某市政公路滑坡災(zāi)害治理方案研究

代 華 兵

(石家莊市軌道交通有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050000)

某市政公路滑坡災(zāi)害治理方案研究

代 華 兵

(石家莊市軌道交通有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050000)

針對(duì)某市政公路路塹邊坡發(fā)生的滑坡災(zāi)害，提出了排水、減載和預(yù)應(yīng)力錨固綜合治理措施，經(jīng)過(guò)反演推算和工程類比確定了滑坡體力學(xué)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)采取治理方案的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)進(jìn)行了評(píng)估，計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)方案能夠滿足規(guī)范要求。

路塹滑坡，治理方案，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)

1 工程概況

某市政公路全線雙向四車道，計(jì)行車速度80 km/h，公路通車后發(fā)生滑坡災(zāi)害，現(xiàn)場(chǎng)效果圖如圖1所示。原設(shè)計(jì)邊坡坡率為1∶1.7，邊坡坡長(zhǎng)約184 m，高約30 m，原邊坡為漿砌片石防護(hù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、鉆探與物探相結(jié)合的綜合勘察手段，判斷該滑坡屬于推移式順層滑坡，滑動(dòng)面為黃土狀粘性土與泥巖的接觸帶。上部滑坡體由黃土狀粘性土組成，表面沖溝發(fā)育，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育?；瑒?dòng)面下部全風(fēng)化泥巖，粘粒含量高，為相對(duì)的隔水層。地表水下滲在泥巖上部形成上層滯水，土層飽水后c，φ值降低，形成沿土巖接觸帶的滑動(dòng)面，地表水的下滲造成上部土體自重增加也加劇了滑動(dòng)的趨勢(shì)?，F(xiàn)在滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為保證高速公路正常運(yùn)營(yíng)，今擬采用排水、減載和預(yù)應(yīng)力錨固的綜合方法對(duì)滑坡邊坡進(jìn)行支護(hù)治理。

2 治理方案

針對(duì)該滑坡特點(diǎn)，確定災(zāi)害治理方案為減載和錨固聯(lián)合加固土體、增加排水設(shè)備。

黃土有較強(qiáng)的直立性，將黃土部分邊坡坡率減載為1∶0.75，并在中部設(shè)置平臺(tái)，平臺(tái)中間設(shè)置橫向排水溝。下部邊坡坡率減載為1∶2.5，在變坡率處設(shè)置5 m寬平臺(tái)，平臺(tái)中間設(shè)置橫向排水溝。根據(jù)施工監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，在減載過(guò)程中，當(dāng)邊坡減至設(shè)計(jì)坡度時(shí)，對(duì)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，方可進(jìn)行下一步施工，若滑坡仍不穩(wěn)定，應(yīng)繼續(xù)減載直至滑坡穩(wěn)定。

錨桿采用φ25螺紋鋼筋，錨桿長(zhǎng)10 m，間距3 m，錨桿垂直坡面設(shè)置，鉆孔下錨桿后，對(duì)鉆孔進(jìn)行注漿，注漿壓力為0.5 MPa。錨桿端部做框格梁，框格梁邊長(zhǎng)30 cm，梁內(nèi)配筋，并設(shè)置直徑30 mm預(yù)留孔。待框架混凝土強(qiáng)度和注漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后進(jìn)行錨固。

在5 m平臺(tái)中部設(shè)置0.5 m×0.5 m排水溝。沿錨固邊坡每隔20 m設(shè)置豎向排水溝，與平臺(tái)排水溝連接。坡頂用7.5號(hào)漿砌片石防護(hù)，并設(shè)置橫向截水溝，截水溝向坡側(cè)延伸，將降水引入兩側(cè)沖溝內(nèi)。

由于滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必須使邊坡穩(wěn)定后才能對(duì)滑坡進(jìn)行治理。因此，第一步必須對(duì)滑坡進(jìn)行減載清方，在保證滑坡穩(wěn)定的前提下，再采取進(jìn)一步的錨固措施。

3 設(shè)計(jì)方案論證

3.1 滑坡土體參數(shù)的確定

根據(jù)邊坡檢測(cè)、勘察報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查情況，可以得出滑動(dòng)面的位置和產(chǎn)狀。由于滑坡體在浸水后產(chǎn)生滑動(dòng)，在計(jì)算過(guò)程中，取土的飽和重度進(jìn)行計(jì)算。

滑坡參數(shù)取值，根據(jù)滑坡勘察、物探結(jié)合滑坡可能出現(xiàn)的最不利情況確定，滑動(dòng)面傾角為15°，飽和重度20 kN/m3；在計(jì)算中，取1 m寬土條進(jìn)行計(jì)算，滑坡體體積為301.6 m3，滑動(dòng)面長(zhǎng)度為48.1 m。

滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)為抗滑力與下滑力之比。 在反演計(jì)算和判斷滑坡穩(wěn)定時(shí)，滑坡經(jīng)典文獻(xiàn)對(duì)穩(wěn)定系數(shù)的限定條件為：蠕動(dòng)擠壓階段，K=1.10～1.05；初動(dòng)時(shí)，K=1.00；滑動(dòng)時(shí)，K=0.95～0.99。一般當(dāng)K值大于1.5時(shí)，可認(rèn)為是穩(wěn)定的(現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定為1.2～1.3)。

JTG D30-2004公路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“滑動(dòng)面抗剪參數(shù)取值，可根據(jù)滑動(dòng)面巖土室內(nèi)試驗(yàn)資料、極限平衡反演值、工程地質(zhì)類比經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合滑坡可能產(chǎn)生的最不利情況進(jìn)行分析確定。”

雨后滑坡處于滑動(dòng)狀態(tài)，取K=0.95進(jìn)行滑動(dòng)帶參數(shù)的反演計(jì)算來(lái)確定c，φ值，反演計(jì)算如表1所示。

表1 滑動(dòng)帶抗剪參數(shù)反演計(jì)算

表2列出了一些相似工程的抗剪參數(shù)取值。

表2 工程類比

膨脹土的抗剪強(qiáng)度為典型的變動(dòng)強(qiáng)度，具有峰值強(qiáng)度極高、殘余強(qiáng)度極低的特性，在大氣風(fēng)化作用帶以內(nèi)，由于土體濕脹干縮效應(yīng)顯著，抗剪強(qiáng)度變化較大。經(jīng)過(guò)多次濕脹干縮循環(huán)以后，粘聚力c大幅度下降，而內(nèi)摩擦角φ變化不大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)分析和自由膨脹率綜合判定為中等膨脹土，設(shè)計(jì)膨脹土部分坡率為1∶2.5。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定抗剪強(qiáng)度為極限強(qiáng)度，根據(jù)滑坡滑動(dòng)的實(shí)際情況應(yīng)采用相應(yīng)的殘余強(qiáng)度值，殘余強(qiáng)度比極限強(qiáng)度低。由于滑坡勘察是在無(wú)雨天進(jìn)行的，在晴天無(wú)水條件下滑動(dòng)帶抗剪指標(biāo)較有水情況要高，滑坡滑動(dòng)緩慢，所以巖土室內(nèi)土樣試驗(yàn)結(jié)果比滑動(dòng)帶飽水滑動(dòng)時(shí)要高。

根據(jù)滑動(dòng)帶地層條件、極限狀態(tài)反演計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)、相似工程類比和滑坡勘測(cè)結(jié)果等資料，選定此滑動(dòng)帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為c=9.5 kPa，φ=10°。

3.2 治理方案的滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)減載后的邊坡進(jìn)行驗(yàn)算，取雨后最不利情況，土條寬度為0.5 m，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 減載后計(jì)算結(jié)果

K=1.12時(shí)，邊坡安全儲(chǔ)備有限，需進(jìn)一步采取錨固措施，繼續(xù)增加抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)滑坡災(zāi)害實(shí)際情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘、鉆探與物探相結(jié)合的綜合勘察手段，判斷該滑坡屬于推移式順層滑坡，滑動(dòng)面為黃土狀粘性土與泥巖的接觸帶，治理方案確定為先減載，后錨固，并增加排水設(shè)備的綜合治理方案，經(jīng)驗(yàn)算表明，該方案能夠保證滑坡體可抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。

[1] 閻國(guó)平,胡舉印,應(yīng)國(guó)剛.膨脹土性質(zhì)及分類綜述[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2004(3)：1-3.

[2] 郝黨論.談山區(qū)公路滑坡的成因及防治措施[J].山西建筑，2012，38(6)：157-158.

[3] 丁汝軒，殷愛(ài)梅.高速公路路基膨脹土研究及其處理方法[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006(150)：107-109.

Study on the municipal highway landslide disaster governing scheme

DAI Hua-bing

(ShijiazhuangRailTransitTrafficCo.,Ltd,Shijiazhuang050000,China)

In light of the municipal highway cutting landslide disaster, the paper puts forward the comprehensive governing measure of drainage, load reduction, prestressed anchorage, determines mechanical parameters of the landslide according to calculation and engineering analogy, and then evaluates the slope stability security coefficient of the governing scheme. The calculation results show that: the design scheme meets the demands.

cutting slope, governing scheme, anti-sliding stability security coefficient

1009-6825(2014)07-0147-03

2013-12-28

代華兵(1979- )，男，工程師

U417

A