紅層丘陵區(qū)某高速橋墩地基深大裂縫病害成因機(jī)制及處治方案

陳紫云

(1.四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院，成都 610017；2.成都理工大學(xué)，成都 610059)

工程結(jié)構(gòu)物地基的裂縫雖然不一定必然影響其結(jié)構(gòu)安全，但是工程技術(shù)人員需要引起警覺(jué)，應(yīng)高度重視建設(shè)場(chǎng)地的穩(wěn)定性。孫耀庭等[1](2014)認(rèn)為，裂縫是巖石失去結(jié)合力的一種地質(zhì)界面，是破裂作用的結(jié)果。裂縫按其形成條件可劃分為原生裂縫和次生裂縫。沉積巖原生裂縫主要為埋藏過(guò)程中受各種成巖作用影響形成成巖裂縫、構(gòu)造應(yīng)力變化引起巖石破裂而形成的構(gòu)造裂縫和受熱接觸變質(zhì)作用產(chǎn)生的變質(zhì)收縮裂縫。次生裂縫，即后期的淺表生改造作用(李天斌等[2]，2002)會(huì)引起原生裂縫的發(fā)展演化或新的宏觀裂縫的形成。原生裂縫對(duì)建構(gòu)筑物地基的影響主要是破壞其完整性，次生裂縫則往往對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性具有一定的控制作用。一般來(lái)講，紅層丘陵地區(qū)處于斜坡地帶的宏觀裂縫多是次生裂縫，并不一定完全就是病害本身的全部，它往往僅是病害發(fā)生發(fā)展過(guò)程中所產(chǎn)生的現(xiàn)象。本文即以紅層丘陵區(qū)某橋梁墩臺(tái)地基深大裂縫病害為例開展調(diào)查研究，得出該病害為平推式滑坡的結(jié)論，并且其主滑方向并不是臨空方向，而是與臨空面走向小角度相交，且具有運(yùn)動(dòng)矢量合成的特征。

平推式滑坡屬于滑坡災(zāi)害中較為特殊的一類，它的概念(張倬元等[3]，1985)提出以來(lái)，諸多學(xué)者從不同視角對(duì)平推式滑坡的形成條件、主要特征、致災(zāi)機(jī)理、啟動(dòng)判據(jù)進(jìn)行了不同程度的研究，取得了較為豐富的成果[4-7]，特別是致災(zāi)機(jī)理研究獲得了大家的共識(shí)，那就是平推式滑坡是由主要?jiǎng)恿υ础涮盍严端畨毫?，及高承壓水形成的揚(yáng)壓力等綜合作用所引發(fā)，并且在啟動(dòng)判據(jù)[8]、底滑面承壓水滲流場(chǎng)[7]方面獲得了較為可喜的進(jìn)展。但仍然存在不足的是，關(guān)于平推式滑坡的破壞模式及演化過(guò)程研究成果還較少[6]，并且尚無(wú)臨空方向與滑坡主滑方向不一致的案例。

1 工程概況及場(chǎng)地工程地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 工程概況

工程項(xiàng)目為四川紅層地區(qū)某重點(diǎn)高速公路，涉事段路面寬度26 m，設(shè)計(jì)速度100 km/h。涉事工點(diǎn)為一座跨溝谷大橋，全長(zhǎng)413 m，位于縱坡-3%、半徑R=1 500 m、曲線長(zhǎng)度L=725 m的圓曲線上，兩端接挖方路基。橋梁上部構(gòu)造為10 m×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁(圖1)。涉事位置為第7跨大樁號(hào)的7號(hào)墩地基、基礎(chǔ)，其下部結(jié)構(gòu)為雙柱式空心薄壁墩，墩高43 m，墩底尺寸650 cm×300 cm，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為6根長(zhǎng)24 m、直徑Ф1.8 m的圓形挖孔灌注群樁，樁間距450 cm，樁基承臺(tái)尺寸：1 220 cm×770 cm×350 cm。相近橋跨的墩高分別為5號(hào)67+m、6號(hào)65+m、8號(hào)31+m、9號(hào)27+m。

圖1 橋梁布置示意圖

1.2 自然地理?xiàng)l件

區(qū)域上屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明、氣候溫暖、光熱充足、雨量充沛、無(wú)霜期長(zhǎng)，云霧較多、日照偏少，具有春早、夏長(zhǎng)、秋涼、冬暖特征，夜雨多、風(fēng)速小、濕度大，夏季雨、熱集中，多旱澇，降雨多集中在5～9月，約占全年降雨量的70%，秋季綿雨頻率高。多年平均氣溫17.6 ℃，極端高溫40.2 ℃(最熱月8月)；極端低溫-3.70 ℃(最冷月1月)。多年氣象平均值：日照數(shù)1 285.7 h，降水量1 025.8 mm，蒸發(fā)量1 168.3 mm，相對(duì)濕度82%，霧日47.4 d，無(wú)霜期314 d。主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)及西北風(fēng)，平均風(fēng)速1.4 m/s，最大風(fēng)速17 m/s，靜風(fēng)頻率36%。

1.3 工程地質(zhì)條件

項(xiàng)目區(qū)地處四川盆地中部，屬構(gòu)造侵蝕剝蝕型丘陵區(qū)。橋址區(qū)微地貌受巖性和外營(yíng)力綜合控制，為橢圓形“U”型槽谷，乃砂泥巖差異風(fēng)化和地表徑流影響所致。公路軸線地面高程339～421 m，相對(duì)高差82 m。兩岸斜坡坡度25°～35°，局部達(dá)45°～50°，為多級(jí)陡坎臺(tái)階，高度一般2～7 m，個(gè)別大于15 m，臺(tái)階階面平緩，寬5～20 m不等。谷底寬35～45 m，地形開闊平緩，原多為稻田。丘頂及陡坡處基巖大面積出露，臺(tái)階平臺(tái)多為旱地，散居農(nóng)舍，陡坡多為林地，有少量灌木、柏樹。橋梁跨越2.0±m(xù)的常年流水小沖溝，勘測(cè)時(shí)水位高程為339.15 m，水深0.5～1.0 m，最高洪水位340.50 m(訪問(wèn))。

橋址區(qū)主要地層為全新統(tǒng)殘坡積層(Q4el+dl)、坡洪積層(Q4dl+pl)和侏羅系遂寧組(J3s)基巖。殘坡積層主要為粉質(zhì)黏土，紫紅色、黃褐色等，稍濕-濕，可塑-硬塑，含少量碎石、角礫，厚度約0.4～1.5 m。坡洪積層粉質(zhì)黏土為紅褐色，濕，可塑，鉆孔揭露厚度約8.1 m，主要分布于丘間谷地。基巖為粉砂質(zhì)泥巖、砂巖，產(chǎn)狀70°∠4°。泥巖為褐紅色、紫紅色，局部夾灰綠色砂質(zhì)團(tuán)塊，薄-中厚層狀構(gòu)造。砂巖為灰白色、灰褐色等，礦物成分主要為長(zhǎng)石、石英巖屑，厚層-巨厚層狀構(gòu)造，粉細(xì)粒結(jié)構(gòu)，巖體較完整，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀，少量短柱狀、碎塊狀。基巖中少量陡傾角裂隙發(fā)育，裂面起伏，偶見鐵錳質(zhì)浸染。泥巖中偶見石膏，發(fā)育個(gè)別5～35 mm溶蝕孔洞。鉆孔揭露基巖強(qiáng)風(fēng)化層厚度約1.1～6.9 m不等。單軸飽和抗壓強(qiáng)度：中風(fēng)化砂巖為13.7～23.6 MPa，標(biāo)準(zhǔn)值為19.08 MPa，為較軟巖；中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖2組，一組為5.12～11.48 MPa，標(biāo)準(zhǔn)值為6.70 MPa；另一組單軸飽和抗壓強(qiáng)度為1.35～3.45 MPa，標(biāo)準(zhǔn)值為2.09 MPa，屬極軟巖。不同層次、不同部位砂巖、粉砂質(zhì)泥巖由于結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、膠結(jié)物類型和風(fēng)化卸荷的差異而有所不同，不同埋藏條件的完整性和力學(xué)性質(zhì)差異較大(圖2)。

圖2 橋梁及址區(qū)工程地質(zhì)平面示意圖

區(qū)域上無(wú)大的斷裂，褶皺寬闊平緩，表現(xiàn)為彼此排列有序的寬緩鼻狀背斜和箕狀向斜。橋址區(qū)處于川內(nèi)某向斜北翼，巖層產(chǎn)狀平緩，巖層傾角一般1°～5°。地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。小樁號(hào)左岸砂巖體中發(fā)育3組裂隙：L1產(chǎn)狀62°∠86°，可見延伸大于3 m，間距3～4 m；L2產(chǎn)狀118°∠87°，可見延伸大于5 m，間距4～5 m；L3產(chǎn)狀151°∠87°，可見延伸大于3 m，間距2～3 m。裂面均較平直、光滑，閉合。大樁號(hào)右岸砂巖體中主要發(fā)育3組裂隙：L1產(chǎn)狀285°∠83° ，可見延伸2.0～3.5 m，間距1.0～1.5 m，裂面粗糙，平直，鐵質(zhì)浸染，無(wú)充填；L2產(chǎn)狀170°∠83°，可見延伸長(zhǎng)度3.5～5.0 m，間距0.5～1.0 m，裂面粗糙，平直，閉合；L3產(chǎn)狀45°∠85°，可見延伸長(zhǎng)度0.3～0.5 m，間距1.0～1.5 m，裂面粗糙，平直，閉合。對(duì)應(yīng)赤平投影圖如圖3、4(P為坡面)。兩岸的裂隙產(chǎn)狀具有一定特征：均為陡傾裂隙，L1均與坡面大致平行，左岸L3與右岸L2產(chǎn)狀大致一致、左岸L2與右岸L1大致一致，左岸L1與右岸L3大致一致，結(jié)合裂隙特征和區(qū)域構(gòu)造看，在NW-SE向主壓應(yīng)力作用下，形成了NW走向的剪切裂隙和NE走向、SE向偏NE向X型剪張節(jié)理。

圖3 小樁號(hào)左岸裂隙赤平投影分析圖

圖4 大樁號(hào)右岸裂隙赤平投影分析圖

地表水主要為槽谷的溝谷水，為涪江二級(jí)支流的支流，接受大氣降水補(bǔ)給，順河流排泄于下游。地下水為松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水?？紫端邮艽髿饨邓难a(bǔ)給，并與溝(河)水互為補(bǔ)排關(guān)系，具有含水層厚，分布較窄，補(bǔ)給源近，富水性、透水性差的特征。裂隙水賦存基巖裂隙中，接受大氣降水、地表水和上覆松散層地下水補(bǔ)給，順地形就近向坡下及溪溝中排泄，總體貧乏。根據(jù)水質(zhì)簡(jiǎn)分析成果，地表水、地下水均屬弱堿性、低礦化度的HCO3-Ca·Mg型水，對(duì)鋼筋、混凝土存在微腐蝕性。

2 墩臺(tái)地基裂縫病害基本情況及分析

2.1 裂縫調(diào)查情況及分析

樁基及裂縫位置投影的平面示意圖、裂縫發(fā)展趨勢(shì)擬合分析結(jié)果見圖5。

1.據(jù)開挖樁基孔裂隙推測(cè)裂縫的平面投影;2.據(jù)樁孔中裂縫產(chǎn)狀推測(cè)裂縫宏觀走向；3.已澆筑樁基；4.未開挖樁基；5.已開挖樁基圖5 樁基、裂縫平面投影擬合示意圖

大橋左幅7-3#樁孔約13.2～15.2 m處孔壁兩側(cè)發(fā)育近垂直于層面的裂縫(圖6)，可見長(zhǎng)約2 m，最大寬度達(dá)15 cm，裂面光滑，有少量砂巖角礫填充，產(chǎn)狀268°∠81°，走向基本平行坡面，陡傾坡外； 右幅7-2#樁孔約13.25～18.5 m處孔壁兩側(cè)發(fā)育近垂直于層面的裂縫(圖7)，可見長(zhǎng)約5.2 m，最大寬度達(dá)20 cm，裂面光滑，無(wú)填充，產(chǎn)狀275°∠88°，走向基本平行坡面，陡傾坡外?？變?nèi)所觀測(cè)到的裂縫均僅發(fā)育于砂巖體中，并僅在砂巖層貫通，未切穿泥巖層?？變?nèi)測(cè)量穩(wěn)定地下水位-8.5 m(詳勘測(cè)量水位-9.0 m)。

圖6 左幅7-3#樁基孔內(nèi)裂隙

圖7 右幅7-2#樁基孔內(nèi)裂隙

左幅7-1#、7-4#和右幅7-3#已完成樁基澆筑，孔內(nèi)未發(fā)現(xiàn)宏觀裂隙發(fā)育。左幅7-2#和右幅7-1#樁基孔尚未開挖。

由圖6、7可見，右幅裂縫中有水泥漿充填，左幅存在較為明顯的剪切裂縫特征，裂面平直光滑，無(wú)任何充填，且兩側(cè)發(fā)育剪切節(jié)理。

若按照左幅7-3#孔內(nèi)裂縫產(chǎn)狀及發(fā)展趨勢(shì)擬合，則必然與左幅7-1#相交，而孔內(nèi)無(wú)充填，在具有貫通滲漏的條件下，說(shuō)明趨勢(shì)擬合推測(cè)不合理，裂隙應(yīng)該遠(yuǎn)離左幅7-1#(見圖5)。

若按右幅7-2#裂縫產(chǎn)狀及發(fā)展趨勢(shì)擬合，則裂縫將從右幅7-3#邊緣通過(guò)，具有滲透條件。右幅7-3#于5月27日澆筑，右幅7-2#于5月31日開始開挖，具有滲透時(shí)間差。從圖7所見的水泥漿充填情況分析，趨勢(shì)擬合是合理的。

2.2 場(chǎng)地周邊調(diào)查情況及分析

裂縫外側(cè)順路線走向具有臨空條件，為右岸坡面(傾向WWN)，因砂泥巖差異風(fēng)化形成了高約2～4 m、深約2.5～3.0 m的凹巖腔(圖8、9)，局部存在坍落、掉塊現(xiàn)象，凹巖腔前緣發(fā)現(xiàn)一處新近相對(duì)滑移跡象，局部滲水，無(wú)泉點(diǎn)出露，滑移矢量方向約205°±5°，相對(duì)位移約3～5cm(圖9、10)。

場(chǎng)地南側(cè)存在傾向SW的臨空面(參見圖15)，與右岸坡面(傾向WWN)的臨空面相交，在其拐角處偏SE發(fā)育宏觀的長(zhǎng)大貫通裂隙(圖11)，上寬下窄，平均張開寬度大于20 cm，裂面粗糙、平直，基本無(wú)充填。裂縫傾向280°左右，傾角70°～80°。受另一組裂隙(L2)切割，前緣發(fā)育一長(zhǎng)約3 m寬約4 m厚約2.5 m的危巖體，并且新近活動(dòng)的痕跡明顯(圖12)。

圖8 右岸斜坡地貌

圖9 前緣差異風(fēng)化形成的凹巖腔

圖10 相對(duì)滑移造成泥巖剝落

圖11 場(chǎng)地西南側(cè)臨空面裂縫

圖12 變形體(危巖體)

值得注意的是，本場(chǎng)地巖層的層面與砂泥巖界面存在交角(圖8)，與其成巖建造環(huán)境密切相關(guān)，但卻較大地影響了本病害的發(fā)生和發(fā)展。通過(guò)右岸邊坡測(cè)繪發(fā)現(xiàn)，砂泥巖界面傾向SSW，傾角約4°，在公路左側(cè)便道位置，凹巖腔頂部砂巖層距離河溝平臺(tái)高度約3.5～4.0 m(圖13)，向南55 m后在兩個(gè)臨空面交匯帶則與河溝平臺(tái)基本相交(圖14)。橋梁勘察鉆探揭露，場(chǎng)地東45 m鉆孔未發(fā)現(xiàn)砂巖，再西34 m偏南13 m發(fā)現(xiàn)相近高程1.5 m和1.0 m兩層砂巖(中夾3.5m粉砂質(zhì)泥巖)，而在其西跨溝162 m鉆孔同高程發(fā)現(xiàn)8.9 m厚砂巖層，相應(yīng)的邊坡也出露該地層。鉆探、地質(zhì)測(cè)繪成果綜合說(shuō)明其建造環(huán)境為河流-洪泛韻律式交錯(cuò)沉積[9]，砂泥巖接觸面與層面斜交，成為了控制斜坡穩(wěn)定性的主要內(nèi)因之一。

場(chǎng)地及周邊未發(fā)現(xiàn)其它變形跡象。

裂縫病害調(diào)查情況匯總及綜合分析參見圖15。

圖13 便道位置凹巖腔顯示砂泥巖接觸面

圖14 場(chǎng)地南側(cè)臨空面交匯帶砂泥巖接觸面

2.3 病害的潛在危害

裂縫貫穿7#橋臺(tái)，其下方緊鄰6#橋墩，無(wú)論發(fā)生何種破壞，將直接對(duì)7#橋臺(tái)的基礎(chǔ)產(chǎn)生破壞，若發(fā)生側(cè)向滑移(塌)，則直接對(duì)6#橋墩造成破壞，都會(huì)直接導(dǎo)致大橋損毀，高速斷道，直徑經(jīng)濟(jì)損失巨大，社會(huì)影響嚴(yán)重。

3 病害成因機(jī)制及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 病害性質(zhì)

7#橋臺(tái)外側(cè)存在兩個(gè)方向的臨空面，6#橋臺(tái)內(nèi)側(cè)坡腳存在長(zhǎng)近50 m的凹巖腔，凹巖腔砂泥巖界面發(fā)現(xiàn)明顯的相對(duì)位移痕跡(見圖10)，7#臺(tái)南側(cè)發(fā)現(xiàn)變形體并伴隨明顯的新近活動(dòng)現(xiàn)象(見圖12)，因此該病害本質(zhì)上為一巖質(zhì)滑坡體，滑床為泥巖或粉砂質(zhì)泥巖，滑動(dòng)面為砂泥巖接觸面，后緣受L3裂隙、樁基孔發(fā)現(xiàn)的裂隙綜合控制，前緣為兩臨空面交匯帶，活動(dòng)矢量方向非巖層傾向，受巖層產(chǎn)狀、凹巖腔、臨空面綜合控制，約205°左右，滑坡體規(guī)模約3.5×104m3。

3.2 病害形成機(jī)制

滑坡體的形成過(guò)程為：砂泥巖互層、構(gòu)造裂隙發(fā)育，使得場(chǎng)地具有裂隙充水和層間承壓水發(fā)育條件，7#臺(tái)西側(cè)坡腳砂泥巖差異風(fēng)化形成凹巖腔，導(dǎo)致坡腳支撐減弱，抗滑接觸面范圍減小，在后緣構(gòu)造裂隙水壓力和承壓水揚(yáng)壓力共同作用下發(fā)生急劇滑移變形，再對(duì)構(gòu)造裂隙產(chǎn)生拉裂，裂隙充水高度降低，自動(dòng)止滑，裂隙再充水后進(jìn)一步加劇滑坡活動(dòng)?；禄顒?dòng)造成了前緣的變形體(危巖體)產(chǎn)生(參見圖15、圖17)，新近施工堆載作為傾覆力矩(參見圖16)，客觀上也惡化了滑坡的平衡條件，故滑坡前緣新近活動(dòng)形跡明顯。此外，因?yàn)樯澳鄮r接觸面在場(chǎng)地南側(cè)與地面完全相交，客觀上起到了阻礙滑坡活動(dòng)空間的作用，且滑坡活動(dòng)的主要?jiǎng)恿?lái)源為后緣裂隙水，故滑坡活動(dòng)具有滑動(dòng)—止滑—滑動(dòng)—止滑…陣發(fā)特征。

滑坡形成的力學(xué)機(jī)制為：動(dòng)力來(lái)源為重力和裂隙水壓力(圖16、圖17)，活動(dòng)機(jī)制為滑移-拉裂[3]，對(duì)此，前人進(jìn)行了大量的研究[10-13]。簡(jiǎn)要?dú)w結(jié)起來(lái)，本病害的起動(dòng)過(guò)程如下：

(1) 變形前，圖16(a)，平行于臨空面的陡傾裂隙為構(gòu)造裂隙，充水時(shí)對(duì)巖體產(chǎn)生總靜水壓力γwh2/2(裂隙底部靜水壓力γwh，大致呈三角形分布)。理論上講，陡傾裂隙與水平裂隙交點(diǎn)的揚(yáng)壓力值與靜水壓力值相等。滑面中部因裂隙貫通、滲透性差異等，揚(yáng)壓力分布不均勻，故文中賦予了理論系數(shù)K。

(2) 坡腳應(yīng)力集中及差異風(fēng)化逐步形成凹巖腔，邊坡應(yīng)力調(diào)整：坡腳應(yīng)力值升高，支撐與摩阻均減弱，坡體發(fā)生小位移偏轉(zhuǎn)變形(砂巖體厚度僅30 m，剛度較大，產(chǎn)生板梁效應(yīng))，后緣拉張、底部剪切。

(3) 后緣拉張后構(gòu)造裂隙間隙擴(kuò)大、尖端裂紋擴(kuò)展，靜水壓力增大，底部砂泥巖接觸面剪切作用增強(qiáng)，形成裂隙并充水，加之砂泥巖滲透性差異形成承壓水，產(chǎn)生揚(yáng)壓力，惡化了斜坡穩(wěn)定條件。

(4) 因反傾層面約束、突發(fā)滑坡后水壓力的迅速消散自動(dòng)止滑，斜坡不致迅速滑移、翻轉(zhuǎn)發(fā)生破壞，而是沿有利于其活動(dòng)的砂泥巖接觸面向南蠕滑(間歇式滑動(dòng))變形(圖17)，此時(shí)，后緣裂隙的性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺埣?參見圖5、6)。活動(dòng)的矢量方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)合成后的方向——S205°W，如圖16(b)。

(5) 起動(dòng)判據(jù)：

(1)[3]

式中,hcr為滑坡啟動(dòng)的臨界充水高度(m)；α為順滑真傾角(°)；L為底滑面長(zhǎng)度(m)；tgφ為滑帶土綜合摩擦系數(shù)，這里取0.45；W為滑塊單寬重量(t/m)。

1.根據(jù)裂隙L3產(chǎn)狀推測(cè)的裂縫平面投影;2.根據(jù)開挖樁基孔裂隙推測(cè)的裂縫平面投影;3.實(shí)測(cè)裂縫;4.實(shí)測(cè)凹巖腔及分布范圍；5．實(shí)測(cè)場(chǎng)地南側(cè)變形體(危巖體)位置及范圍；6．樁孔開挖棄渣堆放范圍；7．卸載清方范圍；8.滑坡體活動(dòng)矢量(合成)方向圖15 裂縫病害調(diào)查情況匯總及綜合分析圖

h為裂隙充水高度;γw為充水的重度(一般9.8 kN/m3);K為與裂隙貫通性有關(guān)的折減系數(shù)，下同。圖16 臨空面方向的滑坡剖面圖

圖17 活動(dòng)矢量方向的滑坡剖面圖

根據(jù)式(1)試算，圖16剖面的hcr為7.5 m，圖17剖面的hcr為11.5 m。公式基于力的極限平衡推導(dǎo)，趙權(quán)利等[3]對(duì)式(1)進(jìn)行了修正，考慮了滑動(dòng)帶裂隙延伸、滲透等對(duì)承壓水分布狀態(tài)的影響，增加了k(滲透系數(shù))、q(滲流量)、H(滑帶滲透層厚度)3個(gè)系數(shù)，但仍然不能周全地考慮上覆體的厚度與滑帶長(zhǎng)度的相關(guān)關(guān)系，以及棄渣加載作用、位置對(duì)斜坡安全的影響，計(jì)算結(jié)果均可能較實(shí)際情況偏不安全。但無(wú)論采取上述哪種公式試算，都說(shuō)明場(chǎng)地裂隙8.50～9.00 m的水頭高度能夠引起平推式滑坡活動(dòng)，其臨界水頭高度hcr大于當(dāng)前所測(cè)的裂隙水柱高度，雖然裂隙水造成滑坡突然速滑破壞的可能性小，但卻是滑坡活動(dòng)的主要控制因素，應(yīng)予以重視。

3.3 病害發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

控制病害發(fā)育發(fā)展的內(nèi)因?yàn)樾逼陆Y(jié)構(gòu)，包括厚層砂巖及軟弱基座，裂隙及其不利組合，以及斜坡微地貌形態(tài)。外因主要為裂隙充水條件和差異風(fēng)化作用。施工后的棄渣加載，增加了滑坡體的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩(圖16)，客觀上會(huì)促進(jìn)后緣裂隙的進(jìn)一步發(fā)展，并加速底滑面裂隙的連通性、增大張開度，導(dǎo)致后緣裂隙水壓力和滑面揚(yáng)壓力的增高，加速滑坡活動(dòng)，場(chǎng)地南側(cè)新近活動(dòng)形成的變形體也證實(shí)了這一點(diǎn)。但是，因?yàn)榱严端畨毫λ缕酵剖交禄顒?dòng)的特殊性，滑坡活動(dòng)具有突發(fā)性，活動(dòng)后水壓力消散降低自動(dòng)止滑，所以目前滑坡新近活動(dòng)所遭受的主要誘發(fā)外力還是為堆載。

滑坡活動(dòng)矢量方向存在運(yùn)動(dòng)合成，對(duì)橋梁樁基將形成拉剪作用，但因滑坡的低位剪出口約束作用，滑坡最終的破壞型式為低速滑移——翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致7#橋臺(tái)發(fā)生偏轉(zhuǎn)、拉裂，樁基發(fā)生剪切破壞，6#橋臺(tái)被沖擊而發(fā)生變形甚至倒塌，危害波及相臨橋跨。

4 病害處治方案

對(duì)癥開方，因病施策。本病害控制因素多，成因機(jī)制較為復(fù)雜，其綜合處治方案如下：

(1) 圬工嵌補(bǔ)凹巖腔，參見圖16，必要時(shí)增設(shè)凸榫等抗滑結(jié)構(gòu)，恢復(fù)斜坡結(jié)構(gòu)。

(2) 仰孔排水，深入或貫穿后緣裂隙、貫穿滑動(dòng)帶，削減、控制裂隙水壓力和揚(yáng)壓力。

(3) 后緣裂縫高標(biāo)號(hào)注漿，充填裂縫控制裂隙水頭，提高裂隙面抗剪強(qiáng)度。

(4) 滑坡體外設(shè)置環(huán)形截排水措施，切斷地表補(bǔ)給。

(5) 清運(yùn)棄渣、削坡減載，剖面參見圖15，范圍參見圖16。

(6) 強(qiáng)化橋梁基礎(chǔ)和下部結(jié)構(gòu)，例如樁基加深、加粗，設(shè)置鋼護(hù)筒，提高混凝土的標(biāo)號(hào)，加強(qiáng)承臺(tái)強(qiáng)度等。

5 結(jié)論及建議

(1) 本裂縫病害實(shí)質(zhì)為平推式滑坡，主滑方向與臨空面走向小角度相交，滑動(dòng)矢量方向具有運(yùn)動(dòng)合成特征，使得其成因機(jī)制顯得更為復(fù)雜。病害的力學(xué)機(jī)制為滑移——拉裂，運(yùn)動(dòng)機(jī)制為滑移——翻轉(zhuǎn)。

(2) 厚層砂巖、軟弱基座和差異風(fēng)化形成的凹巖腔，構(gòu)造形成的剪切裂隙及組合共同構(gòu)成了滑坡活動(dòng)的控制性內(nèi)因，裂隙水及其補(bǔ)給為控制性外因，施工棄土對(duì)滑坡活動(dòng)具有積極推動(dòng)作用。

(3) 處治方案需要因癥施策、綜合處治：凹巖腔嵌補(bǔ)、裂縫灌縫等結(jié)構(gòu)修復(fù)為根本，仰孔排水、滑坡體外截排水等排水、控水為關(guān)鍵，清渣、削坡等減載為輔助，橋梁基礎(chǔ)加固為保障。