邵光高速公路某滑坡成因分析及治理工程设计

■朱雄钦 ■福建新路达交通建设监理有限公司

1 引言

目前国内正处在山区高速公路的建设高潮，在工程建设中，为降低工程造价，不得不大量切割山体，形成高边坡。由于切割山体，破坏了山体原有的平衡，同时在降雨作用下，土体物理力学指标降低，极易造成边坡失稳。刷方卸载、预应力锚杆(索)以及支挡等措施是治理滑坡常用的手段，本文结合邵光高速公路K28 +540 滑坡工点，通过分析该滑坡的成因，并提出相应的治理措施。

2 工程概况

2.1 地形地貌

滑坡区域属丘陵斜坡地貌，山脊走向近东西向，总体地形西高东低，自然地形呈上陡下缓，下部坡度20～30°，上部坡度30～40°，坡脚设计公路路面高程约262.379～265.49m，道路左侧人工边坡后缘山顶部最大高程约357m，相对高差约94.6m。人工边坡沿线南北两侧为丘陵小冲沟，冲沟切割深度25～45m，两侧壁地形高陡，自然地形坡度约35～45°，地表植被发育。滑坡段落平面布置图见图1。

图1 滑坡平面图

2.2 地基土工程地质层组及特征

根据人工开挖边坡出露及工程钻探揭露，划分为5 个工程地质层，现自上而下分述如下:

2.3 地层岩性

根据人工开挖边坡出露及工程钻探揭露，根据岩土体成因时代、埋藏分布规律、岩性特征及其物理力学性质，划分为5 个工程地质层，现自上而下分述如下:

2.4 水文地质条件

工作区水文地质条件较简单，富水性一般，主要受大气降雨补给。人工边坡开挖使岩土体裸露，失去地表植被等防护，地表降雨沿坡面岩孔隙、裂隙大量下渗，一方面降雨沿孔隙裂缝入渗转化为松散层孔隙潜水、风化基岩网状裂隙水等，使土体重度加大，抗剪强度降低。另一方面沿基岩卸荷裂隙下渗转化为基岩裂隙水，降雨后裂隙内地下水水位迅速上升，加剧裂隙张开程度，增动水压力和渗透力等，加剧了表层土状风化岩土体的下滑。

3 滑坡发展过程及成因分析

3.1 滑坡发展过程

边坡原设计最高五阶，第一至五阶坡率分别为1∶0.75、1∶1.0、1∶1.0、1∶1.25 和1∶1.25，第一阶设置交错的非预应力锚杆框架，第二、三阶设置交错预应力锚索框架。2014 年3 月，边坡开挖至第一阶，因坡面锚固工程未及时实施，受降雨影响，边坡发生变形开裂，2014 年11 月，边坡变形进一步加剧。坡顶出现多道裂缝，滑坡周界明显，第一阶坡面出现鼓胀现象。

3.2 滑坡成因分析

根据现场调查以及滑坡勘察资料揭示，该滑坡形成的主要因素如下:

(1)斜坡场地经人工开挖分级切坡，形成高差约40m，坡度34～53°的高陡人工边坡，破坏了该斜坡原有的应力平衡;

(2)边坡主体由坡残积土层及下部风化土层组成，下伏基岩，表层覆盖的①残坡积砂质粘性土，孔隙度较大，具中等透水性，其主要组成成分为粉粘粒，土体结构松散，有利于地表降水下渗，易吸水饱和、重度加大，抗剪强度降低;同时基岩面顺倾且相对隔水，容易造成地下水汇集，浸泡和软化接触带附近土体，降低岩土体抗剪指标。

在以上两个因素同时作用下，边坡发生变形破坏，本滑坡为牵引式滑坡。

4 滑坡治理设计

4.1 稳定性计算

根据地勘资料，各岩土层指标如下

表1 各岩土层物理力学指标

以下以主滑方向断面4-4’为例说明计算过程，采用GEO-SLOPE 软件，结合地勘提供的岩土层物理力学指标，对边坡进行稳定性计算，计算过程如下:

图2 4-4’断面现有稳定性结果

图3 4-4’断面刷坡后

图4 4-4’断面加固后

由图2～图4 可以看出，通过刷坡设置宽平台，可以将大部分的滑坡松散体清除，同时可以大大提高边坡的稳定性系数，4-4＇断面通过刷坡设置宽平台，安全系数提高了0.434，大大减少锚固工程数量，结合预应力锚索框架，将安全系数提高至规范要求值。

4.2 滑坡治理设计

由于该滑坡目前已处于滑动状态，边坡坡顶出现了多道明显的圈椅状裂缝，坡面出现较多的裂纹。第一阶坡面中部出现明显的鼓胀现象。对该滑坡实施刷坡卸载结合预应力锚索框架的治理方案，见图5，具体措施如下:

(1)刷坡卸载:通过卸载边坡中上部土方，对已扰动的土体进行清除，减少滑坡下滑力;

(2)锚固工程:在边坡第二级设置交错锚索框架，第三、四阶设置满布预应力锚索框架，锚索钻孔孔径为150mm，为6 束钢绞线锚索，锚索单束公称直径为15.2mm，其中锚固段位于砂土状强风化的锚索，单孔锚索设计拉力为500KN，锚固段长度12m，锚固段设置于碎块状强风化花岗岩锚索，锚固段长度10m，单孔设计拉力为700KN;

(3)坡面防护工程:坡面采用拱型骨架植草和液压客土喷播植草灌(框架内)两种防护方式;

(4)截排水工程:在边坡坡顶开口线外侧设置截水沟，截流后侧山体的地表水进入边坡坡面范围内，平台上设置排水沟，并在土层和强风化土层段设置排水平孔;

(5)支挡工程:坡脚第一阶设置4m 高矮挡墙，顶宽2m，采用C15片石砼浇筑;

(6)裂缝夯填:对于已有的裂缝，应采用粘土夯填封闭，防止雨水通过裂缝渗入坡体。

图5 4-4’断面加固设计图

4.3 施工注意事项

(1)预应力锚索:因本滑坡体有多道裂缝，施工预应力锚索过程中将出现漏风、跑浆等现象，因此在施工过程应采用跟管工艺，跟管长度直至穿过已有滑动面为止。

(2)地下水排水工程主要是指仰斜平孔排水工程，一般设计工程位置和数量均为原则性布设，在具体施工过程中，应根据施工揭示地层及含水状态等实际情况调整孔位、孔数和孔深，以排水孔正常出水率达50%以上为宜，确保平孔排水工程效果。

(3)坡面及坡顶上的裂缝，应采用粘土夯实封闭。

5 结语

滑坡采用上述方案实施后，通过监测结果反馈，滑坡体已处于稳定状态，说明该处理方案是成功可行的。对于风化层较厚的滑坡，如果具备放缓条件，通过刷坡卸载，设置宽平台等措施，可大大降低滑坡下滑力，减少锚固工程量，进而降低工程造价。

［1］陈祖煜，土质边坡稳定分析——原理、方法、程序.北京:中国水利水电出版社.

［2］李海光.新型支挡结构设计与工程实例［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］JTG D30-2004，公路路基设计规范［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［4］卢才金.考虑结构面效应的路堑类土质高边坡及其稳定性分析［J］.岩土工程界，2006，10(7):29～32.