長(zhǎng)條狀富水堆積體滑坡處治

夏曉勇，畢小進(jìn)

(1.貴州高速公路集團(tuán)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(cè)中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

長(zhǎng)條狀堆積體滑坡主要指一類縱向長(zhǎng)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(dòng)面形態(tài)難以準(zhǔn)確勘察，導(dǎo)致滑坡推力計(jì)算值往往偏大，如果此類滑坡富水，其治理難度將進(jìn)一步增大，治理周期長(zhǎng)，施工作業(yè)困難。本文以某高速公路滑坡為例，介紹了長(zhǎng)條狀富水堆積體滑坡處治案例，總結(jié)處治經(jīng)驗(yàn)，為供類似工程提供參考。

1 工程概況

某高速公路服務(wù)區(qū)QK23+020～QK23+050右側(cè)場(chǎng)坪邊坡，全長(zhǎng)約80 m，原設(shè)計(jì)邊坡高0～16 m，為土質(zhì)邊坡，第一級(jí)設(shè)6 m路塹墻，第二級(jí)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(chǎng)坪邊坡后，邊坡坡體沿一級(jí)平臺(tái)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(yuǎn)達(dá)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(guān)單位立即對(duì)坡腳進(jìn)行臨時(shí)應(yīng)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(chǎng)坪邊坡開挖切腳進(jìn)一步牽引坡體的滑動(dòng)破壞，危及下側(cè)運(yùn)營(yíng)的高速公路及擬建服務(wù)區(qū)構(gòu)筑物安全，急需對(duì)該滑坡進(jìn)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)區(qū)屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)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(chǎng)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)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(chǎng)區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，地震動(dòng)峰值加速度值為0.05 g，場(chǎng)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(bǔ)給，部分以坡面流形式向地勢(shì)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(diǎn)，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(cè)分析報(bào)告，場(chǎng)區(qū)地表水、地下水對(duì)混凝土具有微腐蝕性。

3 滑坡特征及機(jī)理分析

綜合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)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(zhǎng)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(cuò)，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(cuò)，為牽引式蠕動(dòng)滑移，滑面呈折線型，滑體中部、后部有多處泉點(diǎn)，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(qiáng)風(fēng)化泥巖，滑帶(滑動(dòng)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(dòng)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(jìn)而滲入滑體，降低滑體物理力學(xué)參數(shù)，并軟化滑動(dòng)帶，使滑帶的強(qiáng)度指標(biāo)降低，為滑坡的滑動(dòng)變形提供了基礎(chǔ)。滑坡坡腳擬建高速公路服務(wù)區(qū)場(chǎng)坪邊坡的開挖切腳進(jìn)一步削弱了坡體前緣抗力，致使坡體沿巖土界面及強(qiáng)風(fēng)化泥巖層產(chǎn)生牽引式滑移破壞。

4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分析

通過工程地質(zhì)類比、反算及室內(nèi)試驗(yàn)等方法，推薦場(chǎng)區(qū)巖土物理力學(xué)指標(biāo)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(qiáng)風(fēng)化泥巖:γ=23 KN/m3，e=35 KPa，φ=20°

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

強(qiáng)風(fēng)化砂巖:γ=24 KN/m3，c=60 KPa，φ=22°

中風(fēng)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(jì)算滑坡穩(wěn)定性。分別計(jì)算兩個(gè)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(jìn)行處治。

在暴雨工況下取安全系數(shù)1.2計(jì)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(zhǎng)度大，剩余下滑力較大，經(jīng)處治方案綜合比選，最終確定對(duì)滑坡體采用分級(jí)、分段設(shè)置抗滑樁支擋，做好地表水及地下水的引排，同時(shí)加強(qiáng)滑坡體變形監(jiān)測(cè)的方案進(jìn)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(dān)剩余下滑推力大小的不確定性，采用第一排樁設(shè)計(jì)推力較大，第二排樁設(shè)計(jì)推力相對(duì)較小的的方案布置雙排抗滑樁，并對(duì)第二排樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)留較大富余度。其中1-1’剖面第一排樁設(shè)計(jì)推力2 265 N/m(樁前抗力322 KN/m)，第二排樁設(shè)計(jì)推力926 KN/m(不考慮樁前抗力)；2-2’剖面第一排樁設(shè)計(jì)推力2 065/m(樁前抗力322 KN/m)，第二排樁設(shè)計(jì)推力1 098 KN/m(不考慮樁前抗力)。具體工程措施為。

在場(chǎng)坪邊坡坡口線外側(cè)約90 m位置設(shè)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(zhǎng)約16 m，樁頂埋入地面以下約5 m。

在場(chǎng)坪邊坡二級(jí)平臺(tái)位置設(shè)第二排預(yù)應(yīng)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(zhǎng)21 m。樁身懸臂端設(shè)一孔9束φ16.5預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)23 m，錨固段長(zhǎng)10 m，設(shè)計(jì)張拉荷載500 KN。

場(chǎng)坪邊坡采用護(hù)腳擋墻、拱形骨架護(hù)坡進(jìn)行坡面支擋與防護(hù)。

(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(chǎng)地形順勢(shì)修建，地形陡變處設(shè)急流槽；在第1排抗滑樁后方約25 m位置滑體表面設(shè)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(chǎng)坪邊坡坡腳位置坡面設(shè)置仰斜式排水孔，將滑體前緣地下水及時(shí)排出坡體。

經(jīng)監(jiān)測(cè)，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(zhǎng)條形富水堆積體滑坡，一般屬于牽引式滑坡，易受工程建設(shè)擾動(dòng)，建設(shè)前期須仔細(xì)勘察識(shí)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(zhǎng)，推力大，對(duì)于長(zhǎng)條形富水堆積體滑坡處治，宜分級(jí)設(shè)置多排抗滑樁進(jìn)行支擋，力爭(zhēng)一次性處治到位，防止滑坡牽引范圍擴(kuò)大，增大處治工程難度。

(3)當(dāng)滑動(dòng)面較為平緩，滑體相對(duì)完整時(shí)，采用嵌入式抗滑樁對(duì)滑坡中后部進(jìn)行支擋，可優(yōu)化樁身受力，降低工程費(fèi)用，但應(yīng)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(dān)剩余下滑推力大小的不確定性，第二排樁設(shè)計(jì)宜預(yù)留較大富余度。

(5)地表、地下水是影響長(zhǎng)條形富水堆積體滑坡穩(wěn)定性的重要因素，處治措施應(yīng)強(qiáng)調(diào)排水工程的重要性，宜采取措施對(duì)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(xué)性質(zhì)，提高滑坡處治工程可靠性。