典型填土滑坡支护工程施工难点分析对策

谢武平 朱文景 魏 昕 谢 超

（湖南省核工业地质局三0三大队 湖南长沙 410119）

1 工程概况

2015年1月，湘江东路K0+040-K0+200段北西面路基边坡发生滑坡下沉，2015年3月对该段进行了钢管桩治理。2016年5月修复该路段时，发现该段有向北西向位移现象，拉张裂隙长约20m，宽约5～15cm。2016年6月至7月初，因雨水冲刷，该段张拉裂隙继续加大。

场地内滑坡总体滑动方向为自南向北滑动，滑坡体周边张性裂缝发育，呈弧形。整个滑坡体前缘宽度约110m，顺主滑动方向长约70m，根据变形观测矢量图确定主滑方位角20°，滑体最大厚度为18m，滑坡后缘张性裂缝发育，宽 5～20m，长约 20～100m，走向 260～270°，与坡向斜交，且有交错想象，滑坡后缘错台约0.8～1.5m。

1.1 地形地貌

场地处于湘江右岸一级阶地上，原始地形南高北低，原始坡度约为7～12°，由于建房及修路修建开挖和回填堆积等改造，现边坡区地面标高介于90.5～113.3m之间。场地地貌属一级阶地地貌；场地现状微地貌特征主要呈台阶状，原有斜坡区已被掩埋，该区位于湘江东路北侧，交通便利。

1.2 地质构造

根据《湖南省地质图》及《湖南省构造纲要图》，根据现场踏勘和1：5万冷水滩镇幅区域地质资料，滑坡区上覆第四系土层主要由第四系冲积层组成；基岩为一套以浅海相碳酸盐岩为主，夹浅海相碎屑岩，主要出露为泥盆系上统余田桥组（D3s）灰岩、泥灰岩，厚60～150m，基岩产状为153∠55°，区内总体由一系列南北向及北东向的背、向斜组成。勘察区内岩层以单斜构造为主，未见较大规模断裂构造，地质构造较简单。

1.3 地层岩性

根据野外勘察结果，结合室内土工试验，场地岩土层主要为杂填土（Q4ml）、粉质粘土（Q4al）、卵石（Q4al）、强风炭质灰岩（D3s）、中风化炭质灰岩（D3s）。

滑体土体物质组成主要以杂填土为主，滑床主要为粉质粘土和泥盆系强风化碳质灰岩，滑带主要沿杂填土与粉质粘土、强风化碳质灰岩接触界面滑动，以湘江河作为剪切破坏口。

1.4 水文地质条件

场地地表水主要为湘江，位于滑坡坡脚，水量充沛，水位升降大、流速大，对岸坡冲刷大；场地地下水主要类型为孔隙水及基裂隙水，孔隙水主要赋存于杂填土及卵石层中，受大气降水及地表水补给，随季节变化影响较大；基岩裂隙水赋存于泥盆系强风化及中风化炭质灰岩风华带裂隙中，补给来源主要为地表水和大气降水，虽然岩石节理裂隙发育，但因其多呈半张开～微闭合状态，地下水径流条件一般，以片状流形式排泄于地势低洼处，水量贫乏，透水性一般，有利于地下水积聚而造成上覆土软化，是该滑坡滑动的重要原因之一。

2 施工图设计主要内容

湖南省交通规划勘察设计院2016年10月提供的施工图设计的主要处治设计内容如下：

（1）在一级平台上设置一排抗滑桩，每三根抗滑桩顶横系梁，抗滑桩截面均为中2500mm，桩中心间距为5m，共30根桩。

（2）滑坡前缘采用桩基础+冠梁+护面墙防护措施，桩径1200mm，间距4m，桩长8～13m，冠梁宽1.5m，高1m。

（3）已滑动松散的路基体，采用挖除换填的处治措施，换填材料采用透水性较好的砂砾土，分层碾压后，再进行上部路基的填筑。

（4）滑坡后缘设4条纵向600×800mm的碎石盲沟。

（5）一、二级边坡坡面均采用M7.5浆砌片石进行护坡处理，且设PVC排水孔。

（6）滑坡施工期间位移、变形监控、测量及分析，为施工及工程安全提供科学依据。

3 施工难点分析

3.1 施工便道、平台及便道高边坡的防护问题

本工程坡脚为湘江，坡顶为市政公路，施工作业时，施工机械行驶路线从坡顶往下直接作用于滑坡上部，等于变相的增加了滑坡的下滑力，其滑坡体稳定性将受到影响，且滑体土主要为未经固结沉降或压实的杂填土，无法承受旋挖钻机、挖机、混凝土泵车的重量，加上自然坡度大，修建便道时不可避免要挖方形成高边坡。

3.2 大直径旋挖桩成孔难的问题

本施工项目位于湘江河边，处于滑动断层处，上部地质情况主要为杂填士、粉质粘土，河床下有沙层，在抗滑桩施工时，由于材料、机械荷载及施工荷载较大，对滑体土方产生的扰动较大，极易引发孔隙水泄漏造成塌孔，引起安全、质量事故。

4 施工对策

（1）施工所需旋挖钻机、挖掘机、钢筋、套筒等机械设备及原材料直接由施工便道进入施工现场。场地地面需承载力大于三一重工旋挖钻机SR360型（履带宽度0.8m、长度6.0m）自重125T；50T吊车（单个轮胎接触面积为0.075，支撑为0.25）吊装钢筋笼时（加钢筋笼）重量：80T，共计为215T，P=M/A=205×10/（0.8×6×2+0.075×14+0.25×4=（A为机械对地基的接触面积），机械所造成的压力为：176.7kPa，杂填土无法提供这么高的承载力，必须采取其它有效保证安全措施。建议在反开挖并回填压实后，铺设50cm片石（具体厚度根据实际需要决定）+20cm厚级配碎石+20cm厚C30混凝土面层。搭建各种临时设施，按规范要求接通现场用电用水及施工排水措施。

由于旋挖钻机回转半径大，钻杆高，自重大，在作业时需要将近8m宽的操作空间，在钻机就位前使用挖掘机将原地面的淤泥及软弱层清除，再平整整个场地并夯实做为钻机的施工作业平台，保证平台的宽度不小于6m，并保证场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。若场地软土较厚，硬度不够，则在表面铺设50cm厚片石+20cm厚级配碎石平整碾压后检测承载力是否达到要求，再确定平台是否再硬化，以保证钻机施工作业的安全性。平台及便道开挖后形成了的高边坡，建议对其进行水泥浆喷浆防护。

（2）埋设钢护筒

根据工程地质条件和试桩经验发现，如何保证在厚层的软塑一流塑的淤泥和淤泥质粘土层顺利钻进成孔，避免在该地层发生缩径坍塌等现象是施工成败的关键。鉴于深厚的软塑一流塑淤泥和淤泥质粘土层的不稳定性，根据我公司的施工经验采用钢护筒将敏感地层全部隔离，确保成孔安全。

设计图纸中抗滑桩的钢护筒埋设长度统一为5m，为穿过上部的杂填土，考虑到抗滑桩及坡脚防冲刷桩邻近湘江河边，地下水丰富，会导致成孔过程中出现塌孔，建议将钢护筒埋设至岩层。

施工前设置坚固、不漏水的钢制护筒，护筒在钢模生产厂家定制，采用QB235、δ＞16mm钢板加工制成，护筒内径为2800mm及1400mm，上下口外围加焊加环。钢护筒的埋置深度应根据地质和地下水位等情况确定长度；机械设备采用500T振动锤放。先将钢护筒堆放在旋挖机钻孔附近，钢护筒放置的深度按每个桩的土质确定，锤入的深度必须达到灰岩中；埋设时必须注意护筒的垂直度，护筒放置应缓慢平稳机械均匀加力，确保钢护筒顺利成孔。

沉入和起拔钢护筒间的主要工序及要求：在工程开工前期短促的准备时间里，在现场用振动锤沉入和起拔。沉入深度应根据地质和地下水位等情况确定。在软弱、易坍塌的地层中施工，由于钢护筒的作用，极其复杂的地层都变成工艺简单、安全可靠的施工环境。挖到持力层后还可以取样试压，以便确定桩底的标高。钢护筒护壁优点：①可缩短整个施工工期旋挖桩工艺简单，钢护筒工艺安全可靠，它动用的设备少，容易做到全面铺开，工期可以缩短便于赶工期。②安全性高。由于钢护筒护住了第四系粉土及填土段，能保证桩内稳定性。

钢护筒旋挖桩的工艺方法及原理：该工艺的施工过程就是用振动锤将钢护筒沉至岩层，并将护筒内的土挖空减少下沉摩擦阻力，然后继续用振动锤插打直至无法下沉为止。然后继续机械挖孔，直至桩孔施工完毕，完成桩的钢筋混凝土浇灌工作。该工艺实施的关键工作是能将钢护筒打至灰岩层，取得止水和防止软弱层孔壁坍塌的效果良好，确保挖孔顺利进行及混凝土浇筑的质量。

5 结语

本文主要对填土边坡处理过程中的难点进行分析，并提出合理可行的专项施工方案，经过现场实践，完成效果较好，但需要进行设计变更，增加不小的投资。给设计单位建议在设计时一定要分析施工难度以及施工可行性，不能由于设计的不合理而增加过多的投资或是引发施工事故，同时给滥挖滥填、不按规范要求施工的单位和个人敲响警钟。