柳州某膨脹土滑坡的地質特性及處治技術探討

鄭勇 唐咸遠

摘要：文章以柳州某碳酸鹽巖風化而成的殘積膨脹土滑坡為例，在對滑坡的鉆探勘察及進行土性、強度測試的基礎上，提出了采用適當放坡卸荷、修筑漿砌片石擋墻、施加錨桿及格梁、修筑排水溝和坡面植草等治理技術措施，并介紹了工程質量檢測與施工安全監測措施。實踐表明該處治技術能有效地處治膨脹性紅黏土地質滑坡。

關鍵詞：膨脹土滑坡;紅黏土;錨桿;格梁

中圖分類號：U416.163 文獻標識碼：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.002

文章編號：1673-4874（2019）07-0004-03

0引言

膨脹土吸水膨脹軟化和失水收縮開裂的特性，極易使此類人工邊坡出現淺層滑塌破壞。在廣西，膨脹土地質災害主要集中在南寧、百色、崇左、欽州等地區，而在柳州市區，膨脹土災害卻較為少見，相關資料較少。

本文以廣西柳州市區某大學一膨脹土邊坡滑坡治理工程為例，通過地質勘察，進行了膨脹土地層的相關土性試驗，確定了設計參數取值，提出了采用適當放坡卸荷、修筑漿砌片石擋墻、施加錨桿及格梁、修筑排水溝和坡面植草等治理技術措施，并對工程質量檢測與施工安全監測進行了介紹。

1場地工程地質條件

柳州洛維工業園區某大學校區一人工邊坡位于學生宿舍CD組團北側土丘斜坡地段，因坡面較陡且未采取相應的防護措施，邊坡在雨水的沖刷下，局部出現淺層滑坡，危及下方建筑物及道路的安全。實測的邊坡滑動周界及主滑方向如圖1所示。

1.1地形地貌

擬建場地位于校園內西南角，其南側為東西向的石灰巖山，山頂標高248～288m，本場地在山體北側山腳斜坡地帶。山體植被發育，勘察時場地北面地段有填土堆積，場地標高92.86～105.27m，相對高差約12.41m。區域地貌為柳州峰林谷地（平原）區。

1.2地質構造

據相關地質資料及工程勘察成果可知，場區位于桂中凹陷來賓斷褶帶北部，場地上覆地層主要為碳酸鹽巖風化而成的殘積紅黏土，下伏為中石炭統黃龍組（C2h）白云巖，處于河表向斜西翼，巖層呈南西向北東傾斜的單斜構造，傾角約為15°，場地穩定性較好。

1.3地層巖性

勘察時共鉆孔10個，勘察場地揭露深度范圍內巖土層為：

（1）雜填土①層（Q4）：灰褐色，稍濕，結構松散，主要成份為碎石、塊石、黏性土等建筑垃圾，堆填時間約5年。該層僅ZKI號鉆孔有分布，層厚為2.00m。

（2）硬塑狀紅黏土②層（Q）：黃褐色、灰褐色，結構致密，手指壓略有印痕，干強度、韌性高，無搖振反應;局部含5%～10%鐵錳質結核及強風化白云巖碎塊。該層分布連續，層厚3.10～13.20m。

（3）中風化白云巖⑨層（C2h）：呈灰色、灰白色，細晶結構，中厚層狀構造，結構部份破壞，巖質硬脆，裂隙較發育，巖芯以碎石、碎塊狀為主，干鉆難鉆進。本層分布連續，頂板埋深3.10～13.20m（標高84.31～94.87m），揭露厚度1.20～1.30m，未鉆穿。

1.4地下水

本次勘察在枯水期間進行，地下水埋藏較深，場區各鉆孔均未見地下水。查區域水文地質資料可知，場區地下水主要為裂隙溶洞水，賦存于下部白云巖中。

1.5土性試驗

由于邊坡場地主要覆蓋層硬塑狀紅黏土②層較厚且工程性質較差，故取該層原狀（Ⅱ級）土樣6件做常規土工試驗，試驗按JTGE40-2007E4]要求進行，所取土樣的土工試驗成果、各力學參數詳見表1。

從表1可知：

（1）邊坡坡面黏土自由膨脹率為42%，塑性指數高達27.87。按2004年公路路基設計規范，應判定為弱膨脹土。

（2）根據廣西膨脹土地區建筑勘察設計施工技術規程，場地②層為碳酸鹽巖風化形成的黃色殘積紅黏土，屬B2亞類，綜合判定紅黏土②層為中等膨脹土。

（3）場地類別為一類，因②層土直接受高溫作用，故按收縮變形量計算，經計算收縮變形量Ss=97.72mm，則脹縮變形量Ses=Ss=97.72mm，依據表1，綜合判定場地②層土地基脹縮等級為Ⅲ級。

2邊坡治理工程設計

2.1巖土參數取值

根據土樣的試驗結果及當地經驗值確定的設計巖土參數取值如下頁表2所示。

2.2治理工程設計

綜合該邊坡的滑坡實際情況，治理工程設計采用適當放坡卸荷、施加錨桿及鋼筋混凝土格梁、修筑漿砌片石擋墻、修筑排水溝和坡面植草等工程技術措施，典型的斷面設計如圖2所示。

2.2.1放坡卸荷

（1）整個邊坡放坡卸荷，邊坡開挖應與邊坡支護相結合進行，分段分層開挖。

（2）邊坡按離地（擬建道路）7m高設一級平臺，平臺寬度為1.O m。

2.2.2全長粘結錨桿

坡面錨桿設計要求如下：

（1）錨桿鋼筋采用直徑為Ф25mm的HRB400級熱軋鋼筋制作，其抗拉強度設計值fy=150kN;錨桿長12.00m，下傾20°，水平及豎直方向間距均為2m，第一排的垂直高度距離擋墻頂為1m，有效錨固長度6m以上，鉆孔直徑為130mm。

（2）坡面按設計要求修整好后，采用錨桿工程鉆機成孔;鉆孔時要保證位置及角度正確;鉆孔鉆進時應要求比設計深度多鉆進100～200mm。

（3）錨桿接長應采用機械連接并對錨桿鋼筋表面進行防腐蝕處理;在錨桿上每隔1500mm設置定位器一個，以保證其位于鉆孔的中心部位;鉆孔后應立即清孔并及時安插錨桿以防塌孔。

（4）錨桿采用一次性注漿，注漿管應隨錨桿同時插入;注漿用水泥砂漿強度≥30MPa，水泥與砂的重量配合比為1：1，水灰比為0.4，為增加漿液的和易性及早期強度，可摻入適量的減水劑和早強劑;注漿壓力≥0.5MPa，灌漿后自然養護≥7d。

2.2.3漿砌片石擋土墻

坡腳擋土墻設計要點為：

（1）整個邊坡坡腳通長設M10漿砌片石擋土墻。墻高出路面1.00m，寬1.00m;基礎埋置深度為0.5m，基底設30cm厚的C10混凝土墊層，墻背設300mm厚的砂礫反濾層。

（2）墻身高出地面20cm處設PVC泄水孔，泄水孔水平間距為2.00m，墻背孔口下設20cm厚C20混凝土隔水層;墻頂和墻腳設散水，散水寬度不小于擋墻高度。

（3）擋土墻每隔10m設置寬約1cm的沉降縫，并用油氈或木絲板填實。

2.2.4混凝土架格構梁和植草及平臺硬化基本要求如下：

（1）放坡坡面采用030混凝土格梁防護。格構梁間距為2.00m×2.00m，橫斷面為O.30m×0.30m。格構梁基礎要夯實，并鋪設10cm厚的C10素混凝土墊層。

（2）放坡平臺采用10cm厚的C15混凝土進行表面硬化以防沖刷;格構梁間坡面植草防護，防雨水沖刷，同時種植當地草進行綠化。

（3）在邊坡后緣約2m處上方設截水溝，在擋土墻墻角設排水溝，均采用紅磚修筑，M10砂漿抹面;坡面依地勢在地勢低洼地帶修筑C15混凝土的豎向集水槽，橫斷面為0.30 m×0.30 m，將坡面雨水集排入邊溝。

3治理工程檢測與監測

3.1錨桿質量檢測

（1）錨桿非破壞性驗收試驗數量不少于錨桿總數的3%，且不能少于5根。錨桿錨固性能試驗不少于3根。

（2）錨桿非破壞性驗收試驗時，荷載應分級施加，分級加荷值分別為設計拉力值的0.3、0.5、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50倍，且最大試驗荷載不應大于鋼筋強度標準值的0.8倍。

（3）錨桿性能試驗應采用逐級一次循環加、卸荷載，其中初始荷載為最大預估試驗荷載（≤0.8倍鋼筋強度標準值）的0.1倍;錨桿極限承載力取破壞時的前一級荷載，但在最大試驗荷載下未達到規定的破壞標準時，就取最大試驗荷載值作為極限承載力。

3.2監測工程布置

對邊（滑）坡進行監測的目的是保證邊坡在治理的過程和運行中的安全。此滑坡治理的主要監測為：墻頂的水平和垂直位移監測、截排水溝及格構梁變形監測。

（1）治理施工過程中主要安排人工巡視，觀察滑坡體是否有蠕變，施工過程中的截排水溝有否異常裂縫，錨桿格構梁是否異常變形等。要求施工過程中每天都有人巡視檢查，遇異常情況及時反饋。

（2）支護結構施工完畢后，建立整個邊坡治理工程的監測網，采用精密水準儀和全站儀，安排專門的監測人員，定期、不定期對治理工程施工實施動態監測。

（3）在擋土墻頂設4個監測點、格構梁設4個監測點、截排水溝設3個監測點進行變形監測。在垃圾填埋場所建立的控制網中選取3個遠離邊（滑）坡的穩定地段且通視良好的控制點作為監測基準點。水平位移采用極坐標法。

4結語

該邊坡處治工程完工后，經過檢測，錨桿施工質量符合要求，監測情況表明墻頂的水平和垂直位移均在設計的合理范圍內，截排水溝及格構梁變形監測也符合設計要求。由此可見采用錨桿+混凝土格梁為主的處治技術整治此類膨脹土滑坡是成功的，達到了經濟環保、安全美觀的處治目的。