抗滑樁在堆積體滑坡治理中的應用

朱新聰 何志軍

摘要：堆積體滑坡是滑坡的一種重要類型，沿下伏基巖面失穩是堆積體滑動破壞的主要模式之一。文章以受構造影響的某高速公路堆積體滑坡為依托，闡述了滑坡的地質條件、基本特征及滑坡成因，并通過傳遞系數法對滑坡的穩定性進行計算分析，同時依據計算結果對兩種治理方案進行了比較，最終選擇圓樁對滑坡進行處理。根據后期監測結果可知，滑坡變形未進一步發展。該滑坡的成功治理為堆積層滑坡治理提供了參考。

關鍵詞：抗滑樁;堆積體滑坡;治理措施;穩定性

中圖分類號：U418.55 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.010

文章編號：1673-4874（2019）09-0032-04

0引言

抗滑樁是穿過滑坡體深入滑床的樁體，用以支擋滑坡體的滑動力，起到穩定邊坡的作用，適用于淺層和中厚層的滑坡，是一種滑坡抗滑處理的主要措施，治理效果好，可靠性高，在公路、鐵路等工程中被廣泛應用。本文結合廣西自治區樂業至百色公路第TJ-10合同段ZK96+618-ZK96+735里程段的滑坡事故，闡述滑坡的地廚情況、基本特征、成因及治理措施。

1工程概況

滑坡區屬丘陵地貌，右高左低，地面標高在590～700m，自然坡度約25°-35°地表植被以松樹及灌木為主。原設計為三級邊坡，最大高度33m。邊坡坡率為1：1，采用生態防護。

開挖之后發生第一次滑動，之后的兩個月內共發生四次大規模滑動，根據位移監測結果可知，雨季之后滑坡變形趨于穩定.滑坡體沿路線長約76m，沿滑動方向約120m，高49m，平均厚度約15m，滑坡周界約220m，面積約4576m，體積約5.5萬m;后緣高程647m，距離后方山頂約180m，高差53m，前緣剪出口位于左幅路基，高程接近設計標高。見圖1。

2 地質條件

2.1地層巖性

滑坡區交通條件較便利。屬南亞熱帶季風氣候。光照充足，雨量充沛，年均降雨量為1700mm，集中在5-10月份，年均蒸發量為1406.9mm。

勘察區屬中低山地貌，從地面依次向下主要地層及特征如下：

第四系（Q）粉質黏土（Qdl）：棕黃色，硬塑，韌性中等，干強度中等，無搖震反應，含少量礫石、碎石，含量≤5%.層厚7.0-11.0m。

碎石（Qdl）：灰黃色，稍密，稍濕，碎石粒徑20-100m，含量為50%-60%，礫、碎石多呈棱角狀，粘粉粒充填。厚度為2-5m。

6-12碎塊狀強風化粉砂巖（T2）：灰黃色、灰色，粉砂狀結構，薄層狀構造，泥質、鈣質膠結，裂隙發育，巖質較軟，破碎，巖芯呈碎塊狀，個別呈短柱狀。按巖石堅硬程度劃分屬軟巖，厚度為3-5m。

6-13中風化粉砂巖（T2）：灰色、深灰色，粉砂狀結構，薄層狀構造，泥質、鈣質膠結，層理傾向20-26°、傾角22°-35°裂隙較發育-發育，據CBZK33孔的巖石試驗成果可知，巖石飽和單軸抗壓強度平均值為39.0MPa，按巖石堅硬程度劃分屬較堅硬巖。

2.2 地質構造

根據現場地質調查、鉆探揭露及區域地質資料顯示，滑坡區上部多為第四系坡積層，下伏基巖為三疊系中統粉砂巖，巖石風化裂隙有二組較發育，產狀分別為360°∠78°、頻數4-6條/m和250°∠66°、頻數3-5條/m。裂隙面多有鐵質渲染及泥質充填。

巖層產狀20°-26°∠22°-35°，邊坡走向207°，邊坡坡向與巖層傾向夾角83°，層理與節理250°∠66°組成楔形體，組合交線傾向333°，傾角15.4°。傾向與滑坡滑動方向一致。見表1、圖2。

滑坡區存在一條構造破碎帶，構造帶兩側巖層產狀稍有變化，破碎帶的存在導致巖土層孔隙比大，容易富水。破碎帶寬5-10m，產狀65°/75°。

經地質調查，場地附近的地表水主要為滑坡兩側溝谷的季節性匯水，降水是其主要補給來源，旱季水量較小。地下水主要為松散巖土層內的孔隙水及基巖裂隙水，地下水較豐富，勘察期間水位埋深4-10m。

3 滑坡特征及滑坡原因分析

本滑坡屬于正在滑動的新生滑坡，其基本特征如下：

（1）后緣：滑坡共經歷4次滑動，坡體內存在多處滑坡平臺及滑坡臺階，臺階最大高度為3m，目前后緣裂縫寬度為50cm，高差為30Cm;

（2）兩側剪切裂縫：最大裂縫寬度為60cm，最大高差約260cm，位移為120Cm;

（3）前緣及坡體：滑坡體內部發育多條張拉裂縫，坡面已完全解體;

（4）根據滑動帶綜合勘察結果，確定滑帶位置，如圖3所示，平均深度為15m;

（5）滑動方向呈直線，由監測點的位移方向推測滑動方向為332°，與路線走向夾角為125°;

（6）滑坡體以坡積黏質黏土及碎石為主;

（7）通過滑坡現場調查、地質勘察、變形監測等技術手段聯合分析該滑坡病害發生原因，影響該滑坡變形發展并形成災害的主要影響因素有：坡腳組成楔形體，存在構造破碎帶導致富水程度較高，覆蓋層較厚且自穩性差是滑坡的內因，人工開挖形成臨空面及連續降雨是滑坡發生的主要外因。

4滑坡穩定性分析

根據該邊坡滑坡的變形破壞現狀，結合邊坡滑坡的發育特點與規律，分析認為該滑坡主體處于滑動階段，滑面已完全貫通，進一步擾動，滑動范圍將繼續擴大。

強度參數根據反演分析并結合工程地質類比綜合確定，最終確定的巖土體物理力學參數如表2所示。

根據《公路路基設計規范》（D30-2015），邊坡穩定安全系數取值如表3所示：其中正常工況為邊坡處于天然狀態下的工況，非正常工況I為處于暴雨或連續降雨狀態下的工況，非正常工況Ⅱ為處于地震等荷載作用狀態下的工況。

該滑坡治理后穩定安全系數按照正常工況1.20、非正常工況1.10控制。由于地震烈度為7度，根據《公路工程抗震規范》（JTG B02-2013）的要求，可不進行抗震驗算.計算剩余下滑力如表4所示。

5治理方案

本滑坡具有以下幾個特點：（1）坡積層較厚，平均深度約15m，自穩能力差;（2）水是誘發本滑坡產生的重要原因，必須對坡體地下水進行疏排，以及將地表水攔截在滑坡坡體外;（3）滑動方向與路線走向夾角為125°，屬于斜交.

5.1方案比選

共設計兩個方案進行比選：

方案一：圓樁

（1）在第一級邊坡頂部做單排圓樁，樁長23m，樁間距4m，樁徑2.5m，樁頂設置系梁，并設兩道預應力錨索，錨固力為750kN。由于滑坡方向和路線是非垂直關系，圓樁采用均勻配筋。

（2）該位置剩余下滑力為1500kN，治理后正常工況穩定安全系數為1.243;非正常工況1穩定安全系數為1.13。

優點：開挖量及征地較小，對目前坡體擾動較小，可采用機械施工，施工過程風險較小。缺點：造價較高。見圖4。

方案二：方樁

（1）在坡頂外側垂直滑動方向做一排方樁，尺寸為2.5x 3m，樁長28-30m，樁間距5m，共9根，樁頂設置兩道預應力錨索，錨固力為750kN。坡面范圍內按照1：1.5放坡，拱形骨架植草防護。

（2）該位置最大剩余下滑力為2100kN，治理后正常工況穩定安全系數為1.22;非正常工況1穩定安全系數為1.11。

優點：抗滑樁數量較少，造價相對較低。缺點：需增加征地，人工開挖，施工過程風險較大。見圖5。

5.2 方案推薦

綜合考慮經濟、施工安全、施工工期等方面，對上述兩個方案進行綜合比選后，將方案一作為推薦方案，共設置18根φ2.5m圓形抗滑樁。

5.3排水及監測措施

（1）地表排水：邊坡坡頂及裂縫外側5m位置分別設置一道截水溝，所有截水溝應與涵洞、山間沖溝或坡頂急流槽接順;樁頂設置上擋式截水溝，各級平臺截水溝需接順;對坡頂外側裂縫用黏土夯填封閉處理。

（2）地下水排水：在每級邊坡坡腳設置仰斜式排水孔，排水孔間距為5m。在具體施工過程中，應根據施工揭示地層及含水狀態等實際情況調整孔位、孔數和孔深，以排水孔正常出水率達50%以上為宜，確保平孔排水工程效果。

（3）在邊坡滑動方向布設深部位移監測斷面1條，共3個點，平均孔深25m，監測周期為治理期一年，工后兩年。

（4）在地表布設地表位移監測點，監測周期為治理期1年，工后2年。

6 結語

（1）目前該滑坡已經施工完畢，根據現場監測結果，邊坡未發生繼續位移及變形，實踐證明，該滑坡治理是成功的。

（2）構造破碎帶的存在及堆積層厚度大，是導致滑坡發生的主要內因，坡腳開挖及強降雨是滑坡發生的外因。破壞方式是堆積體沿土巖交界面發生的折線滑動破壞。