李艷明

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

1 工程概況

該滑坡位于廣東省新興縣河頭鎮(zhèn)沙坪村境內(nèi)，位于某建高速公路K21+410—K21+515 段左側(cè)，該段高速公路為半挖半填路段，最大開(kāi)挖高度為8.0 m，最大填方高度為10.0 m。挖方邊坡坡率1∶1.0，挖方坡腳設(shè)置2.5 m 高C20 混凝土擋土墻，以上采用噴播植草防護(hù)。2018 年9 月12 日，該路塹邊坡已出現(xiàn)滑坡，滑坡后緣距塹頂線約70 m，后緣出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、簸箕裂縫，錯(cuò)臺(tái)高度約80 cm，前緣剪出口位于坡腳墻附近，擋墻變形開(kāi)裂，開(kāi)裂處滲水，揭露全風(fēng)化紫紅色泥巖。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，滑坡變形持續(xù)發(fā)展，嚴(yán)重影響公路的運(yùn)營(yíng)安全，亟需處治邊坡滑坡。

圖1 滑坡處原斷面設(shè)計(jì)圖

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

本路段地處構(gòu)造侵蝕低山丘陵區(qū)，地形起伏較緩，坡體地面標(biāo)高約為80.0～120.0 m，自然坡角最大約為30°。山體植被發(fā)育，生長(zhǎng)松樹(shù)及各種灌木、蕨類植物。

2.2 地層巖性

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)繪及鉆探資料（ZK1—ZK8）成果，邊坡主要由第四系沖洪積和殘坡積成因粉質(zhì)黏土和寒武系高灘組泥質(zhì)砂巖風(fēng)化物組成。各巖土層分述如下：

a）粉質(zhì)黏土 褐黃色，軟塑- 可塑，土質(zhì)不均，干強(qiáng)度中，塑性中，表層含植物根系。

b）全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 灰紅色，全風(fēng)化，原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨，大部分如粉質(zhì)類土狀，具可塑性，呈柱條狀。

c）強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 紫紅色為主，強(qiáng)風(fēng)化，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖芯破碎殘缺，呈1.0～3.0 cm 的碎塊狀，手掰易碎。

d）強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 紅黃色，強(qiáng)風(fēng)化，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖芯破碎呈3～6 cm 的塊狀，偶見(jiàn)短柱狀，局部可見(jiàn)石英脈，錘擊易碎。

e）中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 黃褐色，中風(fēng)化，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯為碎塊狀或者短柱狀。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

項(xiàng)目區(qū)位于華南加里東褶皺系粵西隆起帶內(nèi)，大地構(gòu)造位置上處于四會(huì)- 吳川斷褶帶中西段。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期經(jīng)歷了多次和多種性質(zhì)的地殼運(yùn)動(dòng)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造多呈北東或近北東走向。項(xiàng)目區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度。根據(jù)邊坡專項(xiàng)地質(zhì)調(diào)繪成果，邊坡范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有影響場(chǎng)地穩(wěn)定的不良地質(zhì)。

3 滑坡變形特征、滑動(dòng)機(jī)理及穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡變形特征

滑動(dòng)區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，上部為全新系中更新統(tǒng)粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，下伏強(qiáng)- 中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖?；缕麦w后緣分布張拉下錯(cuò)裂縫，最大可見(jiàn)下錯(cuò)深度80 cm，在巖性上以全風(fēng)化覆蓋層為界，在地形上以陡緩交界面為界，滑坡前緣剪出口位于一級(jí)邊坡的坡腳，坡腳擋墻外鼓開(kāi)裂，開(kāi)裂處滲水，邊坡段落局部出現(xiàn)小的滑塌，滑坡兩側(cè)翼出現(xiàn)明顯的剪切裂縫，坡周界明顯，屬牽引式滑坡?；轮骰瑒?dòng)方向?yàn)?87°，邊坡坡面產(chǎn)狀：276∠45°，主軸長(zhǎng)70 m，橫寬約135 m，滑體平均厚度約8.5 m，屬中層滑坡，滑坡體方量約為9.2 萬(wàn)m3，屬中型滑坡。

3.2 滑坡滑動(dòng)機(jī)理分析

滑坡所在區(qū)屬粵西南低緯度地區(qū)，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。雨季長(zhǎng)，雨量充沛；季風(fēng)活動(dòng)明顯，終年受海洋季風(fēng)氣候調(diào)節(jié)，氣象特征表現(xiàn)為風(fēng)害多、雷暴頻。所屬新興縣年平均降雨為1 680.2 mm，每年雨季和旱季明顯，最大日雨量達(dá)400 mm（1976 年9 月20 日），造成山洪暴發(fā)，江河橫溢?；w受到強(qiáng)風(fēng)化巖形成的溝谷控制，易于積水，水加重滑體質(zhì)量，弱化力學(xué)指標(biāo)，持續(xù)不斷的強(qiáng)降雨是工程滑坡的誘發(fā)因素。

滑坡坡體為二元結(jié)構(gòu)，上部為粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，下部為強(qiáng)- 中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，層間結(jié)合面已經(jīng)泥化，力學(xué)指標(biāo)差，這是滑坡發(fā)生的內(nèi)在因素。

在修建公路時(shí)，開(kāi)挖坡腳，切斷了滑坡前緣，使滑坡具有臨空面，在重力作用下滑坡產(chǎn)生滑動(dòng)，這是滑坡發(fā)生的主要因素。

3.3 滑坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)滑坡變形特征可知，該滑坡危害程度為嚴(yán)重，滑坡防治工程安全等級(jí)為Ⅰ級(jí)[1]?；麦w變形和滑坡區(qū)裂縫的發(fā)展都可說(shuō)明滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，大氣降雨等因素將對(duì)滑坡穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響，甚至引起滑坡后緣進(jìn)一步滑動(dòng)。為保證公路運(yùn)營(yíng)安全，按照一次根治滑坡的原則，對(duì)滑坡體進(jìn)行穩(wěn)定分析計(jì)算，并采用綜合處治方法[2-3]對(duì)其治理。

根據(jù)鉆探資料（ZK1—ZK8）成果，分Ⅰ-Ⅰ（ZK1—ZK4）和Ⅱ-Ⅱ（ZK5—ZK8）兩個(gè)斷面反算滑面C、Φ 值，考慮邊坡已經(jīng)滑動(dòng)，滑坡穩(wěn)定系數(shù)取0.98，經(jīng)反算，綜合考慮暴雨工況下C=10，Φ=10。

采用傳遞系數(shù)法[4]對(duì)滑坡剩余下滑力進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如式（1）、式（2）。

式中：Fn、Fn-1為第 n、n-1 塊滑塊的剩余下滑力，kN；ψ 為傳遞系數(shù)；γt為安全系數(shù)；Gnt、Gnn為第 n 塊滑塊自重沿滑動(dòng)面、垂直滑動(dòng)面的分力，kN；Gn為第n 塊滑塊沿滑動(dòng)面巖土的內(nèi)摩擦角，（°）；cn為第n 塊滑塊沿滑動(dòng)面巖土的黏聚力，kPa；ln第n 塊滑塊沿滑動(dòng)面的長(zhǎng)度，m；βn、βn-1為第 n、n-1 塊滑塊與水平線的夾角。

根據(jù)公路抗震規(guī)范，計(jì)算不考慮非正常工況Ⅱ，按式（1）、式（2）計(jì)算結(jié)果如表1。

表1 剩余下滑力計(jì)算表

滑坡推力取Ⅱ-Ⅱ斷面非正常工況Ⅰ（暴雨）下剩余下滑力值。

4 滑坡處治比選設(shè)計(jì)

根據(jù)滑坡所在的工程地質(zhì)情況及滑坡變形特征、機(jī)理等情況，設(shè)計(jì)提出鋼花管注漿+預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索兩個(gè)方案進(jìn)行比選設(shè)計(jì)。

4.1 方案一 鋼花管注漿+預(yù)應(yīng)力錨索方案

圖2 鋼花管注漿+預(yù)應(yīng)力錨索方案

在距路基坡腳11.5 m 處設(shè)置4 排Φ89 鋼花管，鋼花管長(zhǎng)18 m，排距0.75 m，縱向間距1.5 m，鋼花管頂部設(shè)置40 cm 厚C30 現(xiàn)澆混凝土冠梁，冠梁上部設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)度42 m，錨固段長(zhǎng)度10 m，錨索縱向間距3 m。在距路基坡腳57.5 m 處（樁號(hào)范圍K21+430—K21+506）設(shè)置4 排Φ89 鋼花管，鋼花管長(zhǎng)20 m，排距0.75 m，縱向間距1.5 m，鋼花管頂部設(shè)置40 cm 厚C30 現(xiàn)澆混凝土冠梁，冠梁上部設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)度28 m，錨固段長(zhǎng)度10 m，錨索縱向間距3 m。每根鋼花管抗力100 kN，預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)錨固力500 kN，鎖定錨固力550 kN，考慮剩余下滑力作用下經(jīng)計(jì)算邊坡安全系數(shù)大于1.3，滿足規(guī)范要求。

4.2 方案二 抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案

圖3 抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案

在距路基坡腳11.5 m 處設(shè)置2.5×3.0 m C30抗滑樁，樁間距6 m，同時(shí)在抗滑樁頂設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長(zhǎng)度42 m，錨固段長(zhǎng)度10 m，錨索縱向間距3 m。預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)錨固力500 kN，鎖定錨固力550 kN?？紤]抗滑樁錨固地層為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，抗滑樁水平位移和內(nèi)力按m 法[5]進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如式（3）～式（6）。

式（3）～（6）中：a 為抗滑樁的變形系數(shù)，1/m；x0、φ0、M0、Q0分別為滑動(dòng)面處的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩及剪力；Aj、Bj、Cj、Dj為隨抗滑樁換算深度變化參數(shù)；EI 為抗滑樁對(duì)剛度系數(shù)。

考慮剩余下滑力作用，經(jīng)計(jì)算，抗滑樁樁頂位移小于100 mm，滑面處位移于小于10 mm，邊坡安全系數(shù)大于1.3，滿足規(guī)范要求。

以上兩種方案均可以達(dá)到一次根治滑坡的目的，但考慮該滑坡發(fā)生在公路試運(yùn)營(yíng)期間，為保證公路運(yùn)營(yíng)安全、及時(shí)搶險(xiǎn)、快速防止滑坡的繼續(xù)變形而產(chǎn)生更大的次生災(zāi)害，結(jié)合鋼花管注漿施工方便，能夠較快地加固滑坡體，而抗滑樁采用人工挖孔，施工復(fù)雜且時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，有效加固滑坡體需要時(shí)間較長(zhǎng)，經(jīng)比選最終采用鋼花管注漿+預(yù)應(yīng)力錨索方案即方案一。同時(shí)，在坡腳處設(shè)置仰斜排水管，仰角14°，孔深20 m，間距3 m，與鋼花管錯(cuò)開(kāi)布置；在滑坡后緣裂縫外5 m 處設(shè)置截水溝，完善其他排水設(shè)施，形成通暢的排水通道；采用黏性土封閉裂縫并夯實(shí)，夯實(shí)度不小于90%。

5 結(jié)語(yǔ)

a）可根據(jù)滑坡的變形特性、滑面的深淺、地質(zhì)條件、外部壞境因素等采用分級(jí)、分區(qū)域運(yùn)用多種處治方法對(duì)滑坡進(jìn)行綜合處治。

b）對(duì)于有搶險(xiǎn)要求的滑坡處治可以采用施工方便的鋼花管注漿加固等方法進(jìn)行快速加固處治，可以有效地抑制滑坡的繼續(xù)變形，防止產(chǎn)生更大的次生災(zāi)害。

c）對(duì)滑坡處治時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多方案比選，根據(jù)滑坡產(chǎn)生的原因、變形特性及相關(guān)要求等綜合選取最合適最安全的處治方案。