地梁、抗滑樁組合結構防治臨河路堤滑坡實例探析

何宗鑫 （安徽國順交通咨詢設計研究院有限公司，安徽 合肥 230051）

0 前言

滑坡是一種后果極為嚴重的地質現象，其形成原因與自然因素和人為干擾有關。在生活中，臨河路堤滑坡情況十分常見，將會對臨河道路的穩固性和通行安全性造成嚴重干擾。為此，相關工作人員需要高度重視臨河路堤滑坡防治工作，借助于專業技術、設備與材料，做好搶險加固與優化防治。

1 臨河路堤滑坡實例

本文所選的臨河路堤滑坡實例位于蕪湖市繁昌區某城市次干路上，設計樁號K6+370，災毀縣道的左側路堤出現邊坡滑塌現象，具體情況如圖1所示。災毀段的路堤邊坡高度為10.5m，坡腳與河道緊密相鄰，發生滑坡災害后相關工作人員立即進行了實地勘察和數據采集。從中可知，此次臨河路堤滑坡災害出現后，邊坡上部的滑塌高度為2m；因滑坡導致路面邊緣基層結構暴露，但行車道部位沒有裂縫。基于上部滑體推移，邊坡下部的植物被土出現了隆起、開裂情況，裂縫深度最高達0.8m。與河道緊鄰的坡腳也出現了土體受沖刷流失的情況，災毀段沿坡腳線長度為30m，受災邊坡的水平投影呈梯形。

2 臨河路堤的滑坡成因與穩定性分析

2.1 臨河路堤滑坡成因

通常來說，地形、地質構造、巖性、暴雨、地震以及人為干擾都可能會引發滑坡。在本文的案例中，誘發臨河路堤滑坡的原因主要與路堤自身結構和自然因素影響有關。案例路堤的邊坡高度是10.5m，相對高度高且路基邊緣壓實度低，十分容易出現失穩情況，尤其是在滑坡災害發生階段當地存在持續降雨問題，雨水大量滲入路面與土路肩的交界縫，最終導致路堤邊坡失穩。而且，在邊坡上部土地變形、失穩以后，會向下部土體施加擠壓力，那么下部土地將向前滑動，最終出現植物被土開裂、隆起的情況。

2.2 臨河路堤的穩定性

有效分析臨河路堤滑坡穩定性，可以為制定臨河路堤滑坡防治方案提供輔助。在這一階段，相關工作人員可基于調查測繪、鉆探以及文獻查詢等方法，分析滑坡成因與誘發條件，并確定滑坡土體的力學參數，然后據室內外試驗值、相同地質條件下類似滑動面巖土的經驗值和已滑坡土體反算分析值，按最不利情況綜合對比分析確定。

在此環節，可采用傳遞系數法對滑坡推力進行計算。如圖1所示，以滑動面傾角變化情況為基礎，將臨河路堤滑坡體分為3段，假設在滑體2和3之間插入抗滑樁，那么計算滑坡推力時應對滑體2和滑體3的剩余下滑力進行計算。此時，可基于公式

T

=

K

×

W

×

s

in

α

-

W

×

c

os

α

×tan

α

-

C

×

L

+

ψ

×

T

計算自上而下第i滑塊的剩余下滑力

T

，其中

K

=1.2，表示穩定安全系數；Wi表示第i滑塊的自重力，滑坡體重度γ為19kN/m，飽和重度 γw 為 22kN/m；

α

表示第i滑塊對面滑面的傾角，而Li則表示第i滑塊對應滑面長度。在計算時，ci即滑面粘聚力取值為10kPa；傳遞系數

ψ

=cos(

α

-

α

)-sin(

α

-

α

)×tan

φ

，

φ

=18.5°。經過計算發現，滑塊2與滑塊3的剩余下滑力分別為134kN和-11kN，滑塊2的下滑力角度是24.78°。

圖1 臨河路堤滑坡分段示意圖

3 基于地梁、抗滑樁組合的臨河路堤滑坡防治策略

在開展穩定性分析時，計算了不同滑體的下滑力。當前，已知情況分別是已經滑塌的坡體還具有一定的自穩性，但其安全儲備并不足，而且雨水滲入引發進一步滑塌的概率極高，必須立即開展邊坡加固。此時，可利用滑塊3阻止滑塊2滑動，并通過合理布設，以前者為基礎形成工作平臺，部分挖除重填后可作為反壓護道使用。為此，針對此次臨河路堤滑坡實例的抗滑樁與地梁組合防治中，可將抗滑樁設置在滑塊2和3之間，綜合治理方案，如圖2所示。

圖2 邊坡滑塌綜合治理方案示意圖

3.1 “地梁＋抗滑樁”設計與施工

在防治臨河路堤滑坡時，施工人員應該在設計邊坡平臺上施打微型抗滑樁，并且在樁頂澆筑地梁，從而形成“地梁＋抗滑樁”組合結構，為阻抗土體沿潛在滑動面滑移做好充足準備。在施工環節，相關工作人員不僅要明確二者的結構特點，更需保證上部邊坡挖出重填、碾壓環節無崩塌，而且地梁必須緊抵坡面。在本次施工中，共在滑塊2和滑塊3之間設兩排微型抗滑樁，以0.7m為排間距，以0.8m為橫向孔間距；布設抗滑樁時，應將44根樁以11根/片的分片交錯方式布置，所選微型抗滑樁的樁長固定值為7.5m；打樁時，應先鉆出孔徑為22cm的鉆孔，然后放入鋼管，最后灌注成樁。比如，選用外徑為19.4cm、壁厚0.8cm、有梅花形注漿孔，且中部設有3根Ф32的螺紋鋼筋的鋼管。臨河路堤滑坡設計與施工人員，應該讓地梁充當微型抗滑樁的連接梁，從而保證“地梁＋抗滑樁”結構穩定實用。本次防治工作中，共澆筑4 片 5m/片的地梁，截面長 1.7m、寬5.0m、厚0.35m。在實際運用環節，將基于樁頂預留鋼筋連接地梁和微型抗滑樁。

在設計與施工環節，相關工作人員需要重點關注抗滑樁驗算問題，為保障“地梁＋抗滑樁”的適用性奠定基礎，如：利用CEO5軟件開展微型抗滑樁驗算工作。而后，還應該對“地梁＋抗滑樁”組合結構的樁體抗剪、位移控制情況以及樁距標準性進行計算。此時，可基于利用K法計算并結合樁體嵌入巖土層巖土性質分析獲得可用性計算結果。此次“地梁＋抗滑樁”組合結構的最大彎矩、最大剪力以及最大位移分別是67.6kN·m、46.7kN、20.5mm。計算結果表明，本次基于“地梁＋抗滑樁”組合結構的臨河路堤滑坡防治方案具有合理性。

3.2 其他輔助施工

施工人員先推進邊坡改形，將臨河路堤邊坡改為階梯型或緩邊坡，進而提高邊坡的自穩定性。再基于分層填筑和壓實的方式，完成土方回填，基底土質選用水穩定性良好的填料。然后，優化路肩排水，如：C25水泥混凝土（12cm厚）和水泥砂漿（5cm厚）開展路肩表面硬化，設置淺碟形截水溝的方式，完成坡面水采集和引流。此外，還應進行環境修復性施工，如：通過鋪植草皮來恢復邊坡植被。災毀路段的原有邊坡植被也應該得到二次利用，施工人員需將其中可回收利用的植被再次鋪植到治理后的邊坡上；在進行植被修復時，應在合理范圍內盡量提升坡面植被覆蓋率，從而為減少雨水滲入提供保障。開展護欄修復施工時，施工人員應該按照實際需要重新選定護欄類型，此時最為適用的護欄類型是護欄板。

3.3 注意事項

“地梁＋抗滑樁”組合結構計算理論的成熟度不高，所以存在一定的使用局限性，在實踐中應對以下注意事項加以重視：

①如以“剛架”簡化組合結構，那么以樁體嵌入的巖土應具備高地基系數；

②以“地梁＋樁＋樁間土”建立筋土墻模型，樁間土需具備較高的內摩擦角、粘聚力。

在本文所選案例當中，基于GEO5軟件完成了巖土設計和分析，該軟件的運行依據是早期的極限平衡理論。在巖土設計與分析環節，計算人員將樁間土和樁側土的壓力簡化為彈簧體系，還對連梁作用加以忽略，此時所獲得的實際計算結果較為保守。此外，地梁底面和土基的摩擦力以及漿液滲入土縫后的土體加固作用也一并被計算人員忽略，這些也使得計算結果較為保守。

4 結論

案例當中，臨河路堤滑坡的主要原因是路堤結構和施工成果存在缺陷，而連續降雨導致的雨水滲透也加劇了滑坡風險。在基于地梁、抗滑樁組合防治臨河路堤滑坡時，相關工作人員必須做好抗滑樁施工方案設計，提高抗滑樁與地梁布設的科學性，并推進土方施工、防排水施工與環境恢復工作的優化。