柳南客专D3K747+790～D3K747+890路基边坡滑坡整治方案
2015-10-21易奇
【摘要】本文简述了南宁枢纽Ⅲ标柳南客专D3K747+790～D3K747+890路基左侧边坡因受弃土和雨水影响而产生滑坡进行的整治过程，结合滑坡处的地质、地形及水文，采用合适的整治措施，确保了路基的稳定。
【关键词】弃土影响；滑坡；抗滑桩；方案
1.前 言
柳南、南黎铁路引入南宁铁路枢纽Ⅲ标（湘桂铁路扩能改造改造工程）主要施工段位于南宁市青秀区，铁路沿线坡顶存在堆填大量市政工程建设弃碴的情况。2014年10月25日凌晨4时10分左右，柳南客专K216+450～+550（施工里程D3K747+790～D3K747+890）段上行线左侧方向因坡顶弃土挤压路堑边坡形成滑坡，滑坡将线路边坡、排水沟、电缆槽等配套设施挤塌外拱，侵入铁路线路，致使铁轨严重扭曲变形，影响铁路行车，导致经过此线路的多趟列车停运或晚开，严重影响铁路运营。
2.滑坡段工程概况
本段路堑山体较为平缓，原地表覆盖弱～中等膨胀土，厚3～5m。下伏上第三系泥岩夹泥质粉砂岩，成岩性较差，为弱膨胀岩。路基以浅填方和浅挖方通过，中心挖方最大约1.5m，右侧路堑边坡最高约4.5m。设计路堑边坡坡率为1：2，边坡采用人字型截水骨架内灌草护坡防护，主骨架净距3m，支骨架净距3m，骨架厚度为0.6m。
3.滑坡原因调查及分析
通过现场情况实际调查，对滑坡产生原因分析如下
1）本项目地段原山体坡面向铁路方向倾斜，山体上层为松散的人工弃填土，下层为膨胀土，两层土质之间存在明显分界面。原地面截排水系统不够完善，使地表水下渗，下层膨胀土遇水软化，强度降低，形成滑动面。
2）近期进行市政工程建设的企业在路堑顶外侧约5～180m范围弃土，弃土高度约3～18m，增加了作用在滑坡上的荷载，使路堑失稳，滑坡体往线路方向滑移鼓胀，是滑坡形成的主要因素。
3）随着滑坡体的滑移，导致人字形截水骨架和水沟的产生滑移进而损坏，大量地表水渗入边坡，更是加剧了滑坡的形成与发展。
4.滑坡的治理方案
根据现场实际情况，专家会现场论证，决定采用“弃土清理+抗滑桩+挡土墙+骨架护坡+多重排水系统”的方案进行治理。
在D3K747+788～D3K747+888右侧路堑顶部，距离柳南线中心的距离26.9m～32.5m处，设置41根直径1.5m钻孔灌注桩做抗滑桩。桩中心为2.5m，桩长需由荷载计算结果决定。桩顶设置宽1.8m，高1.0m冠梁。桩身和冠梁均采用C40混凝土。
新建C35混凝土截水沟，对地表水进行截流。
桩前土体按1：3比例刷坡，3m×3m人字型截水骨架防护。每间隔两个主骨架设置一道支撑渗沟。骨架内采用灌草防护。
路堑坡脚设2m高C40混凝土挡土墙。墙背连续设置0.5m厚砂卵石反滤层，且增设复合排水网。（滑坡治理方案如图1所示。）
图1 滑坡段路基整治方案图
5.抗滑桩所受荷载分析及计算
5.1抗滑桩受力分析计算
抗滑桩需嵌入泥质粉砂岩足够深度以获得承受滑坡体推力的能力，嵌入深度要通过结构受力分析及计算而决定。
以下以K8号桩为例进行抗滑桩嵌入深度的设计计算，受力检算如图2所示。抗滑桩后侧弃土按对坡体影响范围内最大可能堆放高度进行荷载计算，并将弃土简化成均布荷载70kN/m2。抗滑桩桩前滑动面以上土体存在移离桩体向前滑动的趋势，在检算时不考虑其对抗滑桩的土压力，结果趋于安全，其作用于滑动面以下土体的重量荷载经计算按均布荷载81.5kN/m2计。
K8号桩处场地地质条件和岩土力学指标见表1，土压力分布见图2。
表1 土层设计计算参数
序号 土层 层厚（m） 容重（kN/m3） （°）
c（kPa）
1 人工弃土 6.3 18.1 13 8.2
2 膨胀土 3.5 19.0 12 20.6
3 泥质粉砂岩 ≥50 21.0 25 17
（1）主动土压力系数
人工弃土： ；
膨胀土： ；
泥质粉砂岩： ；
（2）被动土压力系数
人工弃土： ；
膨胀土： ；
泥质粉砂岩： 。
图2 土压力分布图
（3）主动土压力分布
根据《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》规定，基坑底以下土层主动土压力按矩形分布，则有：
a点：
b点上：
b点下
c点下：
d点： ；
（4）被动土压力分布：
b点： ；
c点上：
c点下：
d点：
（5）由图2可得，b点以下土体被动土压力均超过主动土压力，不存在土压力零点，故以b点作为弯矩零点。
以下进行各土层土压力合力及合力点距土层下边缘的高度的计算。
；
；
；
；
；
；
5.2计算抗滑桩嵌固深度验算
由《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）有关规定，抗滑樁嵌固深度值h3按下式确定：
，有：
；得： ；
则桩的总长： ，取 。
对所有设置41根抗滑桩进行了长度计算，桩长为10～15m范围。
6.总体施工工艺流程及施工注意事项
6.1总体施工工艺流程图
弃土堆表面清理整平夯实场地，夯填裂缝，形成顺畅的排水坡→施作截排水沟、排水沟和截水槽→铺设工作平台→钻孔桩施工→施工冠梁→拆除原有边坡防护→采用1：3的坡率刷坡→施工坡脚挡墙和边坡防护→施工侧沟、电缆槽等。
图3 总体施工工艺流程图
6.2施工注意事项
1）钻孔灌注桩施工
钻孔灌注桩施工严格按《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）办理，确保工程质量和安全。钢筋混凝土钻孔灌注桩施工完成28d后，采用声波透射法对全部基桩进行成桩质量检测。
2）膨胀土挡土墙施工
①膨胀土挡土墙基坑分段跳槽开挖，并及时灌注基础混凝土。
②墙背碎石或砂卵石滤水层的厚度，不應小于300mm；墙背填土宜选用非膨胀性土及透水性较强的填料，并应分层夯填。
3）骨架防护施工
施工前清刷坡面浮土，使坡面平整。骨架采用嵌槽法施工，骨架嵌入坡面，与坡面顺接确保坡面排水顺畅。骨架挡水缘必须与骨架一并浇筑。
4）排水系统施工
①边沟施工时，沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接，曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。
②截水沟的边缘离开挖方路基坡顶至少5m，进行防渗加固截水沟选择适当地点设出水口与其他排水设施平顺衔接。
③急流槽较长时分段砌筑，每段不宜超过10m，接头用防水材料填塞，密实无空隙。
5）坡面种草施工
撒播草籽后，及时覆盖种植表土并适当拍压，做好洒水养生工作，养生期不少于30天。
7、处理效果
在坡顶每隔10m设置位移沉降观测桩进行滑坡体稳定性监控量测，图4为D3K747+810、D3K747+840、D3K747+870断面3个观测点“位移—时间关系曲线图”。
图4 位移—时间关系曲线图
由图4可得滑坡体水平位移变形值初期较大，随着时间的增长变形值的增加幅度明显趋缓，在监测的后期，变形增加值很小或是已完全停止，即滑坡体已稳定，表明采取的整治处理措施是合理可靠的，确保了柳南双线铁路的行车安全。
参考文献
[1]交通部第二公路勘察设计院·《路基设计手册（第二版）》[M] ·北京：人民交通出版社，2001。
[2]建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）[S]·北京：中国建筑工业出版社，1998，06。
作者简介：易奇（1987年02月-），男，学历：本科中铁二十五局集团第四工程有限公司
