長條狀富水堆積體滑坡處治

夏曉勇，畢小進

(1.貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550000；2.貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

長條狀堆積體滑坡主要指一類縱向長度大，常發(fā)育在堆積體斜坡上的滑坡，多位于斜坡中上部。此類滑坡規(guī)模大，因滑動面形態(tài)難以準確勘察，導致滑坡推力計算值往往偏大，如果此類滑坡富水，其治理難度將進一步增大，治理周期長，施工作業(yè)困難。本文以某高速公路滑坡為例，介紹了長條狀富水堆積體滑坡處治案例，總結(jié)處治經(jīng)驗，為供類似工程提供參考。

1 工程概況

某高速公路服務區(qū)QK23+020～QK23+050右側(cè)場坪邊坡，全長約80 m，原設計邊坡高0～16 m，為土質(zhì)邊坡，第一級設6 m路塹墻，第二級按1∶1.25放緩并植草綠化。

2017年5月，由于連續(xù)降雨影響，承包人開挖場坪邊坡后，邊坡坡體沿一級平臺剪出，坡口上側(cè)鄉(xiāng)村混凝土公路路面產(chǎn)生沉降開裂，邊坡后緣自然坡體大面積出現(xiàn)拉裂縫，拉裂縫最遠達330 m，后緣形成滑坡陡坎等，自然坡體發(fā)生牽引式滑坡。滑坡發(fā)生后，相關單位立即對坡腳進行臨時應急反壓，反壓后滑坡體變形逐漸趨于穩(wěn)定。為避免后續(xù)場坪邊坡開挖切腳進一步牽引坡體的滑動破壞，危及下側(cè)運營的高速公路及擬建服務區(qū)構(gòu)筑物安全，急需對該滑坡進行處治。

2 滑坡工程地質(zhì)條件

滑坡區(qū)位于貴州高原北部斜坡地帶，屬淺切割的侵蝕-剝蝕中低山地貌，區(qū)內(nèi)西高東低，地形坡度25°～35°，相對高差較大。地表植被發(fā)育一般，主要以耕地為主。滑坡區(qū)覆蓋層較厚，坡體兩側(cè)可見基巖出露。場區(qū)屬潮濕、溫暖亞熱帶氣候區(qū)，氣候溫暖，雨量充沛。

滑坡區(qū)覆蓋層為殘坡積層(Q4el+dl)含碎石粉質(zhì)粘土，鉆探揭露厚度為12.4～15.0 m；下伏基巖為侏羅系中下統(tǒng)自流井群(J1-2zl)泥巖、砂巖、局部夾灰?guī)r。

場區(qū)屬揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)松坎向斜西翼。場區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，無斷層通過，巖層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀205°∠34°，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育～很發(fā)育，主要節(jié)理有J1：310°∠80°，J2：54°∠50°兩組。場區(qū)地震動反應譜特征周期為0.35 s，地震動峰值加速度值為0.05 g，場區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。

滑坡區(qū)在地形上位于斜坡槽谷地帶，地表徑流不發(fā)育，地表水主要受大氣降水補給，部分以坡面流形式向地勢低洼處排泄，部分滲入坡體內(nèi)形成地下水。滑坡區(qū)地下水埋藏淺，坡體多處出露泉點，地下水類型為第四系松散土層孔隙水及基巖裂隙水。前者賦存于上覆松散土體中，埋藏較淺；后者主要賦存于巖體節(jié)理裂隙中，為弱含水巖組，為淺層潛水。根據(jù)水質(zhì)檢測分析報告，場區(qū)地表水、地下水對混凝土具有微腐蝕性。

3 滑坡特征及機理分析

綜合現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、現(xiàn)場實地測量等勘察手段，滑坡體主滑方向109°，坡體前緣變形區(qū)域?qū)捈s73 m，坡體前緣至后緣裂縫約330 m，前后緣高差約62 m，整體呈狹長條狀，面積約25 686 m2，滑體最大厚度約17 m，平均厚度約為12 m，滑體體積約308 232 m3，屬大牽引型滑坡。滑坡整體表現(xiàn)為后緣拉裂下錯，前緣鼓脹剪出等變形特征，坡體多處產(chǎn)生張拉裂縫，呈多階式下錯，為牽引式蠕動滑移，滑面呈折線型，滑體中部、后部有多處泉點，地下水埋深較淺。該滑坡主要為土質(zhì)滑坡，滑帶物質(zhì)主要為紅褐色、黃褐色含碎石粉質(zhì)粘土，部分強風化泥巖，滑帶(滑動面)附近巖土體含水量較高，顏色較雜，局部鉆孔中在滑帯附近可見巖體擠壓揉搓現(xiàn)象，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，夾少量碎石，局部鉆孔可見滑動擦痕。

滑坡區(qū)內(nèi)位于斜坡槽谷地帶，地下水埋藏淺，雨季大量的地表水匯至滑坡區(qū)內(nèi)進而滲入滑體，降低滑體物理力學參數(shù)，并軟化滑動帶，使滑帶的強度指標降低，為滑坡的滑動變形提供了基礎。滑坡坡腳擬建高速公路服務區(qū)場坪邊坡的開挖切腳進一步削弱了坡體前緣抗力，致使坡體沿巖土界面及強風化泥巖層產(chǎn)生牽引式滑移破壞。

4 滑坡穩(wěn)定性計算分析

通過工程地質(zhì)類比、反算及室內(nèi)試驗等方法，推薦場區(qū)巖土物理力學指標如下

含碎石粉質(zhì)粘土(可塑狀):γ=19 KN/m3，c=24.61 KPa，φ=8.38°

強風化泥巖:γ=23 KN/m3，e=35 KPa，φ=20°

中風化泥巖:γ=24.5 KN/m3，c=156 KPa，=32.9°，frk=5.38 MPa

強風化砂巖:γ=24 KN/m3，c=60 KPa，φ=22°

中風化砂巖:γ=25.5 KN/m3，c=180 KPa，φ=33°

滑移面:c=10 KPa、φ=6.9°(暴雨工況)。

滑坡為牽引式滑坡，滑面呈折線型，按傳遞系數(shù)法計算滑坡穩(wěn)定性。分別計算兩個典型剖面穩(wěn)定系數(shù)，1-1'剖面暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)Fs=0.93、2-2'剖面暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)Fs=0.94，滑坡不穩(wěn)定，需進行處治。

在暴雨工況下取安全系數(shù)1.2計算滑坡剩余下滑力，1-1′剖面滑坡剩余下滑力3 021 KN/m，2-2′剖面滑坡剩余下滑力3012 KN/m。因滑坡縱向長度大，剩余下滑力較大，經(jīng)處治方案綜合比選，最終確定對滑坡體采用分級、分段設置抗滑樁支擋，做好地表水及地下水的引排，同時加強滑坡體變形監(jiān)測的方案進行處治(見圖1)。

圖1 滑坡治理方案斷面示意圖

5 滑坡處治工程

(1)支擋工程

考慮到雙排抗滑樁第一排承擔剩余下滑推力大小的不確定性，采用第一排樁設計推力較大，第二排樁設計推力相對較小的的方案布置雙排抗滑樁，并對第二排樁結(jié)構(gòu)設計預留較大富余度。其中1-1’剖面第一排樁設計推力2 265 N/m(樁前抗力322 KN/m)，第二排樁設計推力926 KN/m(不考慮樁前抗力)；2-2’剖面第一排樁設計推力2 065/m(樁前抗力322 KN/m)，第二排樁設計推力1 098 KN/m(不考慮樁前抗力)。具體工程措施為。

在場坪邊坡坡口線外側(cè)約90 m位置設第一排抗滑樁支擋，垂直主滑坡方向布置，抗滑樁采用埋入式，截面尺寸2.4 m×3.6 m，樁心間距5.5 m，平均樁長約16 m，樁頂埋入地面以下約5 m。

在場坪邊坡二級平臺位置設第二排預應力錨索抗滑樁，樁截面尺寸2 m×3 m，樁心間距6 m，最大樁長21 m。樁身懸臂端設一孔9束φ16.5預應力錨索，錨索長23 m，錨固段長10 m，設計張拉荷載500 KN。

場坪邊坡采用護腳擋墻、拱形骨架護坡進行坡面支擋與防護。

(2)排水工程

沿滑坡區(qū)地表自然水溝布置地表水排水溝，將地表匯水迅速排出滑坡區(qū)外，水溝根據(jù)現(xiàn)場地形順勢修建，地形陡變處設急流槽；在第1排抗滑樁后方約25 m位置滑體表面設2 m×2 m排水滲溝，垂直主滑坡方向布置，并利用截排水溝將滲出地下水引入水溝排走；在場坪邊坡坡腳位置坡面設置仰斜式排水孔，將滑體前緣地下水及時排出坡體。

經(jīng)監(jiān)測，該滑坡處治后變形逐漸趨于穩(wěn)定，各類支擋結(jié)構(gòu)工作正常，處治效果較好。

6 總 結(jié)

(1)長條形富水堆積體滑坡，一般屬于牽引式滑坡，易受工程建設擾動，建設前期須仔細勘察識別滑坡形態(tài)，盡量在工程規(guī)劃階段予以繞避。

(2)因滑面長，推力大，對于長條形富水堆積體滑坡處治，宜分級設置多排抗滑樁進行支擋，力爭一次性處治到位，防止滑坡牽引范圍擴大，增大處治工程難度。

(3)當滑動面較為平緩，滑體相對完整時，采用嵌入式抗滑樁對滑坡中后部進行支擋，可優(yōu)化樁身受力，降低工程費用，但應合理確定樁頂埋置深度，避免越頂破壞。

(4)考慮到雙排抗滑樁第一排承擔剩余下滑推力大小的不確定性，第二排樁設計宜預留較大富余度。

(5)地表、地下水是影響長條形富水堆積體滑坡穩(wěn)定性的重要因素，處治措施應強調(diào)排水工程的重要性，宜采取措施對滑坡范圍內(nèi)的地表、地下排水綜合疏排，改善滑體物理力學性質(zhì)，提高滑坡處治工程可靠性。