淺析樁板墻在路塹邊坡滑坡中的應用

馮志文

(山西誠達公路勘察設計有限公司，山西 太原 030006)

0 前 言

路塹邊坡在開挖過程中，由于開挖方式不當、支護不及時、排水不完善等因素，往往會導致坡體坍塌，如若處治不及時將會誘發(fā)山體滑坡，進而增加工程建設難度和費用。通常情況下，路塹邊坡滑坡的處治采用卸載、設置擋墻和布設抗滑樁的方式。采用卸載方案施工相對簡單，但是將產生大量的土石方和新增占地，對于環(huán)境保護產生嚴重影響，還會增加建設造價；采用擋墻進行治理時，若滑動面較深或滑坡面判斷不準時，往往會導致?lián)鯄ψ湓诨瑒用嫔蠐鯄推麦w一起滑動，造成方案失效；抗滑樁對于深層滑坡治療的效果比較顯著，而且一般情況下施工難度不大，但是對勘察質量要求較高。因此，對于路塹邊坡滑坡的治理，要根據實地地形地貌、地質鉆探資料、周圍建筑等情況綜合考慮制定，保證處治方案有效經濟。

1 樁板墻的作用機理

樁板墻作為一種新發(fā)展的抗滑支擋結構，可以充分發(fā)揮樁間土的性能，利用樁周土體和嵌入穩(wěn)定底層的樁身的相互嵌制作用，共同承擔滑坡的剩余下滑力，合理的樁間距可以有效抑制坡體土體的變形，可以將剩余下滑力傳遞到穩(wěn)定地層,利用穩(wěn)定地層的嵌固作用和土體被動約束來確保坡體的整體穩(wěn)定性。

2 工程實例

2.1 滑坡形態(tài)及地質

本項目滑坡因路塹開挖造成邊坡滑塌，平面形態(tài)呈橫長條型，沿主滑方向最大長度65 m，橫向最大寬度235 m，最大厚度約12 m，總體積約9.2萬m3，按滑體物質組成成分及滑體體積劃分，屬中型黃土滑坡；按發(fā)生原因劃分，屬工程滑坡。坡頂與坡腳的相對高差20 m，坡體地表形態(tài)整體變形破碎。滑坡后緣陡立，高約2 m，坡角約90°，地層巖性由Q2pl黃土組成，后部土體產生明顯的拉張裂縫，裂縫寬0.1～0.3 m，并產生0.1～0.2 m的錯臺；滑坡中后部整體較緩，坡度10°～20°，坡體表面發(fā)育多處錯臺及多條拉張裂縫，裂縫寬0.1～0.5 m，深度一般小于2 m，錯臺高度0.3～1.4 m，滑體前緣黃土呈平鋪散落狀，受大氣降水下滲影響，在土石分界面處有水分滲出。依據勘察成果，勘察區(qū)地層巖性主要由第四系中更新統(tǒng)(Q2pl)黃土(粉質黏土)及二疊系下統(tǒng)下石盒子組(P1x)強～中風化泥巖、砂巖組成。Q2pl黃土一般厚15～25 m，場地內揭露最大厚度19 m，小孔隙發(fā)育，具柱狀節(jié)理，中上部多呈硬塑狀態(tài)，底部靠近強風化泥巖處含水量較大，呈可塑狀態(tài)，黃土(粉質黏土)的巖性特征為滑坡形成提供了物質基礎。

2.2 滑動面的確定

項目區(qū)內降水集中，多為暴雨，在雨季，大部分地表水形成地表面徑流，自高處向低處排泄，對坡體進行沖刷、侵蝕破壞，同時還起到軟化坡腳土體的作用，使其抗剪強度降低，而人工填土結構較疏松，孔隙發(fā)育，黃土孔隙和裂隙發(fā)育，導致另一部分大氣降水自地表入滲，轉化為地下水，其一部分充填土體中的孔隙、裂隙，增加土體重量，受土體中局部黏性土的相對隔水作用，形成水分相對聚集，使附近土體抗剪強度急劇下降，形成軟弱面而產生(滑動面1)。

路線中心距設計高程尚需再下挖10.7 m，隨著施工開挖工程的進行，邊坡臨空面的加大，將加劇坡體的不穩(wěn)定性。另有一部分大氣降水原已下滲至土石結合面，受下伏相對隔水的強～中風化泥巖阻隔，沿巖面向下游方向排泄，軟化土石結合面附近土體及強風化泥巖，形成軟弱面，下伏P1x強～中風化泥巖、砂巖巖層產狀310°∠8°，巖層傾向坡腳，為不利組合，為上覆土體沿土石界面產生順層滑動提供了構造條件，預測上部土體將產生沿基巖面順層滑動(滑動面2)。

綜上所述，該滑坡已發(fā)生整體滑動，運動形式以推移式為主，現(xiàn)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。大氣降水、人類工程活動是影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素。

2.3 滑動面的抗剪強度

該滑坡存在1條滑動面，滑動面為圓弧形，滑動面抗剪強度參數的選取關系到滑坡穩(wěn)定性預測和滑坡推力計算的科學性和可靠性，是滑坡防治工程中最重要的參數。已發(fā)生滑動的滑動面1的抗剪強度參數，依據反復剪重塑土試驗結果確定，天然狀態(tài)下C=12.2 kPa，φ=9.8°；飽和狀態(tài)下C=8.0 kPa，φ=7.2°。

隨著路塹的下挖，推測上部土體將產生沿基巖面順層滑動，為潛在的滑動面2，推測滑動面為折線形，抗剪強度參數依據《滑坡防冶工程勘察規(guī)范》(DZ/T 0218—2006)第12.3.2中的相關規(guī)定，結合同類滑坡的勘察經驗，采用反演法確定，由于該滑坡在天然狀態(tài)下處于變形破壞狀態(tài)，反演時，穩(wěn)定系數(F)取值0.98；在飽和狀態(tài)下，該滑坡處于滑動狀態(tài)，反演時，穩(wěn)定系數(F)取值0.95。在反演過程中，結合同類滑坡的勘察經驗，給定C值，計算φ值。依據計算成果，潛在滑動面2天然狀態(tài)下C=12 kPa，φ=9.583°；飽和狀態(tài)下C=11 kPa，φ=9.562°。

2.4 治理方案的確定

運用傳遞系數法對剖面中的兩條滑動面計算剩余下滑力進行計算：經計算，滑動面1在天然狀態(tài)下，最后一個條塊剩余下滑力為80.672 kN/m，在不考慮動水壓力和浮托力的飽水狀態(tài)下，最后一個條塊剩余下滑力為717.126 kN/m，兩種狀態(tài)下抗滑力小于下滑力，該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

滑動面2在天然狀態(tài)下，最后一個條塊剩余下滑力為663.29 kN/m，在不考慮動水壓力和浮托力的飽水狀態(tài)下，最后一個條塊剩余下滑力為743.247 kN/m，兩種狀態(tài)下抗滑力小于下滑力，該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

為了更好地發(fā)揮土體的承載力和抗剪強度，避免因坡腳應力集中現(xiàn)象而導致塑性破壞，采用樁板墻來治理該滑坡。依照平面剛體極限平衡法計算滑坡達到設計穩(wěn)定系數時所需的支護力，作用于抗滑樁上。持久工況滑坡剩余下滑力(水平分力)達750 kN/m?；麦w為黃土，滑坡推力按梯形分布計算?？够瑯妒芎啥螛渡韮攘鶕峦屏妥枇τ嬎悖豆潭螛渡韮攘Ω鶕嫣幍膹澗睾图袅Π次目藸柕鼗嬎??？够瑯肚豆潭蔚鼗娇沽ο禂蛋匆?guī)范計算。經計算確定，抗滑樁截面尺寸采用1.5 m×2.5 m,樁間距5.5 m(中對中)，樁長為18 m。

為了提高抗滑結構的整體性，在抗滑樁中間設置擋土板，利用擋土板將抗滑樁有效的連接起來。擋土板采用5.4 m×2.0 m×0.4 m的C30現(xiàn)澆混凝土。

為了預防雨水進入坡體，需對已形成存在的裂縫，采用黏土回填壓實處理，并且在坡頂沿最后一道張拉裂縫外5 m設截水溝，并在擋土板設置仰斜式排水孔。

2.5 滑坡防治監(jiān)測

滑坡防治監(jiān)測包括施工安全監(jiān)測、防治效果監(jiān)測和動態(tài)長期監(jiān)測。應以施工安全監(jiān)測和防治效果監(jiān)測為主，所布網點應可供長期監(jiān)測利用。施工安全監(jiān)測對滑坡體進行實時監(jiān)控，以了解由于工程擾動等因素對滑坡體的影響，并及時地指導工程實施、調整工程部署、安排施工進度等。滑坡監(jiān)測內容一般包括：地表大地變形監(jiān)測、地表裂縫位錯監(jiān)測、地面傾斜監(jiān)測、建筑物變形監(jiān)測、滑坡裂縫多點位移監(jiān)測、滑坡深部位移監(jiān)測、地下水監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、滑坡地應力監(jiān)測等。應建立地表與深部相結合的綜合立體監(jiān)測網。

3 結 語

通過樁板墻的治理，邊坡土體的變形發(fā)展得到有效控制，本項目中路塹邊坡滑坡得到有效根治，因此，利用樁板墻治理路塹邊坡滑坡是合理、有效的，對于類似項目具有一定的參考意義。采用樁板墻處治時，擋土板與抗滑樁作為整體具有強大的抗彎能力，可以有效地將上部變形體進和下部嵌固體作為整體來傳遞剩余下滑力，避免產生變形差異，同時，為更好地發(fā)揮土拱效應，建議采用剛度較小的擋土板。