設計采取的工程措施也就不能完全避免滑坡的發生，該類滑坡發生較少。對該類滑坡的預防和勘察經驗有著直接關系，根據地形和初判地質合理布設地質鉆孔位置、對產生滑坡影響較大的邊坡適當加強防護可減少該類滑坡發生；施工期間如發生地質情況與設計不符應及時溝通、跟蹤和調整設計方案進行動態設計。

施工階段發生的滑坡一方面是由于施工工序產生的，如末逐級開挖逐級防護、在施工過程中為先形成便道而開挖坡腳、坡頂截排水設施不完善、邊坡爆破振動等。對該類滑坡的預防和減少措施即規范施工、加強施工期間的監管，可有效避免該類滑坡發生。另一方面是由于施工期間的自然原因造成的，如施工期間的連續強降雨、地震等，該類滑坡發展發生一般較快，而水與邊坡巖土體的關系是影響滑坡的一個十分重要原因，對該類滑坡的減少主要方面是在施工期間應做好坡體的截排水措施，受雨水影響較大的邊坡對已施工的坡面及時綠化或進行遮蓋減少雨水的影響。

3 路塹滑坡處治方案

一般路塹邊坡開挖后均有邊坡釋放過程，開挖過程中和工程措施實施后均應對邊坡進行監控和量測，密切關注邊坡的變形過程，在滑坡發展的初期進行加固可減少已施工設施的浪費，所以做到及早發現及早治理可起到事半功倍的效果。對已形成的滑坡或坡面破壞的治理措施均為較成熟的措施，如根據補充地質勘察資料采取的削坡減載、錨固、支擋、綜合截排水設施等。其中削坡減載多適用于土質邊坡，由于土質邊坡在受水的影響產生滑坡后一般滑動土體較為松散、含水量大、巖土力學指標低，對該滑動土體采取支擋措施工程費用較高，且由于土體松散很容易在支擋后產生越頂而重新滑動，所以對滑動土體進行清除一般為較直接和有效的措施，當然削坡減載還與地形地物有直接關系，應綜合考慮。硬質巖石邊坡滑動一般滑面和力學分析較為準確，且滑體整體性較好，一般可采用錨固和支擋措施。軟質巖石邊坡產狀復雜、巖性不均一，且有些受水影響較大，較為復雜，應根據地勘資料綜合分析、綜合施策。下面以一工程實例舉例說明路塹滑坡治理。

4 路塹處治實例

4.1 工程概況

某工程挖方邊坡坡頂自然地面為傾斜約30°斜坡，坡頂民房，地表覆蓋約5m厚粘土層，下伏強風化石英砂巖夾頁巖，強風化層厚度約11m，以下中風化頁巖夾石英砂巖，巖層產狀319°∠15°。該段挖方路基，中樁最大挖深約8m，為二級邊坡，最大邊坡高度約17m，坡腳設置重力式擋土墻，墻頂邊坡坡率1∶1、1∶1.25，防護型式均為拱形骨架植草護坡，橫斷面如圖1所示。

圖1 路基典型橫斷面圖

邊坡實施后發生變形，第二級邊坡拱形骨架發生開裂，且坡面局部出現裂縫，最大縫寬約15cm，邊坡小樁號側發生錯臺，臺高約1m，遠裂縫線距離房屋腳約13～17m。

4.2 地質情況

滑坡發生后進行補勘工作，根據地質調繪和鉆探資料，邊坡區覆蓋層由第四系殘坡積成(Q4el+dl)的粘土、角礫土組成；下伏基巖為二疊系下統梁山組(P1l)頁巖、石英砂巖。地層巖性特征如下：

①-1角礫土(Q4el+dl)：鉆孔揭露層厚1.2～2.80m，主要分布于邊坡表層。棕黃色夾灰褐色，主要由粘粒、角礫組成，角礫含量約占60%，棱角狀，粒徑為4～10mm，土質不均勻，松散，稍濕。承載力基本容許值[fa0]=150kPa，摩阻力標準值[qik]=0kPa。其土、石等級為Ⅲ級。

②-1粘土(Q4el+dl)：鉆孔揭露層厚0～4.0m，分布不連續，范圍有限。棕黃色，主要由粘粒和粉粒組成，土質均勻，粘性一般，稍濕，可塑。承載力基本容許值[fa0]=150kPa，摩阻力標準值[qik]=60kPa。其土、石等級為Ⅲ級。

③-1強風化頁巖(P1l)：鉆孔揭露層厚5.1～13.2m，全場均有分布，局部與石英砂巖互層。灰黑色，泥質結構，薄層構造，巖質軟，裂隙發育，巖石破碎。承載力基本容許值[fa0]=300kPa，摩阻力標準值[qik]=80kPa。其土、石等級為Ⅳ級。

③-2中風化頁巖夾石英砂巖(P1l)：鉆孔揭露層厚8.1～9.5m，全場均有分布，灰色，泥質夾砂質結構，薄層夾中厚層構造，巖質軟夾硬，裂隙發育，巖石破碎。承載力基本容許值[fa0]=600kPa。其土、石等級為Ⅴ級。

4.3 滑坡原因分析

根據以補勘資料及現場垮塌情況分析，本次邊坡垮塌屬于淺層垮塌，表層覆蓋層粘土及角礫土厚約4m，根據地勘揭露的地質剖面，除表層覆蓋層外，強風化層厚度10～15m。受施工期間強暴雨襲擊，雨水浸泡，軟化表層土體抗剪強度指標，且坡口以上地形較緩，降雨期間雨水未及時沿坡面下排，雨水下滲嚴重，從而造成邊坡淺層垮塌。

4.4 治理方案

邊坡雖然為淺層土體開裂，但因其上部有房屋，故為確保上部房屋安全，按滑坡進行不利情況分析計算和加固方案設計，潛在滑面條分圖如圖2所示。

圖2 潛在滑面條分圖

滑坡穩定性分析根據《公路路基設計規范》(JTG D30-2015)中傳遞系數法公式分條塊計算滑坡各段剩于推力：

Ti=FsWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ciLi

ψi=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi) tanφi

當Ti<0時，應取Ti=0

式中：Ti、Ti-1—第i 和i-1 滑塊剩余下滑力(kN/m)；

Fs—安全系數；

Wi—第i滑塊的自重力(kN/m)；

αi、αi-1—第i和i-1滑塊對應滑面傾角(°)；

φi—第i滑塊滑面內摩擦角(°)；

ci—第i滑塊滑面巖土粘聚力(kN/m)；

Li—第i滑塊滑面長度(m)；

ψi—傳遞系數。

計算結果不利工況下下滑力如圖3：

圖3 不利工況剩余下滑力曲線圖

根據下滑力計算結果，提出了三個加固方案。如圖4所示方案一采用抗滑樁支擋，對抗滑樁下部土體進行清方處理，于原有路塹墻頂1∶2放坡清方，由于坡體地面線較緩，為防止雨水下滲軟化強風化層，坡面采用40cm 漿砌片石滿鋪封閉。

圖4 方案一治理剖面圖

方案二如圖5所示，采用錨索加固處理，由于場區覆蓋層較厚，且裂縫線位置距離房屋較近，為防止坡面清方牽引上緣土體下滑，造成房屋安全隱患，于裂縫位置設置3排鋼管樁臨時加固支擋處理，鋼管采用直徑108mm，注漿材料采用M30水泥砂漿。待鋼管樁施工完畢后，于原路塹墻頂按1∶2坡率放坡，錨索框架植草防護。

圖5 方案二治理剖面圖

方案三如圖6所示，采用抗滑樁并結合反壓處理，于距離原路塹墻墻背約6m位置設置樁板墻支擋處理，抗滑樁設置樁頂高于原地約3m高度，并設置樁板，樁后填土對坡體進行反壓。

圖6 方案三治理剖面圖

三方案比較分析，方案一設置抗滑樁可抵抗滑坡的進一步發展，且坡面封閉可防止雨水下滲進一步軟化坡體。方案二錨索錨固雖可起到治理的目的，但由于錨索預應力松弛以及鋼絞線防腐等問題其治理后仍會存在一定變形。方案三設置抗滑樁支擋后坡體反壓，反壓體位于斜坡上，其壓實效果及后期防水存在一定不確定性。且三方案相比方案一造價最低。通過對三個方案的安全、造價、加固效果綜合分析，最終選用方案一為本邊坡的治理方案。

5 結束語

該邊坡僅為路塹滑坡的一個特例，實際工程中的路塹滑坡差別很大，治理措施也不盡相同，應根據各滑坡的實際狀況及其危害程度采取不同的措施，總體原則一定確保安全，在安全的基礎上綜合考慮造價、工期等因素綜合確定治理措施。