重慶某高速公路滑坡原因分析及治理措施

郝記秀，申福先

(中交投資有限公司，北京 100029)

0 引 言

重慶市某高速公路滑坡治理工程地處巫山縣，位于路線K39+080～K39+390右側(cè)，滑坡縱向長度為10 m。高速公路高邊坡設(shè)計挖方段正好通過該古滑坡的前部，原設(shè)計地勘資料同實際現(xiàn)場開挖揭露的地質(zhì)情況出入較大，出現(xiàn)了厚度較大且不均勻分布的鈣質(zhì)泥巖地質(zhì)，部分地段范圍不良地質(zhì)侵入路床；在開挖部分段落的路基后，坡體出現(xiàn)縱向裂縫，線外村民房屋亦出現(xiàn)裂縫，加之該路段正處于雨季，整個古滑坡體全面復(fù)活的可能性極大，急需采取有效措施加以治理[1-3]。滑坡情況如圖1所示。

1 滑坡地質(zhì)特征及原因分析

1.1 滑坡地質(zhì)特征

該滑坡體主要由含碎石亞黏土、碎石土以及全風(fēng)化碳質(zhì)泥灰?guī)r形成的殘積土組成[4-6]。碎石土呈松散狀，局部有大塊石，碎、塊石為次棱角狀，亞黏土充填，局部亞黏土含量較高。

通過現(xiàn)場勘測，滑坡體滑面主要為軟塑至硬塑亞黏土、含碎石亞黏土，局部為全風(fēng)化碳質(zhì)泥灰?guī)r形成的殘積土。滑面總體西高東低，呈傾斜狀[7-8]?，F(xiàn)場坡面有大量明顯裂縫，裂縫發(fā)展速度較快，坡腳及邊坡坡面出現(xiàn)明顯的剪出跡象。

1.2 原因分析

該區(qū)域存在古滑坡體和地質(zhì)條件差是引起滑坡滑動變形的首要原因；其次是該古滑坡體在工程建設(shè)前曾產(chǎn)生過滑動，坡體已松動，雨水容易下滲并匯聚在老滑坡面附近，降低了滑帶的抗剪強度指標(biāo)[9-10]；再次是由于路基挖方設(shè)計正好處于滑坡前部，路基挖方切斷了滑坡前緣的阻滑段，原有滑坡的力學(xué)平衡被打破，滑坡抗滑力減小，導(dǎo)致滑坡產(chǎn)生滑動[11]。

2 滑坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)滑坡治體鉆孔資料和現(xiàn)場坑探滑帶處取樣土的抗剪指標(biāo)及經(jīng)驗指標(biāo)，采用滑坡極限平衡反算法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析[12]，計算參數(shù)及抗剪強度標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 土樣計算參數(shù)及抗剪強度標(biāo)準(zhǔn)

對路基邊坡K39+114、K39+160、K39+245、K39+275分別在工況一(路基開挖后的自重(天然狀態(tài)))、工況二(路基開挖后的自重+暴雨(飽和狀態(tài)))條件下進(jìn)行穩(wěn)定性分析和支擋線剩余下滑力[13-14]，計算結(jié)果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定系數(shù)表

結(jié)合滑坡體工程地質(zhì)情況和穩(wěn)定性系數(shù)綜合分析如下

(1)在K39+080～K39+120段邊坡巖土體處于穩(wěn)定狀態(tài)，采用適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)措施。

(2)在K39+120～K39+200段邊坡巖土體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，采用抗滑樁進(jìn)行支擋。

(3)在K39+200～K39+270段邊坡巖土體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，由于下滑力較大，采用抗滑樁和樁頂預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行支擋[15-17]。

(4)在K39+270～K39+300段邊坡巖土體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，采用抗滑樁進(jìn)行支擋。

3 主要治理措施

3.1 地表和坡面排水

通過設(shè)置山坡截水溝、急流槽、邊坡平臺截水溝及跌水，及時排除地表水；在第1級邊坡設(shè)置多排深層排水孔，進(jìn)行坡體深層排水[18-19]；在滲水量較大的坡面設(shè)置支撐滲溝，支撐滲溝寬和深均為1.2 m，沿坡面間距6 m縱向設(shè)置，采用干砌片石碼砌。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁加固

根據(jù)對滑坡體進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和穩(wěn)定性分析，通過抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索相結(jié)合的方案進(jìn)行坡體加固[20-22]。分別在原設(shè)計第1、2、3級邊坡平臺設(shè)置共計35根鋼筋混凝土抗滑樁，抗滑樁斷面尺寸分別為2.4 m×1.6 m、3.0 m×2.0 m，中心間距為6 m。在第2級邊坡抗滑樁樁頂均設(shè)置6Φj15.24的30～40 m的預(yù)應(yīng)力錨索，提高樁體抗滑能力，抵抗滑坡體的剩余下滑推力，確保邊坡安全穩(wěn)定[23-28]。

4 挖孔抗滑樁施工

4.1 施工工藝流程

施工工藝包括：施工準(zhǔn)備、測量放樣、安全防護(hù)、開挖并設(shè)置臨時安全支撐、出渣、安裝護(hù)壁鋼筋、安裝護(hù)壁模板、澆注護(hù)壁混凝土、護(hù)壁模板拆除、地質(zhì)描述、挖至設(shè)計標(biāo)高、根據(jù)實際開挖地質(zhì)情況調(diào)整設(shè)計樁長、成孔驗收、樁身鋼筋加工與安裝、樁基檢測。工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程

4.2 操作要點

4.2.1 施工準(zhǔn)備

(1)樁位坐標(biāo)計算、復(fù)核與放樣。根據(jù)設(shè)計圖紙計算樁位坐標(biāo)，復(fù)核準(zhǔn)確無誤后再進(jìn)行現(xiàn)場坐標(biāo)放樣，并設(shè)置邊坡沉降位移監(jiān)控觀測點。

(2)平整施工場地，設(shè)置排水溝。根據(jù)樁位情況平整場地，保證挖孔施工安全，出渣便利。在樁位附近設(shè)置臨時排水溝，孔口還應(yīng)搭設(shè)防雨棚，防止邊坡滲水或雨水進(jìn)入孔內(nèi)。

(3)根據(jù)實驗室提供的配合比采購合格砂石料、水泥，安設(shè)并調(diào)試機械攪拌設(shè)備，護(hù)壁混凝土模板試拼并調(diào)整。

(4)安裝提升設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備和防護(hù)設(shè)施等。提升設(shè)備采用單梁起重機，鋪設(shè)出渣軌道或通道。安設(shè)空壓機，為風(fēng)鎬和爆破鉆孔提供風(fēng)壓。孔口周圍設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)和安全標(biāo)識，提升設(shè)備平臺鋪設(shè)防滑竹夾板，并綁扎牢固。

4.2.2 樁身開挖

(1)鎖口部分樁身開挖。為了防止樁身開挖時護(hù)壁混凝土下沉，挖孔抗滑樁孔口先施工鎖口護(hù)壁混凝土，孔口處50 cm高護(hù)壁加厚至50 cm，并高于原地面30 cm，采用C20混凝土澆注施工，護(hù)壁采用雙層Ф12 mm鋼筋進(jìn)行配筋。

(2)樁身掘進(jìn)采用人工開挖方式，遇到孤石或硬巖時改為風(fēng)鎬掘進(jìn)。每開挖1節(jié)，拉十字線測量定位，安裝鋼筋和模板，及時澆注鋼筋混凝土護(hù)壁。對于土層和強風(fēng)化巖層，每節(jié)護(hù)壁長度通常為1 m；如遇到軟弱夾層或砂層等地下水較為豐富且易塌的地層，可根據(jù)實際情況減小每節(jié)護(hù)壁長度；遇到較大且堅硬的弱風(fēng)化巖層，根據(jù)坡體情況可局部采用淺眼松動爆破施工。

(3)樁身護(hù)壁鋼筋一般采用單層Ф12 mm鋼筋進(jìn)行配筋，上一級豎向鋼筋必須與下一級的豎向鋼筋連接牢固，搭接長度為30 cm。樁身護(hù)壁厚20 cm，采用C20混凝土進(jìn)行澆注。對土層和巖層分界、滑動面上下2 m處護(hù)壁厚度可加厚至30～40 cm，并設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)加強，盡量避免護(hù)壁混凝土在該處分節(jié)。

(4)孔內(nèi)遇到承壓水時可在護(hù)壁上預(yù)留Ф20 mm的排水管，防止地下水損壞護(hù)壁，并做好抽排水措施。

(5)孔內(nèi)采用空壓機進(jìn)行通風(fēng)并為風(fēng)鎬提供風(fēng)壓，確保孔內(nèi)空氣新鮮，人員安全。

(6)采用1臺配置2 t卷揚機的扒桿作為提升設(shè)備進(jìn)行出渣和提升系有安全繩的人員上下孔。

4.2.3 地質(zhì)描述和動態(tài)設(shè)計

挖孔抗滑樁開挖過程中應(yīng)派有地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)知識的技術(shù)人員及時對地質(zhì)情況進(jìn)行記錄，并保留揭露的地層土樣和巖樣，如發(fā)現(xiàn)滑動面，還應(yīng)對滑動面的位置和地層巖性進(jìn)行判斷，挖至設(shè)計標(biāo)高后將信息及時反饋到設(shè)計方，由設(shè)計方進(jìn)行動態(tài)設(shè)計，重新驗算滑坡穩(wěn)定性，從而判定是否調(diào)整樁長或進(jìn)行其他設(shè)計變更調(diào)整，已確?；轮卫戆踩煽?。

4.2.4 灌注樁身混凝土

(1)樁基混凝土采用C25或C30，鋼筋采用Ф32 mm螺紋筋，靠近山體一側(cè)根據(jù)滑動面情況布置2～3排3束的Ф32 mm鋼筋，箍筋采用Ф16 mm鋼筋。

(2)鋼筋骨架安裝。拆除出渣提升設(shè)備，在孔口搭設(shè)鋼管支架，安置提升滑輪，在孔口綁軋鋼筋，下墊枕木，鋼筋連接采用套筒或雙面搭接焊接的方式，提升用的鋼絲繩固定在滑輪和鋼筋骨架上。每制作1節(jié)，及時進(jìn)行驗收，合格后抽出枕木下放第1節(jié)鋼筋骨架至預(yù)定位置，孔口下墊枕木，進(jìn)行下節(jié)鋼筋骨架制作與下放。循環(huán)操作至鋼筋骨架安裝至設(shè)計標(biāo)高。鋼筋安裝如圖3所示。

圖3 鋼筋安裝

(3)灌注混凝土。采用拌和機集中拌和樁身混凝土，由于抗滑樁樁身混凝土方量較大，可采用灌車運輸，輸送泵泵送混凝土至孔口?；炷料路趴椎仔璨捎脤Ｓ梅止?jié)串筒，確保進(jìn)入孔底的混凝土不離析，專門安排振搗人員在孔內(nèi)進(jìn)行分層振搗。如孔內(nèi)滲水量較大或地下水位較高無法及時排除，應(yīng)采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土灌注施工。

5 結(jié) 語

(1)根據(jù)高速公路不良地質(zhì)邊坡滑坡的實際情況，提出一種滑坡治理的措施。抗滑樁施工便利，可快速組織實施，是處理滑坡體有效措施之一。

(2)治理方案實施后，測量監(jiān)控數(shù)據(jù)表明，整個滑坡體已處于穩(wěn)定狀態(tài)，該滑坡治理工程從設(shè)計到施工均達(dá)到了滑坡治理的目的，產(chǎn)生了較好的治理效果，而且施工工期短，對于同類型滑坡治理工程具有較好的參考價值。

(3)在不良地質(zhì)地區(qū)，高邊坡設(shè)計與施工相輔相成，詳實的地勘設(shè)計、先進(jìn)的施工工藝和管理是預(yù)防高邊坡滑坡的有力保障。