路基滑坡体防护及加固措施研究

2021-03-03宋涛孔甲东王刚刘振奇王珍福

运输经理世界 2021年3期

宋涛、孔甲东、王刚、刘振奇、王珍福

（中国建筑土木建设有限公司西南公司，重庆404100）

0 引言

地形滑坡是一种极其常见的自然环境灾害，常发生在较为陡峭的地带，故此灾害分布尤为广泛，它的发生总是伴随着人们的财产损失或生命安全威胁。在进行公路施工时，路堑边坡上的土在重力的影响下逐渐向下产生微小滑动，在经历地震、雨水冲刷或者不合规施工等影响因素后发生滑坡。滑坡灾害耽误工期，影响交通运输，严重的滑坡造成的破坏范围非常大。因此在进行公路施工时，不仅要严控工程质量，也要注意外界环境对工程的影响。尤其对滑坡问题，需采取有效防护措施。

1 滑坡的形成原因

滑坡体是岩体或土体在坡面上滑动的部分，它的表面总是一个较陡的坡面，具有延伸较长、坡面高低不平等特点。滑坡的形成由滑坡体的稳定性决定，而稳定的滑坡体具有以下特性：具有宽大的滑坡平台，且平整而没有坍塌处；滑坡体坡面较为平缓，坡上长有植被，没有坍塌或是裂痕；滑坡体前缘迎河部分存在经河水冲刷留下的痕迹；滑坡体两侧的自然冲刷沟很深，甚至可以看到基岩；明显可见的泉水从滑坡体舌部的坡脚流出。以上特点可以通过肉眼初步判断滑坡体的稳定性，但滑坡体具体情况需要做更进一步的检测与研究。影响路基边坡稳定性的可以是自然因素，也可以是人为活动因素。

1.1 自然因素

导致滑坡的自然因素有外部降水、坡体自身结构和地震等，其中水的作用是造成滑坡最主要的外部因素。

坡体内部的岩土是黄土、红黏土、泥沙等松散容易吸收水分的土壤成分，土体吸收了大量的水，大大提升了坡体的自重，降低了土体物理力学性质和坡体稳定性，增加滑坡风险；坡体底部靠近河道，坡底长时间经过河水冲刷并且底部岩土受到风化影响，坡底对上层结构的支撑力越来越小，突破承载极限时就会发生滑坡灾害；边坡经常受到雨水冲刷，会导致坡面上的泥土软化并且顺坡流失，同时坡体内部的岩土成分不同，会产生裂缝，雨水可以通过缝隙渗透进岩体内部，经过长时间浸泡和风化作用，受到无法承载的外部力时岩体将会发生松动[1]。

坡体中的岩土种类较多，各土体性质与强度都不相同，降低了坡体的稳定性；而且在边坡上有淤泥覆盖的同时岩层松散，坡体的抗剪强度不高，坡体的质量增加到一定程度时就会发生滑坡[2]。

由于震动使得坡体上的岩土变得破碎而松散，增加了坡体上的裂缝，促使了滑动。2008年的汶川地震、2010年的青海省玉树地震以及2013年四川雅安地震都引发了滑坡灾害，而且这些滑坡的共同特点是滑坡分布广、伤害高、面积大，地震损失中滑坡造成的损失占了主要部分。

1.2 人为因素

人类频繁工程作业，造成的滑坡也越来越多，总的来说，是因为不遵守施工规则以及违反自然规律造成的。施工路线选择不合理，施工时可能由于坡体的构造导致滑坡。如边坡在受到风化和雨水浸泡，坡体的强度比较低的情况下，施工时容易发生滑坡；不科学挖方也会导致滑坡。研究表明，施工开挖后引起滑坡的作用力会越来越大，而滑坡阻力会随时间越来越小，使有些边坡在开挖后几年至几十年后滑动失稳。对于人工加固后暂时稳定的边坡，经过长时间温度变化、干湿循环，边坡的稳定性无法长时间得到保障，多年后仍有滑坡产生的可能，滑动周而复始地反复出现，即使降低边坡的平缓度，如降到1∶3 即使是1∶4 也有失稳的现象。施工人员对坡体防护时，防护不当会为滑坡埋下安全隐患，例如对坡体内部研究不透彻，打入抗滑桩的深度不够，难以提升坡体的稳定性，将无法有效抵挡滑坡体向下的滑力[3]。

2 滑坡体防护原则

滑坡治理体系的首要原则是“以防为主”，对滑坡的防止要果断及时，对地质环境的研究要透彻，找出滑坡体稳定性的影响因素，采取正确的方法应对，消除坡体产生滑坡的隐患，同时对于施工地点的选择也要做充分的研究，不应在滑坡体面积大、稳定性不高的地方施工。

滑坡的防治要符合工程的实际，根据工程项目的实际情况，制定适当的控制措施。对于一般性工程，滑坡体稳定性较好时可采取简单的防护措施，保证工程能安全顺利地进行；对于施工处有危险性高或破坏性强的滑坡体，要严肃认真对待，采取及时、严谨、全面的防护措施，提升坡体的稳定性并且长时间维护，避免发生滑坡。要做到预防而不脱离治理，治理而不忽视预防，切实做到预防与治理相互结合[4]。

对于高原地区滑坡防护，需遵循设计施工和养护相结合、因地制宜、就地取材的原则。在高原地区施工时，应充分考察地质情况，考虑施工条件和养护便利性，同时根据施工场地情况，制定合适的施工方案和防护措施。

3 滑坡体的防治措施

3.1 抗滑桩

经过长时间的发展，抗滑桩逐渐占有突出地位，具有效果明显、施工方便等特点，凭借其突出的优点广泛应用于山体滑坡、路基边坡等滑坡体治理中（见图1）。抗滑桩是由两部分组成：一是锚固段，二是抗滑段。两个部分各有自己的作用，共同作用是加固坡面。抗滑桩主要应用在浅层或中厚层的岩质、土质坡体，在滑坡体上钻桩孔而不会破坏其整体性与稳定性，打入滑坡体的稳固层后，抵抗来自上部滑坡体向下滑动的侧向外力，这就需要抗滑桩的断面具有承受强大剪力的能力，在设计桩断面时要考虑实际情况，合理配筋，经济实用[5]。

3.2 排水设施

设置排水设施，以应对降水的危害，例如适当修建排水孔、排水盲沟和排涝渠等设施。地表水的处理也十分重要，要围绕滑坡体挖拦水沟，阻断地表水渗透进滑坡体内，拦水沟内会不断堆积淤泥，需及时清理以防水沟堵塞。尤其是高原地区，雨季到来时降水量较高，渗入土石层；冬季气温降低，渗水冻结成冰体积增大，土层可能受冻胀影响出现裂纹，都会增加滑坡的风险，所以高原地区路基排水设施十分重要。

3.3 抗滑挡土墙

通常挡土墙修建在滑坡体的下部，也就是坡脚的位置，其具有对坡体的破坏小且可以快速稳定滑坡体的特点。挡土墙不但可以有效减小滑坡的危险性还可以稳定坡脚，提升滑坡体的稳定性。施工时设置挡土墙之前，需要对防护坡体进行透彻研究，根据坡体内部的岩土结构设计挡土墙的强度，以免因滑坡的冲击力使墙体变形破坏而防护失效。

3.4 滑坡减载

所谓滑坡减载就是消除滑坡体上部的部分坡体，减轻坡体的承载力以至于降低滑坡下滑力，提高滑坡体的稳定性。使用该方法时需要根据滑坡体的大小施行。如小滑坡体可完全消除；遇到大滑坡体时，可以和其他防治方法联合使用。消减滑坡体的质量仅仅是减小滑坡的破坏力，实际上还是无法消除滑坡的可能，因此在减小滑坡体质量后配合其他的防治措施，可以更有效提升防治措施的稳定性。消减后的滑坡土体不应当随便放置，可以堆放在坡前缘位置，能提升坡脚的稳定性。

3.5 锚杆加固

预应力技术的出现改变了以往被动的抵抗滑坡的局面，施加预应力后减小了滑坡体的滑力并且增强了滑坡地带的法向应力，大大提升了滑坡的稳定性。预应力锚杆技术最适用于较陡的岩石坡，打入岩体内可以提供不同方位和不同大小的抵抗力，延长了滑坡体塑性变形的变形阶段，可以主动控制滑坡的破坏过程。锚杆的不同类型可根据不同的岩土结构选取：二次注浆型锚杆应用于滑坡体和滑床为硬质岩石，同时滑带有明显变形时效果最好；一次注浆摩擦型锚杆主要应用于滑坡体为松散柔软的岩土，然后在外锚端加钢筋混凝土和格子梁稳固坡体。锚杆和抗滑桩可联合防护，不仅可以减少抗滑桩的配筋、打入深度，还大大提升坡体稳固性。预应力锚杆与抗滑桩联合使用方案作为一种有效的防护方式，锚固力较强，但施工过程较为复杂，且施工成本较高，因此需根据工程情况合理选用施工方案。

3.6 其他方法

滑坡防护的方法很多，以上五种是较为常见的治理方法。其他方案还有坡面绿化加固方案，破面绿化主要在坡体上种植树木或移植草皮，其中移植草皮可选用块状或带状的形式，可以稳固土质较松软的坡体，配合其他加固措施大大减小滑坡发生的概率，同时还起到美化的作用，但对于高原地区，土层环境较差、生态环境脆弱的地区，绿植方案就不适用了。