某大型滑坡下滑力分布對多排樁布設位置的影響分析

羅大慶，李璐杰，馮 海

(廣西交科集團有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

目前，廣西高速公路建設正處于高速發展階段，隨著山區高速公路的不斷增加，公路路線不可避免地經過一些大型滑坡或不穩定坡體，邊坡穩定性問題也越來越受到重視，在對滑坡、不穩定坡體進行加固處治時常常選擇抗滑樁作為滑坡防治的主要防護方案。抗滑樁在處理大型滑坡時，往往需要雙排樁或多排樁處治，需根據滑動面的影響范圍及下滑力分布情況來確定采用何種抗滑樁的布置方案。本文結合新柳南高速公路長弄屯滑坡治理工程，根據大型滑坡剩余下滑力分布對優化多排抗滑樁的布置方案進行研究分析。

1 滑坡工程案例

1.1 工程概況

長弄屯滑坡位于柳州市柳南區境內，高速公路以路塹方式從山坡穿過，路基寬度為26.5 m，中線最大挖深約21.4 m，右側路塹邊坡最大挖深為24.3 m，原設計采用抗滑樁+錨桿格梁進行防護，在高速公路邊坡開挖至第二級時部分民房及地面出現細小裂縫，至當年雨季時，滑坡后緣村莊部分房屋及地面裂縫增多，原有裂縫加深加寬，地面沉降，滑坡處于緩慢變形階段。該滑坡特點是后緣有村莊，前緣有高速公路，后緣對滑動位移較為敏感，需考慮對后緣村莊和前緣高速公路同時支護治理。

1.2 滑坡工程地質

經滑坡勘查報告結論可知，長弄屯滑坡左右長約280 m，上下長270 m，滑坡形態呈圈椅狀，滑體厚度為10～30 m，評價厚度為20 m，滑坡方量約120 萬m3，屬深層推移式大型滑坡。滑坡巖土體主要為第四系殘坡積黏土層、崩積層塊石、石炭系下統大塘階全風化頁巖和強風化頁巖組成，各參數如表1～2所示。

表1 滑體物理力學參數表

2 分析模型與算法

選取該滑坡勘查報告中的典型地質剖面，由地質剖面可知滑動面屬于折線滑坡面，采用不平衡推力法計算整個滑坡剖面的滑坡推力。選取在最不利的暴雨工況下該滑坡發生整體滑動，選用表1、表2里的飽和參數，根據滑動面的角度及特征，將滑體條塊劃分為9段，剖面條塊劃分圖如圖1所示。

表2 滑帶土抗剪強度指標表

圖1 剖面條塊劃分圖

經傳遞系數法計算分析各條塊下滑力和抗滑力，求得出整體滑動時滑坡前緣的剩余下滑力為2 345.5 kN/m(見表3)，滑坡處于不穩定狀態。

表3 各塊下滑力和抗滑力計算表

由于滑坡后緣有村莊，前緣有高速公路，考慮兩者皆要處治，需分級支擋防護，該滑坡上下長270 m，屬于間距較大的抗滑排樁，假設各級抗滑樁滿足各級的支擋要求，即后排樁對其后部的滑坡下滑力進行完全支擋，因后排樁前部產生被動土壓力需要的位移量很大，而后緣的村莊房屋對位移較為敏感，容易使后排樁的防護效果失效，故不考慮樁前抗力。

為了研究不同位置處的滑坡推力分布情況，在滑坡前緣處前排樁位置不改變，選取相對前排樁每隔15 m處位置分析該處的剩余下滑力及前排樁的剩余下滑力，共選取14種計算工況，模型如圖2所示。

圖2 計算模型圖

3 結果及分析

通過建立以上模型，計算后排樁相對前排樁不同間距位置的剩余下滑力結果如圖3所示。

圖3 后排不同間距下滑力分布圖

不同間距位置下的滑坡前緣下滑力結果如表4所示。

表4 不同間距位置下的滑坡前緣下滑力結果表

通過對不同位置的剩余下滑力計算可知，距前緣75 m處至后緣滑體范圍屬于下滑段，前緣至距前緣75 m處為阻滑段。該滑坡的下滑力主要來自后緣的下滑力，治理時可在后緣處重點設置抗滑樁，前緣只需保證阻滑段不開挖卸荷或設置較后緣抗滑樁結構較小的樁也可保證公路邊坡安全，如圖4所示。

圖4 下滑段與阻滑段分界圖

根據所計算的不同位置剩余下滑力可以明確后緣村莊附近的滑坡推力，提供為保護后緣村莊所需的設計參數，而后進行精準設計。

4 結語

(1)本文為優化大型滑坡抗滑樁治理的布置方案和結構設計，通過分析不同位置的剩余下滑力分布，優化分配前后排樁所支擋的滑坡推力，優化抗滑樁的布置方案及結構，節省造價。

(2)針對大型滑坡大間距多排抗滑樁布設，本文計算只考慮了兩排樁的下滑力分布，亦可推廣至三排樁或多排樁分段獨立支擋時的下滑力分布，“化整為零”，達到可靠、經濟、實用的治理效果。

(3)本文針對長弄屯滑坡后緣有村莊的情況，為保護村莊安全采取不考慮后排樁的樁前被動土壓力的計算模型，這是一種偏保守的模型。目前，對于多排樁間距的選擇以及下滑力的分配，其設計方法及相關理論還處于不成熟的階段，主要通過主觀確定，與實際有出入。對于大型滑坡的治理，還需進一步研究多排樁各樁承擔的滑坡推力及樁土之間的共同作用分布規律。