湘西某滑坡治理工程应用的研究

陈冬冬 张绍和

【摘 要】湘西某滑坡滑动面趋于贯通，采用折线滑动破坏模式，运用极限平衡原理计算了设桩位置的滑坡推力；采用预应力锚索抗滑桩作为主体支护结构，能够有效的控制桩顶的位移为14mm；采用裂缝填埋、截排水沟和监测工程的辅助治理措施，可以进一步提高滑坡的稳定性，监测滑坡的变形，保证施工安全以及坡体下部居民的生命财产安全。

【关键词】滑坡治理；预应力锚索；抗滑桩

中图分类号： P642.22 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）21-0182-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.084

【Abstract】A sliding surface of a landslide in Xiangxi tends to penetrate.Using the broken line sliding failure mode， the limit equilibrium method is used to calculate the landslide thrust of the pile position.The anti-slide pile with prestressed cable is used as the main support structure， which can effectively control the displacement of the pile top to 14mm.Crack landfills，ingintercepting drainage channels and monitoring engineering as auxiliary treatment measures，which can further improve the stability of the landslide， monitor the deformation of the landslide， ensure the safety of construction and the safety of life and property of the residents in the lower part of the slope.

【Key words】Landslide treatment engineering； Prestressed anchor cable； Anti-slide pile

0 前言

滑坡是山体沿岩土体内部软弱带做整体、缓慢、间歇滑动的不良地质现象。滑坡的产生将会中断交通、堵塞河道、掩埋村镇，给社会造成巨大的损失，因此滑坡治理有着十分重要的意义[1]。20 世纪80年代起，预应力锚索抗滑桩被广泛应用于滑坡治理中，与抗滑桩相比，锚索，能夠增加桩身的约束，改善抗滑桩的受力状态，减小桩身内力和截面尺寸[2]。

本文以湘西某滑坡治理工程为例，通过分析计算，采用预应力锚索抗滑桩进行支护，可以有效的控制桩顶的位移，为今后类似工程的设计提供参考[3]。

1 滑坡特征及物质组成

1.1 滑坡特征

滑坡平面呈圈椅状，后缘以陡坎为界，剪出口为学校教学楼后挡土墙处，两侧以基岩露头为边界。

滑坡南北纵长110m，东西横宽60m，滑体后缘高程为602～606m，前缘高程676m，高差约30m；主滑方向为114°，滑体平均厚度10.00m，面积约7000m2，体积约7.06×104m3，属于小型推移式中层土质滑坡。

该滑坡威胁对象为前缘学校师生及居民共计356人的生命安全，乡政府办公楼、学校及农田的财产安全，直接威胁财产约2000万元，险情等级为中型，滑坡防治工程等级为二级。

1.2 滑坡物质组成

滑体：由残坡积含块石粉质粘土组成。稍湿～湿、硬塑状态，厚度5.00～15.00m。

滑带：中部滑带处于岩土交界面，已趋于贯通，主要由粉质粘土组成，黄褐色，可塑，局部可见擦痕，层厚0.20～0.30m。

滑床：滑床为志留系中统页岩，上陡下缓，上部倾角60°～75°，中下部倾角3°～20°。

2 计算工况及滑坡推力

2.1 计算模型

根据《滑坡防治工程勘查规范》[4]，该滑坡采用“折线滑动破坏”模式，运用极限平衡原理计算滑坡稳定性系数和滑坡推力。

滑坡稳定系数Fs的求解公式为

滑坡推力计算如下：

2.2 计算工况

滑坡稳定性计算时，荷载考虑滑体自重、地表荷载、暴雨、地震等因素。

（1）自重：滑体土厚度不大，结构松散，降雨易入渗，可视为整个滑体均处在入渗范围，采用饱和重度，滑面强度采用饱和抗剪强度。

（2）地表荷载：建筑物按每层15kPa计算。

（3）水压力：滑坡区坡度较陡，土体渗透性较强，地下水渗流下泄快，暴雨工况下难以形成稳定水位，不考虑水压力。

（4）地震荷载：根据《中国地震动参数区划图》[5-6]，区内地震基本烈度小于VI度，不考虑地震荷载。

该滑坡稳定性计算采用自重和自重+暴雨两种工况[7]。自重工况下安全系数为1.30，自重+暴雨工况下安全系数为1.10。

2.3 设桩位置滑坡推力

根据图2计算模型，设桩位置处滑坡推力计算结果见表1。

3 治理工程设计

依据地形地貌及工程地质条件，结合滑坡灾害体的特点，对其采用裂缝填埋+截排水沟+抗滑桩+锚索+监测工程的综合防治措施。

3.1 裂缝填埋

坡体内部存在多条裂缝，雨水易进入坡体，增加坡体自重，影响滑坡整体稳定性。对地表裂缝采用粘土封填，回填后采用纯水泥浆灌浆加固。

3.2 截排水工程

在滑坡后缘5m范围处设置截水沟，滑坡前缘设置排水沟，将地表水引出滑坡区。

3.2.1 设计暴雨重现期为20年，强度为90mm/h；校核暴雨重现期为50年，强度为100.8mm/h。

3.2.2 截、排水沟断面设计

截、排水沟分别采用梯形断面和矩形断面，截水沟顶宽900mm，底宽600mm，深度600mm；排水沟顶宽500mm，深度500mm，具体计算成果见表2。

3.2.3 抗滑桩+锚索工程

在滑坡前缘位置设置抗滑桩，距桩顶0.5m处设置一排预应力锚索。采取桩锚支挡，既能保证支挡结构安全可靠，又可降低工程造价。

（1）滑坡推力按矩形分布，作用在滑面以上桩身，内力计算采用m法，桩底边界为铰支。

（2）嵌固段应根据地基的横向容许承载力确定，本滑坡嵌固段地层为岩层，桩的最大横向压应力不大于地基的横向容许承载力。

（3）考虑土压力的情况下，通过理正岩土计算，内力和配筋采用受力最大工况下进行计算，结果见表3。

（4）抗滑桩采用人工挖孔桩，共22根，矩形截面，尺寸1.5m×2.0m，桩距5.0m，桩长13m，嵌固深度不小于8m，且进入岩层不小于3m。桩顶设置钢筋砼冠梁连接成整体，砼强度为C30，冠梁高度0.5m。

（5）锚索结构设计：距离桩顶0.5m处设置一排预应力锚索，长度24.5m，采用5s21.6钢绞线，锚固段长11m，孔径150mm，倾角25°，设计轴向拉力760kN，锁定荷载为400kN。

3.2.4 监测工程

对滑坡体及防治工程布置监测工程，以便及时监测滑坡，分析预测滑坡的稳定性。监测内容为：地表位移，抗滑桩的桩顶位移及沉降、地表巡视等。

（1）地表位移监测

地表位移监测精度按《建筑变形测量规范》[8]所列二级精度指标监测，垂直位移监测精度按三级精度指标监测。

（2）抗滑桩桩顶水平位移与沉降监测

通过对桩顶平面水平位移与沉降进行监测，了解桩顶位移及沉降变化情况。

（3）宏观地质调查法

在变化明显地段设固定点，主要观察滑坡滑塌迹象、地表变形、地表水系、地面及支护结构裂缝发育情况等。

4 结论

（1）湘西某滑坡滑动面已趋于贯通，结合地形地貌、工程地质条件和滑坡灾害体特征，对其采用“裂缝填埋+截排水沟+抗滑桩+锚索+监测工程”的综合防治措施。

（2）采用折线滑动破坏模式，运用极限平衡原理，计算拟设抗滑桩位置的滑坡推力最大为916.67kN/m。

（3）抗滑桩顶部设置一排预应力锚索，能够有效的控制桩顶位移为14mm。

（4）采用裂缝填埋、截排水沟和监测工程的辅助治理措施，可以进一步提高滑坡的稳定性，监测滑坡的变形，保证施工安全以及坡体下部居民的生命财产安全。

【参考文献】

[1]铁道部第二勘测设计院.抗滑桩设计与计算[M].北京：中国铁道出版社，1983.1-289.

[2]何勇志.预应力锚索抗滑桩计算理论及试验研究[D].湖南大学，2009.

[3]左文贵，屈旭光.張家界龙潭桥铁路段滑坡稳定性分析及治理设计[J].土工基础，2016，30（01）：9-12.

[4]GB/T32846-2016，滑坡防治工程勘查规范[S].

[5]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].

[6]GB18306-2015，中国地震动参数区划图[S].

[7]DZ/T0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[8]JGJ8-2016，建筑变形测量规范[S].