道路滑坡处治设计分析

郭文礼

（兰州有色冶金设计研究院有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

城市道路工程是我国非常重要的基建工程，在推动交通产业以及社会经济发展方面发挥着非常重要的价值，但在一些城市区域，由于丘陵、山体较多，地形起伏较大，因此很容易出现道路高边坡。针对道路高边坡，如果不及时开展有效的防护与治理措施，很容易引起道路滑坡问题，其所造成的经济损失和社会影响非常严重，且其后期的治理也相当棘手。为了解决这一问题，有必要结合实际道路滑坡案例，对道路边坡工程开展系统深入的研究，加强对道路滑坡处治设计分析，提出切实可行的解决方法，对社会经济效益和工程理论价值起到巨大的推动作用。

1 道路滑坡案例概况

现有某城市主干道路，设计车速为60km/h。整体呈南北走向。该道路的最低标高为90m，最高标高为180m，该道路经过山地丘陵，整体地形起伏相对较大，其中道路高度最大落差能够达到110m 左右。在该项目中，之所以会出现道路滑坡问题，是因为开挖了挡土墙边坡底部抗滑桩外部的岩土层，从而导致岩土层开裂变形。从具体滑坡表现来看，滑坡段起始桩号为K3+090—K3+250，主要为一部分抗滑桩出现了明显的位移。在半坡位置处，重力挡土墙出现了位移与下沉。在边坡的分级平台与坡顶等区域，出现了排水沟开裂与错位情况。滑坡整体范围较大，其中前缘延伸至抗滑桩的边线位置处，后缘延伸到了边坡的顶部位置。该滑坡还有着较大宽度，其中在横向方向的最大宽度达到了156m。在纵向方向，滑坡最大宽度为45m。滑坡总面积为48700m2，滑坡总体积为44680m3。在滑坡施工出现后，施工单位第一时间采用了一系列保护措施，比如在坡底抗滑桩位置处，采用了填土措施进行反压，从而有效缓解了道路边坡的变形速度，但道路整体边坡依然不够稳定。在抗滑桩的外侧为道路路面，在挖除反压土后，可以重新进行路面施工，因此需要加强对该边坡的设计治理力度，才能彻底解决问题。

2 道路滑坡形态特征

在案例项目中，根据现场勘察结果来看，该道路滑坡平面整体呈直线形态，沿着滑坡轴线的方向，最宽为45m。沿着垂直滑坡轴线的方向，最宽为156m。滑坡滑面的最深处高达15m。该道路滑坡的整体轴线方向为西南-东北走向。在整个滑坡体中，可以发现有多条张拉裂隙。裂隙的宽度范围为15～55cm。从裂隙的延伸方向来看，与滑坡走线近乎保持平行关系道路滑坡后壁最大错落高度为1.9m。在后壁滑动面之上，可以发现有沿着滑坡方向的擦痕。基于该滑坡的形态与特征，并综合滑坡具体的数据，可以认定为该道路滑坡属于大型道路滑坡。

3 道路滑坡原因分析

首先，从客观的地形地貌角度来看，该滑坡整体的地形呈南低北高，海拔高差最大值为65m。在滑坡范围内，海拔高程为1589～1675m。在滑坡的东部、北部、南部区域，均存在基岩出露情况，整体呈簸箕形状，为滑坡提供了条件[1]。其次，从地质条件的角度来看，该滑坡区域中，主要土质结构包括泥质粉砂岩（厚度为2～6.5m）、碎石土（厚度为10.2～11.5m）以及耕植土（厚度为0.5～0.8m）。通过实地勘察以及结合经验取值，再加上参考相邻场地的资料，道路滑坡岩土层具体的物理以及力学指标建议采用值，如表1 所示。从中可知该滑坡区域整体的土质结构较为松散，力学性能较差，很容易导致滑坡问题，再加上重力式挡土墙荷载影响，进一步增加了道路滑坡风险。最后，从水文条件来看，在该滑坡覆盖区域中，以碎石土为主，本身属于含水层。滑坡的基岩为泥质粉砂岩，属于相对隔水层。在滑坡区域中，存在地下水分布。地下水多赋存在碎石土层之中，因此碎石岩土层也是滑坡区域的含水层。在该含水层的顶部，不存在大范围隔水岩层。地下水流向同滑坡方向一致。因为滑坡以碎石土为主，这种土质透水性差，但含水性比较强，可以赋存大量地下水。当遇到外部降雨时，将会进一步增加滑坡区域地层中的含水量。随着大量雨水下渗，大量碎石土被雨水裹挟流向坡脚，很容易造成滑坡问题。

表1 滑坡岩土层主要物理以及物理力学指标建议采用值

4 道路滑坡物理学参数分析

首先，需要做好剖面验证分析。对案例而言，滑坡覆盖层内主要包括碎石土、耕植土等。其中，耕植土方面，其整体在道路滑坡中分布并不均匀，整体的分布厚度也比较小。因此，在此次进行勘察的过程中，需要对碎石土完成土样采集工作。在实际勘察时，针对已采集的土样开展室内物理学指标试验[2]。在道路滑坡中，需要结合实际情况选择变形比较明显的剖面去碎石土，完成试验统计，做好相应参数验证。经过最终的试验参数验证计算可以发现，道路滑坡变形剖面稳定系数的圆弧滑动为1.14。以该试验参数为依据完成计算，可以判断滑坡处于基本稳定的状态，这与当下滑坡不稳定变形特点存在很大的差异，说明试验参数数值比较高。

其次，还应提高对滑体与滑床的关注。结合案例中实际道路滑坡情况，在现场了解道路滑坡平面状态后，结合重型动力触探试验，完成修正统计，锤击数为3.50。在此基础上，还可以参考区域经验，滑床的黏聚力为0.9 的折减系数，最终可以确定滑床与滑体抗剪强度指标，具体如表2 所示。

表2 滑床与滑体抗剪强度指标

最后，还应做好参数反演工作。在这一过程中，针对存在明显变形痕迹的道路滑坡剖面，需要开展参数反演。在反演时，可以假设圆弧滑动滑坡的后缘缝隙区域为圆弧的入口，道路滑坡的前缘则属于圆弧的出口。以道路滑坡现状为依据，结合其具体的变形特点，完成参数的反演。反演方法采用了剖面滑坡稳定系数圆弧法以及折线法，最终反演计算结果为道路滑坡的稳定系数是1～1.05。根据折线滑动方法，采用最不利于滑动剖面的计算方式，最终计算出道路滑坡的稳定系数为1.04。与之相应的，在采用圆弧滑动方法时，按照最不利于滑动剖面的计算方式，最终计算出道路滑坡的稳定系数为1.01。说明滑坡处于不稳定状态，这与现场实际情况相符合。因此本次道路滑坡的碎石土滑面参数为14MPa，内摩擦角为15°。

5 道路滑坡处治设计分析

首先，应结合道路滑坡实际情况，完成计算分析工作。比如结合案例项目实际情况可知，该项目属于一级边坡工程。其中，工程的支护结构重要性系数为1.1。在实际计算边坡与支护结构的稳定性时，可以采用荷载效应的基本组合的方式，其中分项系数为1.0。在实际计算锚索面积的过程中，选择将砂浆的锚固长度、锚索、岩土层锚固长度等作为计算参数[3]。在计算时，应选择应用荷载效应标准组合。在实际确定道路滑坡支护结构的截面时，针对配筋的选择，需要采用荷载效益基本组合方式。在实际对锚索变形、地基沉降以及支护结构变形进行计算分析的过程中，可以采用荷载效应准永久组合的计算方式。值得注意的是，在实际计算时，一方面，可永久荷载分项系数可取值为1.6；另一方面，不考虑风荷载以及地质带来的影响。

其次，注意对道路滑坡面进行削坡处理，减轻道路滑坡的荷载影响。具体而言，为了解决道路滑坡问题，需要结合现场勘察实际，完成地面线的测量。针对第一级边坡，选择采用1∶2 的边坡比。坡高设计为9m。在第一坡顶的顶部，可以设计平台，平台宽度为2m。在坡面防护方面，可以采用锚索框格梁形式做好支护。针对第二边坡，可选择将坡比设计为1∶2。坡高设计为8m。在第二坡顶的顶部，可以设计平台，宽度为2m。在坡面防护方面，可以选择采用锚索框格梁形式做好支护。针对第三边坡，设计的坡比同上述边坡相同。坡高与第二边坡相同为8m。同样在坡顶设置2m 宽的平台。但在坡面防护方面，可以选择采用锚杆挂网喷混形式做好坡面的支护。

再次，在对该道路滑坡治理的过程中，还应注重做好锚索抗滑桩的设置。具体而言，结合实际的计算结果可以发现，在此次道路滑坡中，最大的剩余下滑力为961.025kN。因此在道路滑坡应急治理过程中，可以选择在坡脚区域建设反压载体。在此基础上，为了阻挡滑坡继续滑动，还可以设置锚索抗滑桩。在具体设置时，锚索抗滑桩的中心间距设置为5m，抗滑桩的桩长设计为23m，抗滑桩的形状设计为方形，截面规格为2×3m，露出地面悬臂的长度为11m。在抗滑桩之上，还需要设置预应力锚索，锚索孔数为5 孔。针对每一孔锚索，均采用了无黏结钢绞线制作而成。该钢绞线直径为15.3m，每孔锚索采用的钢绞线数量为10 根，钢绞线的整体强度为1860MPa。在不同的抗滑桩之间，可以采用帽梁进行连接。在抗滑桩的后面，设置有矩形的挡土板，用于阻挡边坡土体下滑。在挡土板的底部，还设计有盲沟。该盲沟具有良好的透水性，在下雨时，能够迅速地排出渗透的地下水。

最后，在完成上述道路滑坡紧急处理后，为了避免发生安全事故，还应对处理措施加强监控。在实际监控的过程中，可以应用一些先进的信息技术。比如，将道路滑坡区域附近具有重要建筑物的边坡施工场地作为监控对象。在实际开展边坡施工时，需要对其进行监控处理。主要监控内容包括坡顶的水平与垂直位移大小，地表裂缝的变化情况，还包括施工现场附近建筑物的变形情况[4]。与此同时，还需要将道路滑坡现状测量数据作为初始数据，然后测量抗滑桩以及道路边坡支护施工监控变形数据，最后进行对比分析。通过以上方式来判断施工场地附近建筑物是否会出现新的裂缝，原本的裂缝是否会继续扩大发展。在支护结构内部，是否存在关键构件应力激增安全问题。针对道路边坡的底部或者周围岩土，是否存在剪切破坏问题，上述情况都是测量监测需要关注的重点内容，一旦发现异常可以进行实时监测报警，有效保障道路滑坡边坡支护的施工安全。值得关注的是，在实际监测坡顶位移的过程中，应选择在关键边坡区域的支护结构顶部，完成监测点的设置，要求每个监测区域的监测点设置数量不少于3 个，最终形成一个完整的监测网，主要目的是监测坡顶的位移方向、距离等。针对锚索拉力与预应力，应加强损失监测。在监测的过程中，应结合实际情况，选择具有代表性的锚索作为监测对象，从而提升锚索拉力与预应力监测的准确性。一般在边坡工程竣工后，需要保持长时间的监测，监测时间应持续2 年以上。

6 结语

综上所述，在一些地形起伏较大的城市道路之中，受地势的影响，再加上一些人工活动以及水文地质情况的影响，很容易导致道路出现滑坡问题。一旦出现道路滑坡，不仅会严重危及道路行驶安全，如果得不到及时治理，甚至会导致整条道路瘫痪。基于此，必须提高对道路滑坡治理的重视程度。在治理过程中，要结合实际案例，分析道路滑坡的具体情况，了解滑坡的形态特征，同时从多角度出发，分析道路滑坡的原因，并结合相关试验，完成滑坡物理学参数的研究分析，最后结合上述研究成果，采取有效的措施，加强对道路滑坡的设计治理，从而有效解决带来滑坡问题，推动道路工程建设实现更好的发展。