抗滑桩在堆积体滑坡治理中的应用

朱新聪 何志军

摘要：堆积体滑坡是滑坡的一种重要类型，沿下伏基岩面失稳是堆积体滑动破坏的主要模式之一。文章以受构造影响的某高速公路堆积体滑坡为依托，阐述了滑坡的地质条件、基本特征及滑坡成因，并通过传递系数法对滑坡的稳定性进行计算分析，同时依据计算结果对两种治理方案进行了比较，最终选择圆桩对滑坡进行处理。根据后期监测结果可知，滑坡变形未进一步发展。该滑坡的成功治理为堆积层滑坡治理提供了参考。

关键词：抗滑桩;堆积体滑坡;治理措施;稳定性

中图分类号：U418.55 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.010

文章编号：1673-4874（2019）09-0032-04

0引言

抗滑桩是穿过滑坡体深入滑床的桩体，用以支挡滑坡体的滑动力，起到稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种滑坡抗滑处理的主要措施，治理效果好，可靠性高，在公路、铁路等工程中被广泛应用。本文结合广西自治区乐业至百色公路第TJ-10合同段ZK96+618-ZK96+735里程段的滑坡事故，阐述滑坡的地厨情况、基本特征、成因及治理措施。

1工程概况

滑坡区属丘陵地貌，右高左低，地面标高在590～700m，自然坡度约25°-35°地表植被以松树及灌木为主。原设计为三级边坡，最大高度33m。边坡坡率为1：1，采用生态防护。

开挖之后发生第一次滑动，之后的两个月内共发生四次大规模滑动，根据位移监测结果可知，雨季之后滑坡变形趋于稳定.滑坡体沿路线长约76m，沿滑动方向约120m，高49m，平均厚度约15m，滑坡周界约220m，面积约4576m，体积约5.5万m;后缘高程647m，距离后方山顶约180m，高差53m，前缘剪出口位于左幅路基，高程接近设计标高。见图1。

2 地质条件

2.1地层岩性

滑坡区交通条件较便利。属南亚热带季风气候。光照充足，雨量充沛，年均降雨量为1700mm，集中在5-10月份，年均蒸发量为1406.9mm。

勘察区属中低山地貌，从地面依次向下主要地层及特征如下：

第四系（Q）粉质黏土（Qdl）：棕黄色，硬塑，韧性中等，干强度中等，无摇震反应，含少量砾石、碎石，含量≤5%.层厚7.0-11.0m。

碎石（Qdl）：灰黄色，稍密，稍湿，碎石粒径20-100m，含量为50%-60%，砾、碎石多呈棱角状，粘粉粒充填。厚度为2-5m。

6-12碎块状强风化粉砂岩（T2）：灰黄色、灰色，粉砂状结构，薄层状构造，泥质、钙质胶结，裂隙发育，岩质较软，破碎，岩芯呈碎块状，个别呈短柱状。按岩石坚硬程度划分属软岩，厚度为3-5m。

6-13中风化粉砂岩（T2）：灰色、深灰色，粉砂状结构，薄层状构造，泥质、钙质胶结，层理倾向20-26°、倾角22°-35°裂隙较发育-发育，据CBZK33孔的岩石试验成果可知，岩石饱和单轴抗压强度平均值为39.0MPa，按岩石坚硬程度划分属较坚硬岩。

2.2 地质构造

根据现场地质调查、钻探揭露及区域地质资料显示，滑坡区上部多为第四系坡积层，下伏基岩为三叠系中统粉砂岩，岩石风化裂隙有二组较发育，产状分别为360°∠78°、频数4-6条/m和250°∠66°、频数3-5条/m。裂隙面多有铁质渲染及泥质充填。

岩层产状20°-26°∠22°-35°，边坡走向207°，边坡坡向与岩层倾向夹角83°，层理与节理250°∠66°组成楔形体，组合交线倾向333°，倾角15.4°。倾向与滑坡滑动方向一致。见表1、图2。

滑坡区存在一条构造破碎带，构造带两侧岩层产状稍有变化，破碎带的存在导致岩土层孔隙比大，容易富水。破碎带宽5-10m，产状65°/75°。

经地质调查，场地附近的地表水主要为滑坡两侧沟谷的季节性汇水，降水是其主要补给来源，旱季水量较小。地下水主要为松散岩土层内的孔隙水及基岩裂隙水，地下水较丰富，勘察期间水位埋深4-10m。

3 滑坡特征及滑坡原因分析

本滑坡属于正在滑动的新生滑坡，其基本特征如下：

（1）后缘：滑坡共经历4次滑动，坡体内存在多处滑坡平台及滑坡台阶，台阶最大高度为3m，目前后缘裂缝宽度为50cm，高差为30Cm;

（2）两侧剪切裂缝：最大裂缝宽度为60cm，最大高差约260cm，位移为120Cm;

（3）前缘及坡体：滑坡体内部发育多条张拉裂缝，坡面已完全解体;

（4）根据滑动带综合勘察结果，确定滑带位置，如图3所示，平均深度为15m;

（5）滑动方向呈直线，由监测点的位移方向推测滑动方向为332°，与路线走向夹角为125°;

（6）滑坡体以坡积黏质黏土及碎石为主;

（7）通过滑坡现场调查、地质勘察、变形监测等技术手段联合分析该滑坡病害发生原因，影响该滑坡变形发展并形成灾害的主要影响因素有：坡脚组成楔形体，存在构造破碎带导致富水程度较高，覆盖层较厚且自稳性差是滑坡的内因，人工开挖形成临空面及连续降雨是滑坡发生的主要外因。

4滑坡稳定性分析

根据该边坡滑坡的变形破坏现状，结合边坡滑坡的发育特点与规律，分析认为该滑坡主体处于滑动阶段，滑面已完全贯通，进一步扰动，滑动范围将继续扩大。

强度参数根据反演分析并结合工程地质类比综合确定，最终确定的岩土体物理力学参数如表2所示。

根据《公路路基设计规范》（D30-2015），边坡稳定安全系数取值如表3所示：其中正常工况为边坡处于天然状态下的工况，非正常工况I为处于暴雨或连续降雨状态下的工況，非正常工况Ⅱ为处于地震等荷载作用状态下的工况。

该滑坡治理后稳定安全系数按照正常工况1.20、非正常工况1.10控制。由于地震烈度为7度，根据《公路工程抗震规范》（JTG B02-2013）的要求，可不进行抗震验算.计算剩余下滑力如表4所示。

5治理方案

本滑坡具有以下几个特点：（1）坡积层较厚，平均深度约15m，自稳能力差;（2）水是诱发本滑坡产生的重要原因，必须对坡体地下水进行疏排，以及将地表水拦截在滑坡坡體外;（3）滑动方向与路线走向夹角为125°，属于斜交.

5.1方案比选

共设计两个方案进行比选：

方案一：圆桩

（1）在第一级边坡顶部做单排圆桩，桩长23m，桩间距4m，桩径2.5m，桩顶设置系梁，并设两道预应力锚索，锚固力为750kN。由于滑坡方向和路线是非垂直关系，圆桩采用均匀配筋。

（2）该位置剩余下滑力为1500kN，治理后正常工况稳定安全系数为1.243;非正常工况1稳定安全系数为1.13。

优点：开挖量及征地较小，对目前坡体扰动较小，可采用机械施工，施工过程风险较小。缺点：造价较高。见图4。

方案二：方桩

（1）在坡顶外侧垂直滑动方向做一排方桩，尺寸为2.5x 3m，桩长28-30m，桩间距5m，共9根，桩顶设置两道预应力锚索，锚固力为750kN。坡面范围内按照1：1.5放坡，拱形骨架植草防护。

（2）该位置最大剩余下滑力为2100kN，治理后正常工况稳定安全系数为1.22;非正常工况1稳定安全系数为1.11。

优点：抗滑桩数量较少，造价相对较低。缺点：需增加征地，人工开挖，施工过程风险较大。见图5。

5.2 方案推荐

综合考虑经济、施工安全、施工工期等方面，对上述两个方案进行综合比选后，将方案一作为推荐方案，共设置18根φ2.5m圆形抗滑桩。

5.3排水及监测措施

（1）地表排水：边坡坡顶及裂缝外侧5m位置分别设置一道截水沟，所有截水沟应与涵洞、山间冲沟或坡顶急流槽接顺;桩顶设置上挡式截水沟，各级平台截水沟需接顺;对坡顶外侧裂缝用黏土夯填封闭处理。

（2）地下水排水：在每级边坡坡脚设置仰斜式排水孔，排水孔间距为5m。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）在边坡滑动方向布设深部位移监测断面1条，共3个点，平均孔深25m，监测周期为治理期一年，工后两年。

（4）在地表布设地表位移监测点，监测周期为治理期1年，工后2年。

6 结语

（1）目前该滑坡已经施工完毕，根据现场监测结果，边坡未发生继续位移及变形，实践证明，该滑坡治理是成功的。

（2）构造破碎带的存在及堆积层厚度大，是导致滑坡发生的主要内因，坡脚开挖及强降雨是滑坡发生的外因。破坏方式是堆积体沿土岩交界面发生的折线滑动破坏。