浅谈成都地区膨胀土边坡处治技术

张富军

(四川省交通勘察设计研究院有限公司, 四川成都 610000)

1 成都膨胀土概述

成都地区膨胀土(也称成都黏土)广泛分布于成都东北、东、东南郊及岷江、沱江二、三级阶地上，呈地毯式覆盖在二、三级各种阶地与丘陵内部的一些半封闭、封闭的洼地里，且其多位岛状分散分布，这些土大多是直接覆盖在白垩纪产生的紫红色砂泥岩上，部分覆盖在雅安砾石层上。

成都膨胀土由一套红黄色黏土组成，矿物成分主要为伊利石(水云母)，次为蒙脱石，有少量高岭石、绿泥石和石英。

2 膨边坡处治

自2013年下半年雨季开始，本项目已开挖的膨胀土边坡陆续出现了多处滑塌，变形及影响较大且具有代表性的点有以下两个。

2.1 K3+060～K3+700右侧

受2013年雨季持续强降雨及坡顶外鱼塘补给水影响，水沿裂缝下渗，膨胀黏土土体强度急剧降低，导致边坡沿岩土分界面滑动，滑塌范围为膨胀土及表层耕植土范围，下部泥岩边坡稳定。

处治措施采取以前缘设置支挡工程控制滑体向临空面变形为主，后缘局部清方减载和疏散滑体内下渗水为辅，适当加强坡面支撑(图1)。

图1 边坡处置方案

2014年初抗滑桩施工完成后未来得及施工骨架护坡和支撑渗沟即进入2014年雨季，随后桩前及桩间土体出现坍滑，无法实施原坡面防护措施。桩顶露1～3m左右，特别是距道路较近段落，对路容景观影响较大。

由于桩间土坍滑，局部桩间土体裸露高度较大，从经济技术角度综合考虑， 采取凿除桩顶锁口部分混凝土，桩前种植灌木及爬山虎类遮挡进行处理；从长远考虑，为保护环境，避免雨季可能出现再次坍滑，可采用加筋土柔性支护对桩前土进行处理。

2.2 K6+540～K6+765右侧

受2013年雨季持续强降雨影响，雨水沿裂缝下渗，膨胀黏土土体强度急剧降低，导致边坡滑动，由于本处膨胀土较厚，边坡较矮，滑动面未达岩土分界面。

为保证边坡稳定，采取抗滑挡土墙处治，墙高3～5m，墙顶以上采用1∶2的坡率放坡，坡面防护采用挂三维网喷播植草防护；同时要求废弃坡顶外鱼塘。

受2014年降雨影响，挡墙伸缩缝缝宽加大，部分节段已被往外推移较大，向墙背内倾，距坡顶3m左右一道裂缝，坡顶地面平坦。由于K6+640～K6+680坡顶外鱼塘仍在使用，成为边坡主要补水点，对附近膨胀土边坡危害较大。

因规划调整，该区域远期为立交工程，为节省工程投资，近期将外侧改移道路调整至抗滑挡墙前人行道及附道处，对滑坡形成反压。

3 本项目膨胀土滑坡处治方案的有效性及存在的问题

至今对已出现问题的滑坡进行了多次处治并得到了根本性的控制与改善，但或多或少存在一定的瑕疵。

(1)采用抗滑桩加固的边坡整体稳定性好，阻止了滑坡的进一步发展，起到了应有的效果。

(2)采用抗滑挡土墙加固地段，部分边坡稳定；个别地段出现了挡土墙推移，在挡墙后设置埋式抗滑桩后滑坡得到了控制。

(3)桩前边坡由于未(及时)实施边坡防护，出现了一定范围的溜坍，桩顶出露，影响美观和边坡处治效果。

(4)支挡结构设计考虑了下滑力和土压力的影响，对膨胀力的影响有待进一步研究。

4 成都地区膨胀土滑坡的主要特性

成都地区膨胀土滑坡大多数具有一般黏土滑坡的弧形外貌，滑坡裂隙，滑坡台地，滑动面(带)和滑体等。滑坡多发生在低矮边坡中，沿边坡纵向延伸，宽度远大于滑坡轴线纵长。除具有上述一般滑坡的特征规律外，从产生的力学条件、成因类型看有其自身的特殊规律。

(1)滑坡多为牵引式多次滑动。膨胀土滑坡绝大多数属于牵引式滑坡。由于膨胀土具有与一般黏性土显著不同的工程地质特性，边坡上部土体由于临空面大，湿度变化频繁，产生风化和胀缩变形，强度衰减较快，易首先出现软弱面而产生滑动。当膨胀土边坡强度一旦降低，产生第一次滑动后，土体强度将继续衰减而产生连续破坏，发育形成第二次、第三次,甚至多次滑动，最后直至达到新的稳定平衡为各次滑动面相互贯通，形成多次牵引阶梯状叠瓦式滑动。

(2)滑床的平缓性。与一般的土质滑坡不同，膨胀土滑坡滑动面较缓，较为平直。滑床后缘主要受土中直裂隙控制，多呈直立陡坝。从滑床后缘陡壁到中部平直滑床之间，只有一段很短的过渡圆弧，滑床前缘若遇有阻碍则稍有上翘，若无阻碍则一直沿平直滑床滑出。因此，膨胀土滑坡的滑面既不同于一般黏土滑坡的圆弧形滑面，又不与折线型滑面完全相同，而是介于圆弧形与直线型之间，这是膨胀土滑坡的重要特征。

(3)滑坡的季节性和间歇性。膨胀土滑坡的产生，一般具有明显的季节性和间歇性规律。这是因为膨胀土土体吸水膨胀，强度衰减和降低是随着季节变化的，所以膨胀土滑坡大多在雨季活动最频繁，发展最快。旱季滑坡停止，但经过季节干湿循环之后，来年雨季到来时，老的滑坡不仅可能复活而再次活动，新滑坡也将不断产生。这是膨胀土边坡长时间，甚至十几年都有可能滑动的原因。

(4)滑坡的滞后性。成都膨胀土具有超固结、多裂隙、流变特性。本项目K6+540～K6+765右侧挡土墙经历了第一个雨季的考验，但在第二个雨季后出现滑坡；成昆铁路在1959年铺轨后狮子山仍出现了几十处滑坡，直到1976年还在整治。可见成都膨胀土滑坡多具有一定的滞后性。

5 总结

结合本项目膨胀土处理边坡的成败得失，借鉴前人经验，提出以下处治成都地区膨胀土边坡的技术原则。

(1)膨胀土分布区路基应尽可能的以低填浅挖方式通过，不宜大填大挖，路堑边坡须采取进行加固处理。

(2)滑坡治理宜采用支挡、防护与疏水相结合的综合处理措施。

(3)放缓边坡对滑坡发展能起到一定的效果，但必须结合一定的骨架护坡防护、支撑渗沟或柔性加筋支护才能保证边坡的表层稳定。

(4)滑坡多为牵引式，应采取前缘设置支挡工程控制滑体向临空面变形为主，后缘局部清方减载和疏散滑体内下渗水为辅，加强坡面防护。

(5)采取抗滑桩保证边坡整体稳定，还应加强桩前土的防护，防止其溜坍后导致桩顶出露。

(6)滑坡的形成和发展是一个渐变的过程，其处理也应采取动态设计，从工程经济和技术角度综合考虑治理。