高填方路堤滑坡抗滑樁處治效果分析

陳小英

（山西晉通公路工程監(jiān)理有限公司，山西 晉城 048000）

山嶺地區(qū)公路建設(shè)中，滑坡是高填方路堤常見的地質(zhì)災(zāi)害之一。在高填方路基設(shè)計(jì)與施工過程中，要綜合考慮施工、氣候等各方面因素對(duì)邊坡開展防護(hù)工作。早期修建的山區(qū)公路，由于設(shè)計(jì)不合理、技術(shù)落后等原因，造成完工后的高邊坡路堤穩(wěn)定性不足，導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡災(zāi)害[1]。

結(jié)合山西某一級(jí)路滑坡處治案例，采用抗滑樁對(duì)滑坡體進(jìn)行加固處理，并布置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)抗滑樁加固效果進(jìn)行分析。本文采用定性和定量分析相結(jié)合的方式，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的抗滑樁上部和下部滑坡體、上部路肩和抗滑樁的變形情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，準(zhǔn)確確定經(jīng)抗滑樁處治后高填方路堤滑坡體的穩(wěn)定性，形成了一套完善的滑坡體加固和監(jiān)測(cè)方案，可為相關(guān)工程項(xiàng)目施工提供參考。

1 路堤滑坡抗滑樁加固方案

1.1 滑坡概況

山西省某一級(jí)公路K7+380—K7+510段有一處滑坡體，滑坡體位于公路西側(cè)，滑坡體寬度約為130 m，長(zhǎng)度約116 m，滑坡體厚度為3.2～11.7 m，總體積約為12萬m3。路堤填料主要為土方，已出現(xiàn)了多次滑坡。該地區(qū)雨季滑坡體變形量大，滑坡嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅公路沿線行車安全。在滑坡體西側(cè)出現(xiàn)了多處裂縫，裂縫寬度在1～8 cm，且有多處縱向張拉裂縫，路堤邊坡出現(xiàn)了多處滑塌。通過對(duì)該段滑坡體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，得出該滑坡體穩(wěn)定性差，在降雨作用下很容易誘發(fā)滑坡事故，亟需進(jìn)行處治。

1.2 抗滑樁加固方案

該高填方路堤加固方案是以抗滑樁為加固主體，坡面防護(hù)和排水設(shè)施為輔。綜合考慮滑動(dòng)面的位置和周邊施工環(huán)境，結(jié)合滑坡體的工程地質(zhì)情況，采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對(duì)滑動(dòng)面進(jìn)行加固。為了防止樁間土體被擠出，設(shè)置預(yù)制混凝土板連接各抗滑樁[2]。為了降低滑坡體的自重，降低下滑力，對(duì)坡體上部土體進(jìn)行刷方處理。對(duì)填方路堤坡面采用預(yù)應(yīng)力錨索框架進(jìn)行防護(hù)，以提高邊坡的穩(wěn)定性。設(shè)置攔水帶，布設(shè)泄水孔，與坡面框架排水結(jié)構(gòu)形成一套完善的排水系統(tǒng)。具體加固流程為：刷方→抗滑樁施工→混凝土板施工→預(yù)應(yīng)力錨索框架防護(hù)→排水設(shè)施施工。

2 高填方路堤抗滑樁處治后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案

2.1 測(cè)點(diǎn)布置

由于邊坡內(nèi)部受力情況復(fù)雜，雖然進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)，仍不能確保邊坡的穩(wěn)定性。為了驗(yàn)證該項(xiàng)目高填方路基處治效果，處治后在抗滑樁上部和下部滑坡體、路肩上部布置測(cè)點(diǎn)，對(duì)滑坡體、抗滑樁的位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試測(cè)點(diǎn)布置圖

2.2 測(cè)試頻率

坡面錨索框架梁完工后，路堤邊坡上基本沒有施工產(chǎn)生的擾動(dòng)?？够瑯渡喜炕瑒?dòng)面和抗滑樁變形位移監(jiān)測(cè)頻率為：第一個(gè)月為1次/3 d，第二個(gè)月1次/周，第三個(gè)月1次/2周，第四個(gè)月以后為1次/月。如遇變形速率突然增大，應(yīng)適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)次數(shù)。

3 路堤抗滑樁加固效果分析

3.1 抗滑樁下部滑坡體變形監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

在抗滑樁下部滑坡體布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)抗滑樁下部滑坡體豎向位移和水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于雨季滑坡體變形大，因此分別在6月、7月和8月開展監(jiān)測(cè)，收集數(shù)據(jù)繪制變形曲線如圖2和圖3所示。

圖2 抗滑樁下部滑坡體豎向位移變化曲線

由圖2可知，雨季滑坡體的總體變形量隨著監(jiān)測(cè)時(shí)間逐漸增加，且前期變形量大，后期逐步趨于平緩。在監(jiān)測(cè)開始的第一個(gè)月豎向位移變化速率最大，后兩個(gè)月變形速率逐步下降，第三個(gè)月變形逐步趨于穩(wěn)定。這是由于雨季雨水滲入坡體內(nèi)部造成坡體內(nèi)部土體之間的摩擦阻力下降，進(jìn)而導(dǎo)致豎向位移增加，1號(hào)，2號(hào)測(cè)點(diǎn)變形符合這一規(guī)律。而3號(hào)測(cè)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)過程中出現(xiàn)向上移動(dòng)的情況，測(cè)點(diǎn)位置高程出現(xiàn)了增加，這是由于坡體下部在巖石支撐作用下沒有產(chǎn)生向下的位移，而上部滑坡土體向下移動(dòng)，使3號(hào)測(cè)點(diǎn)的高程增加。另外，分析8月的豎向位移監(jiān)測(cè)結(jié)果，豎向位移最大累計(jì)值達(dá)到19 mm，變形已基本趨于穩(wěn)定。

由圖3可知，在監(jiān)測(cè)初期位移變化速率快，主要集中在前兩個(gè)月，第三個(gè)月變形速率逐步趨于平緩。3個(gè)測(cè)點(diǎn)曲線變化趨勢(shì)基本一致，但測(cè)點(diǎn)3較其他兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的水平位移值大，90 d水平位移觀測(cè)值較其他兩個(gè)測(cè)點(diǎn)高7 mm和9 mm，最大變形量為53 mm。這是由于測(cè)點(diǎn)3接近邊坡南側(cè)的滑溝，導(dǎo)致滑動(dòng)量增大。結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果，各測(cè)點(diǎn)3個(gè)月后水平滑動(dòng)位移基本趨于穩(wěn)定。

圖3 抗滑樁下部滑坡體水平位移變化曲線

3.2 抗滑樁上部變形監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

在抗滑樁上部滑坡體布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，記為測(cè)點(diǎn)4和測(cè)點(diǎn)5，在路肩布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，記為測(cè)點(diǎn)6、測(cè)點(diǎn)7和測(cè)點(diǎn)8。同樣在6月、7月和8月開展監(jiān)測(cè)，收集數(shù)據(jù)繪制豎向位移變形曲線如圖4和圖5所示。

圖4 抗滑樁上部滑坡體豎向位移變化曲線

圖5 路肩豎向位移變化曲線

分析圖4所示抗滑樁上部滑坡體豎向位移變化曲線，測(cè)點(diǎn)4和測(cè)點(diǎn)5的豎向位移變化趨勢(shì)基本相同，且前期呈現(xiàn)一定幅度的起伏，后期逐步趨于平穩(wěn)，且總體變形量不大，豎向位移最大累計(jì)值為13 mm。監(jiān)測(cè)前期曲線雖然有一定幅度的起伏，但波動(dòng)幅度范圍不大，僅為3～6 mm，這是由于土體強(qiáng)度不足和監(jiān)測(cè)誤差造成的。在監(jiān)測(cè)兩個(gè)多月以后，抗滑樁上部滑坡體豎向位移基本穩(wěn)定，這說明抗滑樁有效控制了滑坡體的變形，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

路肩上的測(cè)點(diǎn)6、測(cè)點(diǎn)7和測(cè)點(diǎn)8的高程不斷提高，且3個(gè)測(cè)點(diǎn)的總體變形趨勢(shì)基本相同，各測(cè)點(diǎn)豎向位移前期變化速率大，后期逐步趨于平緩，其中測(cè)點(diǎn)8最大豎向位移達(dá)到17 mm。分析原因是由于抗滑樁完工后有效控制了滑坡體變形，降低了滑坡體的位移，穩(wěn)定性明顯提高。

3.3 抗滑樁變形監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

為了確定抗滑樁的變形情況，選取7號(hào)、11號(hào)和16號(hào)抗滑樁作為研究對(duì)象，對(duì)抗滑樁樁頂水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，繪制水平位移變化曲線如圖6所示。

圖6 抗滑樁樁頂水平位移變化曲線

分析圖6所示抗滑樁樁頂水平位移的變化曲線，監(jiān)測(cè)前期水平位移變化速率大，16號(hào)抗滑樁觀測(cè)10 d就達(dá)到了80 mm，10 d后基本趨于平緩，水平位移基本沒有增加，水平位移最大累計(jì)值為89 mm。這是由于監(jiān)測(cè)前期抗滑樁上部滑坡體移動(dòng)產(chǎn)生的推力使抗滑樁水平位移增加，隨著滑坡體變形趨于穩(wěn)定，滑坡推力不斷下降。另外，在這個(gè)時(shí)間段對(duì)抗滑樁進(jìn)行了錨索張拉，進(jìn)一步提高了抗滑樁的抗變形能力，提高了邊坡土體的穩(wěn)定性，因此監(jiān)測(cè)后期樁頂水平位移基本趨于穩(wěn)定。

4 結(jié)論

結(jié)合高填方路堤滑坡體抗滑樁處治施工案例，通過制定抗滑樁加固方案，并布置測(cè)點(diǎn)對(duì)抗滑樁上部和下部滑坡體、抗滑樁的變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析得出以下結(jié)論：

a）雨季下部滑坡體豎向位移和水平位移總體呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，豎向位移最大累計(jì)值達(dá)到19 mm，水平位移最大累計(jì)值為14 mm，且前期變形量大，后期變形逐漸趨穩(wěn)，滑坡體穩(wěn)定性良好。

b）抗滑樁上部滑坡體豎向位移雖然有小幅度波動(dòng)，但檢測(cè)后期總體趨穩(wěn)，豎向位移最大累計(jì)值為13 mm；路肩上部各測(cè)點(diǎn)前期變化速率大，后期逐步趨于平緩，豎向位移最大累計(jì)值為17 mm，滑坡體和路肩穩(wěn)定性良好。

c）監(jiān)測(cè)前期抗滑樁水平位移大，個(gè)別抗滑樁觀測(cè)10 d就達(dá)到了80 mm，當(dāng)滑坡體變形穩(wěn)定和預(yù)應(yīng)力錨索張拉后，樁頂水平位移基本沒有增加，變形趨于穩(wěn)定，水平位移最大累計(jì)值為89 mm，路堤邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。