某二级公路改建工程K14滑坡处治设计及效果分析

温 海 峰

(广东省路桥建设发展有限公司，广东 广州 510635)

某二级公路改建工程K14滑坡处治设计及效果分析

温 海 峰

(广东省路桥建设发展有限公司，广东 广州 510635)

以某公路工程滑坡处治设计为例，通过认真分析边坡岩土体变形机制和失稳机理，充分考虑了各方面影响因素后，决定采用抗滑桩支挡，结合截排水的综合治理措施，经运营观察表明，处治效果良好。

滑坡处治，稳定分析，抗滑桩，综合处治

0 引言

在公路工程的路基边坡勘察、设计、施工中，对地质勘察工作提出了明确、具体的要求，但因边坡工程涉及到水文地质、工程地质、岩土力学、结构工程等多个学科[1-3]，因技术手段的限制，在勘察阶段，往往难以完全确定边坡内部的特性，因此，在设计中，对滑坡等设计应采用动态设计法[4]，在路基施工阶段，依据施工信息，对原设计进行必要的完善工作[5]。本文依据某二级公路改建工程的滑坡处治[6]，分析其变形失稳机理，并提出处治措施，评价方案的处治效果。

1 滑坡形态规模和变形特征

滑坡位于新建铜李路右侧，滑坡体前方为板桥乡苟皮坝村部分村民居住区，该滑坡位于前缘公路开挖路基形成的凹槽和后缘平台间的缓坡地带，场地地形西高东低，斜坡自然坡角10°～30°。滑坡前缘地面高程为651.40 m～665.01 m，后缘地面高程为690 m～698 m，相对高差约为50 m，滑坡中部形成宽2 m～20 m，标高678 m左右的平台。距滑坡后缘平距约20 m左右分布高程702 m～709 m的平台，目前为当地村民耕种的稻田，两侧亦为斜坡，属构造剥蚀低山地貌(见图1)。根据地表工程地质测绘及钻探成果表明：本场地上部土层主要为第四系块石土(Qdel)，厚5.60 m～11.80 m。下伏基岩为志留系下统页岩，揭露最大厚度8.20 m。场地地下水主要为松散层孔隙水和基岩风化裂隙水。场内存在有少量地下水，具有就近补给、就近排泄的特点。

铜李路K14+130～K14+380滑坡原处治设计采用清方+锚杆格子梁+路堑墙+截排水措施，于2007年9月开始施工，次年3月完成路堑墙，坡面锚杆格子梁防护及坡顶截排水工程和坡体仰斜式排水孔尚未实施。随后遇雨季坡面出现垮塌和滑移现象。

滑坡后缘拉张裂缝断续分布，南段后缘滑裂壁明显，后缘高程约690 m～698 m。剪出口主要为公路右侧挡墙，西南段东侧滑坡舌明显，前缘高程约651 m～665 m，滑坡两侧边缘均有裂隙，滑坡边界明显。滑坡区地形西高东低，分布高程651 m～698 m，前后缘高差约47 m，主滑方向长约85 m，宽225 m，面积1.83×104m2，滑体平均厚度8.50 m，体积15.56×104m3，为中型浅层土质滑坡，根据地面裂缝调查判定，滑坡主滑方向126°，与公路走向近于垂直，平面呈似“弓”形。

根据滑坡边界特征、形态特征及变形特征综合判定，滑坡力学性质为推移式。

经现场调查以及钻探勘察，可以确定滑坡的物质结构特征如下：

1)滑体：滑体物质主要为块石土，纵向上具前、后缘较薄，中部厚的特点，勘探点揭露厚度为2.60 m～11.60 m，呈松散～稍密状。

2)滑面：滑面主要为基岩顶面，前、后缘位于块石土内部，本次钻孔揭示滑带土明显，其碎石中多见有磨光面，一般粉质粘土含量较高，呈可塑状，钻进中垮孔严重，厚度一般0.50 m～0.90 m。

3)滑床：该滑坡之滑床由志留系下统(S1)页岩夹薄层灰岩构成。滑床形态从横向看，南侧略低，北侧稍高，纵向上呈折线形，与地表形态比较一致。

2 滑坡变形机制和稳定性分析

2.1 滑坡变形机制

据调查，滑坡区在公路施工前未出现滑移变形，2005年路基部分开挖后，即出现土体沿土层内部的滑坡，经勘察，设计及施工治理(削方减载、坡脚重力式挡墙、锚杆、排截水工程等，其中锚杆尚未施工，排截水工程亦未完工)，至2008年4月未出现明显变形，经5月23日的大暴雨作用后，滑坡体出现了拉裂隙，随后斜坡土体出现了滑移。滑坡变形特征明显，在暴雨的作用下有向后缘进一步发展的趋势，K14+190～K14+300有出现整体滑移将已有挡墙完全破坏的可能。

该滑坡的形成，是由其地形地貌、地层岩性、大气降雨及人类工程活动共同作用的结果。其主要诱发因素为原设计治理工程未施工完毕(锚杆未施工、排截水工程未完工)，暴雨作用下，地下水渗入滑带中，使滑带土饱和，降低其抗剪强度，同时大量的雨水渗入土体中，增加了滑体重度，即出现了土体的滑移，产生推移式滑动。

2.2 滑坡稳定性分析

据极限平衡原理，采用条分法分别对自然工况下和暴雨工况下滑坡的稳定性和剩余下滑力进行计算分析。根据地质勘察报告，岩土物理力学参数取值如下：

滑体内崩坡积碎块石土：

天然容重19.58 kN/m3，饱和容重22.5 kN/m3；

天然抗剪强度C=27.3 kPa，φ=17.6°；

饱和抗剪强度C=19.60 kPa，φ=14.0°；

滑带土：抗剪强度指标：1—1′～4—4′剖面段天然工况C=14.0 kPa，φ=14.5°；暴雨C=10 kPa，φ=13.5°；5—5′～7—7′剖面段天然工况C=15.5 kPa，φ=16.4°；暴雨C=14.5 kPa，φ=15.3°。

计算结果见表1。

表1 折线法滑坡稳定性计算结果

1—1′,2—2′和3—3′坡面滑坡产生了较大变形，能量得到一定释放，其稳定系数相对较大，该段滑坡处于欠稳定～基本稳定状态，3—3′,4—4′,5—5′,6—6′剖面滑坡稳定系数0.88～1.13之间，滑坡处于不稳定～基本稳定状态，滑坡仍有滑动变形的趋势。现斜坡整体处于欠稳定状态，不同位置其稳定状态略有差异。

根据计算知道：天然工况下，滑坡稳定程度较差，暴雨工况下滑坡稳定极差。设计剩余下滑力取支挡位置剩余下滑力，取暴雨工况条件下，安全系数Fs=1.15时剩余下滑力作为设计取值。

3 滑坡综合处治措施

3.1 防治工程设计参数选取

防治工程设计参数包括抗滑工程荷载，其中工程荷载包括自重、暴雨等。

1)自重：滑体重量在天然状态下取天然容重，饱水状态下将按滑体土100%饱水进行稳定性计算和评价，滑体上修排水沟后，考虑其作用的有效性，滑体土饱水容重取80%饱水时的容重进行推力计算。2)暴雨：滑坡区，雨季长，多为连续降雨，大到暴雨，雨水渗入滑体，使滑体饱水，容重增加，抗剪强度指标降低，使其变形加剧。

3.2 设计工况及安全系数的选取

1)设计工况选取。根据滑坡区地理条件及周边环境条件，选取以下两种工况：工况一：天然状态+自重；工况二(设计工况)：暴雨状态+自重。2)各种工况下安全系数的选取。根据JTJ D30—2004公路路基设计规范规定：二级公路滑坡的安全系数应采用1.15～1.20；考虑多年暴雨的附加作用影响时，安全系数可适当折减0.05～0.1。

根据上述规定，本次滑坡在天然工况下安全系数取K=1.20；暴雨工况下安全系数取K=1.15。岩土参数取值如表1所示。

3.3 处治方案设计

根据该滑坡实际情况，综合分析各种情况后，滑坡处治充分采用以抗滑桩作为主要支挡结构，结合清方+截排水措施和坡面防护措施的综合处治方案。

抗滑桩工程：主要采用钢筋混凝土人工挖孔桩进行支挡。在滑坡中除公路外侧路肩位置布设一排C30钢筋混凝土抗滑桩，抗滑桩长轴滑坡变形方向布置；根据不同断面情况，分别采用A型抗滑桩和B型抗滑桩。

A型抗滑桩布置于1—1′断面、2—2′断面、3—3′断面、5—5′断面、6—6′断面、7—7′断面，截面1.5 m×2.0 m，桩间距采用6.0 m；4—4′断面采用B型桩，截面1.75 m×2.5 m。抗滑桩工程处治立面图如图2所示。

在此基础上，修复路堑墙，增设护面墙，加强坡面绿化防护，滑坡范围内清除松动易滚落岩体后进行植草防护；坡面张拉裂缝采用粘土进行封填，完善截排水措施。

4 结语

1)人工开挖和暴雨是影响滑坡稳定性的重要因素，在暴雨条件下，大气降水沿坡面浸入土体，造成土体密度加大，抗剪参数降低。同时，由于人工开挖导致坡体在坡脚卸荷形成临空面，使抗滑力降低，加上坡体物质组成为残破积层粉质粘土，因此容易坍滑失稳。边坡开挖后，支护措施未及时跟进也是边坡垮塌的重要原因。2)针对滑坡开展细致的现场调查和地质钻探，探明了滑动面以及滑坡的破坏机制，从而提出采用抗滑桩结合截排水措施的综合治理措施。边坡施工结束至今已有4年有余，综合运营情况良好，未发生后续病害，表明边坡的治理措施是合理得当的。

[1] JTG C20—2011，公路工程地质勘察规范[S].

[2] GB 50021—2001，岩土工程勘察规范[S].

[3] 陈祖煜.土质边坡稳定性分析——原理、方法、程序[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[4] JTG D30—2004，公路路基设计规范[S].

[5] 刘新荣，张 梁，余 瑜，等.降雨条件下酉阳大涵边坡滑动机制分析[J].岩土力学，2013，34(10)：2898-2904.

[6] 铜鼓至李溪二级公路改建工程K14+190～K14+420段滑坡详细工程地质勘察报告[R].2011.

[7] 代华兵.某市政公路滑坡灾害治理方案研究[J].山西建筑，2014，40(7)：147-148.

Treatment design and effect analyses of K14 landslide in reconstruciton project of secondary road

Wen Haifeng

(GuangdongRoadandBridgeConsturctionDevelopmentCo.,Ltd,Guangzhou510635,China)

Taking the landslide design of a highway engineering as an example, deformation and stability mechanism of this landslide are analyzed. The various factors are considered, anti-slide pile retaining wall is proposed integrating with draining measures. The several years operating observation showed that the treatment effect is fine.

landslide treatment, stability analyze, anti-slide pile, comprehension treatment

2015-01-05

温海峰(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)08-0158-02

U416.14

A