淺談成都地區膨脹土邊坡處治技術

張富軍

(四川省交通勘察設計研究院有限公司, 四川成都 610000)

1 成都膨脹土概述

成都地區膨脹土(也稱成都黏土)廣泛分布于成都東北、東、東南郊及岷江、沱江二、三級階地上，呈地毯式覆蓋在二、三級各種階地與丘陵內部的一些半封閉、封閉的洼地里，且其多位島狀分散分布，這些土大多是直接覆蓋在白堊紀產生的紫紅色砂泥巖上，部分覆蓋在雅安礫石層上。

成都膨脹土由一套紅黃色黏土組成，礦物成分主要為伊利石(水云母)，次為蒙脫石，有少量高嶺石、綠泥石和石英。

2 膨邊坡處治

自2013年下半年雨季開始，本項目已開挖的膨脹土邊坡陸續出現了多處滑塌，變形及影響較大且具有代表性的點有以下兩個。

2.1 K3+060～K3+700右側

受2013年雨季持續強降雨及坡頂外魚塘補給水影響，水沿裂縫下滲，膨脹黏土土體強度急劇降低，導致邊坡沿巖土分界面滑動，滑塌范圍為膨脹土及表層耕植土范圍，下部泥巖邊坡穩定。

處治措施采取以前緣設置支擋工程控制滑體向臨空面變形為主，后緣局部清方減載和疏散滑體內下滲水為輔，適當加強坡面支撐(圖1)。

圖1 邊坡處置方案

2014年初抗滑樁施工完成后未來得及施工骨架護坡和支撐滲溝即進入2014年雨季，隨后樁前及樁間土體出現坍滑，無法實施原坡面防護措施。樁頂露1～3m左右，特別是距道路較近段落，對路容景觀影響較大。

由于樁間土坍滑，局部樁間土體裸露高度較大，從經濟技術角度綜合考慮， 采取鑿除樁頂鎖口部分混凝土，樁前種植灌木及爬山虎類遮擋進行處理；從長遠考慮，為保護環境，避免雨季可能出現再次坍滑，可采用加筋土柔性支護對樁前土進行處理。

2.2 K6+540～K6+765右側

受2013年雨季持續強降雨影響，雨水沿裂縫下滲，膨脹黏土土體強度急劇降低，導致邊坡滑動，由于本處膨脹土較厚，邊坡較矮，滑動面未達巖土分界面。

為保證邊坡穩定，采取抗滑擋土墻處治，墻高3～5m，墻頂以上采用1∶2的坡率放坡，坡面防護采用掛三維網噴播植草防護；同時要求廢棄坡頂外魚塘。

受2014年降雨影響，擋墻伸縮縫縫寬加大，部分節段已被往外推移較大，向墻背內傾，距坡頂3m左右一道裂縫，坡頂地面平坦。由于K6+640～K6+680坡頂外魚塘仍在使用，成為邊坡主要補水點，對附近膨脹土邊坡危害較大。

因規劃調整，該區域遠期為立交工程，為節省工程投資，近期將外側改移道路調整至抗滑擋墻前人行道及附道處，對滑坡形成反壓。

3 本項目膨脹土滑坡處治方案的有效性及存在的問題

至今對已出現問題的滑坡進行了多次處治并得到了根本性的控制與改善，但或多或少存在一定的瑕疵。

(1)采用抗滑樁加固的邊坡整體穩定性好，阻止了滑坡的進一步發展，起到了應有的效果。

(2)采用抗滑擋土墻加固地段，部分邊坡穩定；個別地段出現了擋土墻推移，在擋墻后設置埋式抗滑樁后滑坡得到了控制。

(3)樁前邊坡由于未(及時)實施邊坡防護，出現了一定范圍的溜坍，樁頂出露，影響美觀和邊坡處治效果。

(4)支擋結構設計考慮了下滑力和土壓力的影響，對膨脹力的影響有待進一步研究。

4 成都地區膨脹土滑坡的主要特性

成都地區膨脹土滑坡大多數具有一般黏土滑坡的弧形外貌，滑坡裂隙，滑坡臺地，滑動面(帶)和滑體等。滑坡多發生在低矮邊坡中，沿邊坡縱向延伸，寬度遠大于滑坡軸線縱長。除具有上述一般滑坡的特征規律外，從產生的力學條件、成因類型看有其自身的特殊規律。

(1)滑坡多為牽引式多次滑動。膨脹土滑坡絕大多數屬于牽引式滑坡。由于膨脹土具有與一般黏性土顯著不同的工程地質特性，邊坡上部土體由于臨空面大，濕度變化頻繁，產生風化和脹縮變形，強度衰減較快，易首先出現軟弱面而產生滑動。當膨脹土邊坡強度一旦降低，產生第一次滑動后，土體強度將繼續衰減而產生連續破壞，發育形成第二次、第三次,甚至多次滑動，最后直至達到新的穩定平衡為各次滑動面相互貫通，形成多次牽引階梯狀疊瓦式滑動。

(2)滑床的平緩性。與一般的土質滑坡不同，膨脹土滑坡滑動面較緩，較為平直。滑床后緣主要受土中直裂隙控制，多呈直立陡壩。從滑床后緣陡壁到中部平直滑床之間，只有一段很短的過渡圓弧，滑床前緣若遇有阻礙則稍有上翹，若無阻礙則一直沿平直滑床滑出。因此，膨脹土滑坡的滑面既不同于一般黏土滑坡的圓弧形滑面，又不與折線型滑面完全相同，而是介于圓弧形與直線型之間，這是膨脹土滑坡的重要特征。

(3)滑坡的季節性和間歇性。膨脹土滑坡的產生，一般具有明顯的季節性和間歇性規律。這是因為膨脹土土體吸水膨脹，強度衰減和降低是隨著季節變化的，所以膨脹土滑坡大多在雨季活動最頻繁，發展最快。旱季滑坡停止，但經過季節干濕循環之后，來年雨季到來時，老的滑坡不僅可能復活而再次活動，新滑坡也將不斷產生。這是膨脹土邊坡長時間，甚至十幾年都有可能滑動的原因。

(4)滑坡的滯后性。成都膨脹土具有超固結、多裂隙、流變特性。本項目K6+540～K6+765右側擋土墻經歷了第一個雨季的考驗，但在第二個雨季后出現滑坡；成昆鐵路在1959年鋪軌后獅子山仍出現了幾十處滑坡，直到1976年還在整治。可見成都膨脹土滑坡多具有一定的滯后性。

5 總結

結合本項目膨脹土處理邊坡的成敗得失，借鑒前人經驗，提出以下處治成都地區膨脹土邊坡的技術原則。

(1)膨脹土分布區路基應盡可能的以低填淺挖方式通過，不宜大填大挖，路塹邊坡須采取進行加固處理。

(2)滑坡治理宜采用支擋、防護與疏水相結合的綜合處理措施。

(3)放緩邊坡對滑坡發展能起到一定的效果，但必須結合一定的骨架護坡防護、支撐滲溝或柔性加筋支護才能保證邊坡的表層穩定。

(4)滑坡多為牽引式，應采取前緣設置支擋工程控制滑體向臨空面變形為主，后緣局部清方減載和疏散滑體內下滲水為輔，加強坡面防護。

(5)采取抗滑樁保證邊坡整體穩定，還應加強樁前土的防護，防止其溜坍后導致樁頂出露。

(6)滑坡的形成和發展是一個漸變的過程，其處理也應采取動態設計，從工程經濟和技術角度綜合考慮治理。