田林縣G324國道某滑坡成因分析及處治設計

韋 聰，蔣小權

(廣西交通設計集團有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

隨著經濟的快速發展和交通需求的急劇增長，一些早期修建的國道存在不同程度的缺陷，在時間的積累以及惡劣天氣等因素的影響下，病害道路情況每況愈下，從而發生滑坡等地質災害，給國道的行車安全和通暢帶來不利影響。本文結合對田林縣G324國道某段道路病害工程的處治實例，分析了該公路滑坡病害整治方法與措施，為相似工程提供參考、借鑒。

1 工程簡介

田林縣G324國道病害道路位于一沖溝下游，該國道在該區段以填方路基形式呈大角度相交通過，總體呈北西南東走向，北高南低，道路呈現出兩端高起中間低緩的形態，而位于南東端沖溝處則是該路段路面高程最低位置。道路寬約8.0 m，雙向兩車道。道路北側外約20 m處為居民建(構)筑物，磚混結構居多，3～5層不等，為商住兩用的建筑物。

受連續數日強降雨等惡劣天氣因素影響，2020年9月該路段發生滑坡地質災害，路基下邊坡出現滑塌，滑塌區面積較大，造成該路段半幅路面被掏空，如不及時處治，在強降雨等不利因素影響下，雨水會進一步沖刷坡體，誘發滑塌區的滑塌，直接威脅到國道的通行安全。

2 病害路段地質分析

2.1 地層巖性

根據地質調查、鉆探揭示及室內土工試驗結果，場地內地層主要由第四系人工堆積層(Qml)、第四系殘坡積層(Qel+dl)、三疊系中統蘭木組(T2l)強風化及中風化泥質粉砂巖地層組成。病害路段地層巖性分述如下：

素填土：褐黃、褐灰色，稍密，主要由黏土、碎石、塊石組成，碎石、塊石含量約40%～70%，粒徑為2～400 mm，母巖成分為泥質粉砂巖，為國道建設山體開挖堆填而成，填筑時間約20年，已完成自重固結。

黏土：褐黃色，硬塑狀，土質不均，含風化泥質粉砂巖碎塊，干強度及韌性高。

強風化泥質粉砂：灰、灰綠色，巖石風化強烈，原巖結構清晰可見，巖體破碎，巖芯多呈半巖半土狀，少量呈碎塊狀，巖質較軟。綜合判定巖體基本質量等級劃分為Ⅴ級巖體。

中風化泥質粉砂：深灰色，夾頁巖，泥質粉砂狀結構，薄～中厚層狀構造，節理裂隙較發育，巖芯多呈短柱狀、碎塊狀，巖體較破碎，巖質較軟，巖石飽和抗壓強度平均值為5.13 MPa。綜合判定巖體基本質量等級劃分為Ⅳ級巖體。

2.2 地質構造

據現場地質調繪、工程鉆探及結合區域地質資料，場地內未見區域性斷裂構造或軟弱破碎帶存在，地質構造發育程度較弱，區域地質較穩定。根據地質調繪成果，測得場地附近基巖露頭巖層產狀為317°/SW∠57°。

3 滑坡綜合分析

3.1 滑坡定性分析

由于坡腳填土在雨水浸泡作用下處于浸泡飽和狀態，同時地表雨水不斷侵蝕沖刷坡體，致使坡腳失穩，滑坡的抗滑力不足以阻擋下滑力的推力，而引起內側填土整體失穩滑塌破壞，因此本滑坡屬于推移式滑坡。滑坡滑動方向的長度約為40 m，滑坡的橫向寬度約為25 m，平面范圍約1 000 m2，滑坡體厚約4.5～20 m，綜合按12 m考慮，滑坡體體積約為(1.2×104) m3。根據《公路滑坡防治設計規范》(JTG/T 3334-2018)[1]的規定，本滑坡屬中層推移式小型滑坡，滑坡防治工程安全等級為Ⅱ級。

3.2 滑坡成因分析

綜合地質調繪及鉆探勘查成果，滑坡區域屬山間沖溝填土區，由G324國道建設時，開挖山體土層填筑而成，成分主要由風化泥質粉砂巖及黏土組成。填土厚度約4.5～23.2 m，呈稍密狀，在地表水的沖刷與浸泡作用下，于坡腳處產生失穩破壞，從而導致滑坡的抗滑力不足以抵擋滑坡的下滑力，進而導致滑坡整體失穩破壞。造成上述路段滑坡破壞主要有以下三個因素：

(1)地質環境條件。根據現場踏勘及工程地質勘查成果分析可知，滑坡區位于山間沖溝前緣溝口區域。根據滑坡區的地形地貌分析，強降雨期間整個山間沖溝區域的地表水均從滑坡區域聚集及排泄。同時，滑坡區的填土臨空面較大，并且填土下下伏地層為黏土和風化泥質粉砂巖，巖土層的結構性質差異大。因此，該處的地質環境條件為滑坡體的發生提供了有利的地質條件。

(2)人類活動。現狀沖溝區域的前緣修建大量的房屋后，在該房屋后緣設置的排水箱涵年久失修處于淤塞狀態，造成沖溝區域的雨水直接向路面漫灌。同時，道路兩側排水溝也已堵塞不通，這使得大氣降水所形成的地表水沿沖溝排至路面，沿路面直接往填土區域排泄，造成地表水的淤積，并不斷地沖刷填土邊坡，致使坡體的填土不斷地流失，使其坡腳失穩，引發邊坡的失穩破壞。

(3)氣象水文因素是形成滑坡的外動力。大氣降水對邊坡穩定性的影響主要表現為兩個方面：降雨直接沿裂隙或孔隙入滲，使得坡體重量加大，增加其下滑力，降低了坡體的穩定性，不利于邊坡穩定。該區域填土位于該路段高程最低處，沖溝區域的匯水量較大，迅速往路面漫灌排泄并在路面區域長時間淤積，淤積水深可達1 m左右，使填土快速處于飽和狀態，同時淤積的水體向填土路基邊坡下游排泄，不斷地沖刷坡體，致使坡腳失穩，引發邊坡的失穩破壞。

3.3 滑坡機理分析

滑坡區域原為沖溝，與道路呈垂直角度相交通過，為道路修建時挖山填筑而成。填筑時經分層碾壓夯實，但是坡面未采取有效的防護措施，僅在坡腳修筑1.5 m高的漿砌片石擋墻護腳，且填土成分性質不一，均勻性差。外側臨空面陡傾，在自重及上部路面荷載作用下，經過長時間的變形，雖已完成自重固結，但該區域不同巖土層的滲透性差異明顯，滲流通道曲折發育，地表水入滲補給快，沿沖溝界面徑流于坡腳處排出。同時，由于近些年來沖溝區域預留的排水箱涵和道路排水邊溝不暢，強降雨時沖溝匯水量巨大，并往道路路面淤積、散排，最終匯集于滑坡區域(即該段道路最低點)，沿填土路堤坡面向下游排泄，經過反復的地表水體下滲、浸泡和沖刷作用，致使坡腳失穩而發生破壞。

4 滑坡處治方案分析

4.1 穩定性討論

滑坡現狀條件下處于蠕動變形狀態，如不及時處治，在強降雨等惡劣天氣誘發作用下，滑坡規模將有可能進一步擴大，危及行車及道路。利用巖土計算軟件GEO5進行穩定性驗算，按已知巖土參數c值，以安全系數為計算目標，搜索最危險滑動面，預測滑坡穩定性。如下頁表1、圖1和圖2所示。

表1 滑坡穩定性驗算表

圖1 滑坡正常工況穩定性計算結果云圖

圖2 滑坡非正常工況穩定性計算結果云圖

經計算，根據《公路滑坡防治設計規范》(JTG/T 3334-2018)[1]，滑坡在正常工況(自重)下，滑坡穩定系數1.01<1.05，處于欠穩定狀態；滑坡在非正常工況(自重+暴雨)下，滑坡穩定系數0.94<1.0，處于不穩定狀態。若不及時采取防護措施，該路段將有可能再次發生滑坡。

4.2 處治設計

田林縣G324國道滑坡破壞后，為確保道路及通行安全，需及時進行支擋防護。因此本設計如圖3所示，具體如下：

圖3 滑坡處治設計剖面圖(cm)

(1)道路臨坡側支擋結構設計：采用錨筋樁設計方案，擬采用錨筋樁組成棚架體系對潛在滑坡體進行錨固，樁長錨入下伏基巖中，確保道路行車安全。

(2)填土路基邊坡回填防護設計：于填土路堤邊坡坡腳處設置重力式擋墻與錨筋樁相結合的支擋結構，加固填土路堤邊坡的坡腳，而后堆填路堤邊坡，恢復路堤邊坡的結構，確保路基的穩定。

(3)完善邊坡排水系統設計：道路排水采用疏截排相結合的方式進行，即現階段市政項目正在疏通道路兩側的蓋板溝。同時，建議在現狀道路蓋板溝的外側修建一道明溝截水溝，防止水體直接沖刷坡面，并在滑坡體的左側修建一道導流槽將截水溝內的水體導流至下游的排水明溝內，以便將滑坡區域的地表水排離坡頂區域。

4.3 設計驗算

利用巖土工程設計軟件GEO5中土質邊坡穩定性分析模塊，根據典型斷面計算各工況條件下的整體穩定性。計算模型和計算結果如圖4、圖5和表2所示。其中，擋土墻驗算利用GEO5中重力式擋土墻設計分析模塊計算，主要驗算項目為傾覆滑移驗算、承載力驗算及截面強度驗算。

圖4 整體穩定驗算模型及結果云圖

圖5 越頂穩定驗算模型及結果云圖

表2 各工況條件下邊坡安全系數計算結果表

根據上述計算結果，錨筋樁支擋結構方案在最不利滑動面作用下，穩定性系數能達到《公路滑坡防治設計規范》(JTG/T 3334-2018)[1]中安全系數正常工況≥1.20、非正常工況≥1.10的要求。

擋墻在滑坡推力作用下，處于平衡狀態，擋墻抗傾覆滿足要求。擋墻基礎為三排錨筋樁基礎，地基承載力滿足擋墻自身重量的要求，經驗算墻身截面承載力滿足要求。

綜上，從驗算結果上看，采取的支護結構設計基本合理，滿足使用要求。

5 結語

近年來，受自然、工程地質條件與人為因素等方面的影響，區內已建道路的病害越來越多，如不及時進行處治，在多重不利因素影響下，道路正常通行與人身財產安全會受到嚴重威脅。

本文分析了推移式滑坡病害治理方法與措施，為相似工程的順利實施提供參考與借鑒，具有良好的推廣和應用價值。