淺談黃土滑坡的處治

王 偉

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

滑坡是在一定的地形、地質(zhì)條件下的邊坡，由于斜坡大量土體和巖體在重力作用下，破壞了原有的力學平衡條件，使邊坡上的不穩(wěn)定體在自重或其他荷載的共同作用下，沿著一定的相對軟弱面（帶）作整體地緩慢地、間歇性地有時甚至是突發(fā)性地向下滑動的不良地質(zhì)現(xiàn)象?；率巧絽^(qū)公路的主要病害之一，尤其在地形復雜的黃土高原，會經(jīng)常遇到。因此研究黃土滑坡問題具有重要意義。

1 滑坡的基本特征

本文以某高速公路挖方邊坡出現(xiàn)的滑坡為實例。滑坡路段里程為CK0+300—CK0+420，坡體的變形主要表現(xiàn)坡體向下、向外產(chǎn)生滑動，后緣及坡體產(chǎn)生裂縫?；潞缶壩挥邳S土塬頂部，裂縫為圈椅狀；線路以挖方形式通過滑坡前緣，二、三級邊坡出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象（見圖1）；一級邊坡剪出路面，破壞護面墻，土體堆積于路面之上；原路面出現(xiàn)底鼓（見圖2）。

圖1 路基邊坡鼓脹

圖2 路面出現(xiàn)底鼓

滑動區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為簡單，上部為全新系上更新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)黏土和卵石土，下伏灰白色全風化泥巖和粉砂巖互層。滑坡滑動方向為57°，主軸長100 m，橫寬約120 m，滑體厚度約15.0 m，滑坡體方量為18.0萬m3，屬于覆蓋層沿基巖面失穩(wěn)的中厚層滑坡。

2 滑坡的工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

滑坡路段位于山西省臨汾地區(qū)，區(qū)地貌單元屬黃土覆蓋低山丘陵區(qū)，線路以挖方形式通過滑坡前緣。

2.2 地質(zhì)概況

根據(jù)地質(zhì)鉆探，滑坡區(qū)地層由石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）、第四系中更新統(tǒng)沖洪積（Q2al+pl）卵石土、上更新統(tǒng)風積（Q3eol）粉土組成。下面依次介紹地層揭露自下而上的地層巖性特征。

2.2.1 石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）

主要巖性：底部為灰白色中厚層狀中粒石英砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，鐵質(zhì)充填，強風化；其上為淺灰、灰白色薄、中厚層狀細粒砂巖，灰、灰黑色頁巖及薄煤層。中部以3層淺灰色中-厚層狀含燧石結(jié)核石灰?guī)r為主，中夾灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，灰、灰黑色頁巖及薄煤層組成。上部為淺灰色含鋁泥巖、灰色頁巖夾薄煤層及一層灰褐色中厚層狀灰?guī)r。泥巖、煤層在露頭處易風化成碎粒狀。本組地層在地貌形態(tài)上表現(xiàn)為中緩坡。

2.2.2 第四系（Q）

卵石土主要成分為砂巖、頁巖、灰?guī)r、白云巖等，磨圓度好，具有分選性；粉土分布穩(wěn)定，覆蓋卵石之上，呈淺黃色，土質(zhì)較均勻。

2.3 地震

滑坡路段地處臨汾斷陷盆地北端，新構(gòu)造運動較活躍，沿汾河河谷分布的嵌入型Ⅲ級階地是新構(gòu)造運動的表現(xiàn)。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010），滑坡區(qū)地震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。

2.4 水文地質(zhì)

鉆探資料顯示滑坡體內(nèi)22.0 m內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下水?；率艽髿饨邓绊戄^大，因此具有明顯的階段性。

3 滑坡處治方案

3.1 滑坡失穩(wěn)分析

a）路線所在區(qū)域存在全風化泥巖具有隔水性質(zhì)，遇水易滑。大氣降水滲透上部覆蓋層弱化泥巖層強度是滑坡失穩(wěn)破壞的重要原因。

b）從地形上來看，滑坡下伏易滑泥巖有較大外傾角，路線邊坡以挖方形式通過滑坡前緣，使滑坡體臨空，這為路基滑坡移動提供了空間條件。

c）坡面施工時，坡體出現(xiàn)滑塌，可見滑坡處于極限平衡狀態(tài)。滑坡失穩(wěn)產(chǎn)生的裂縫和失穩(wěn)后的坡體松散物使滑動面對于大氣降雨變得更加敏感，可以預見未來降雨天氣將極大影響滑坡穩(wěn)定。

3.2 滑坡處治設(shè)計

滑坡處治設(shè)計時一般考慮采用卸載和支擋等綜合措施進行處治。由于該高速即將通車，工期很短，同時考慮以下兩個因素進行處治設(shè)計。

a）由于征地困難，大開挖卸載致使征地范圍較大，對工程處治進度有影響。

b）考慮施工單位已在坡腳位置修筑了部分擋土墻，為保證工程連續(xù)性和節(jié)約處治成本，經(jīng)綜合考慮，保留原抗滑擋土墻，在二級平臺設(shè)置抗滑樁，并對二級及以上邊坡進行適當卸載。根據(jù)抗滑效果和卸載坡體范圍擬定3個方案：

（a）方案一 抗滑擋土墻+矩形抗滑樁+局部邊坡卸載；

（b）方案二 抗滑擋土墻+圓形抗滑樁+局部邊坡卸載；

（c）方案三 抗滑擋土墻+圓形抗滑樁+坡頂卸載。

根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》，按正常工況和非正常工況（地震力作用）兩種情況考慮，結(jié)合鉆孔資料、區(qū)域經(jīng)驗參數(shù)和反分析綜合考慮，確定滑動面土體平均重度為18 kN/m3，滑坡前部失穩(wěn)滑坡（抗滑樁與擋墻之間部分）滑動面強度參數(shù)取值為c=8 kPa，φ=9°；后部潛在滑動面強度參數(shù)為c=15 kPa，φ=15°。利用局部卸載和坡頂卸載后最不利斷面（見圖3、圖4），計算得出抗滑樁前后土體的下滑推力，結(jié)果見表1、表2。

圖3 局部卸載后最不利斷面

圖4 坡頂卸載后最不利斷面

表1 局部卸載后滑體剩余下滑力

表2 坡頂卸載后滑坡體剩余下滑力

根據(jù)剩余下滑推力，采用理正巖土工程系列軟件，抗滑樁單排布設(shè)。經(jīng)計算，在抗滑、彎矩、位移均滿足要求的條件下，得出抗滑樁斷面尺寸、樁長及樁間距，見表3。

表3 抗滑樁尺寸及布設(shè)結(jié)果

3.3 方案比選

通過對3組方案的抗滑效果、征地情況、現(xiàn)場施工條件及經(jīng)濟合理性的綜合對比（見表4），確定方案一為該滑坡的最終處治方案。

4 滑坡防治措施

4.1 修復及完善排水設(shè)施

表4 方案對比表

坡面修整及抗滑樁施工前，應(yīng)設(shè)置臨時及永久截排水設(shè)施，確保排水通暢，防止雨水再次下滲到邊坡土體內(nèi)。擋土墻墻后設(shè)置仰斜排水孔，管上部留有小孔，長度深入到滑動面（隔水層）以后，確?；峦馏w內(nèi)的層間水排出。

4.2 山體卸載及坡面修整

對樁頂以上邊坡進行卸載修整，卸載的土方堆置在樁前并進行壓實，壓實度不小于90%，以確?？够瑯妒┕て陂g坡體的穩(wěn)定。

4.3 落水洞、裂縫充填處理

為防止雨水再次滲入，對滑坡后緣坡頂落水洞及裂縫采用灰土填塞并壓實，壓實度不小于90%。同時，每隔3 d對填塞處及周邊進行排查，對新的裂縫進行填塞，對已變形裂縫進行補填。

5 結(jié)論與建議

a）通過工程地質(zhì)勘察，調(diào)查清楚了滑坡的基本特征、工程地質(zhì)條件及滑坡范圍，為分析滑坡和未來變化趨勢提供了依據(jù)。

b）滑坡處治設(shè)計時應(yīng)充分考慮地形、地質(zhì)因素，結(jié)合征地和施工條件，同時重視降水影響，做好防滲排水工作。

c）工程施工中及運營期間，建議對滑坡進行監(jiān)測工作，確保高速公路運營安全。