抗滑樁在堆積體滑坡治理中的應(yīng)用

朱新聰 何志軍

摘要：堆積體滑坡是滑坡的一種重要類型，沿下伏基巖面失穩(wěn)是堆積體滑動(dòng)破壞的主要模式之一。文章以受構(gòu)造影響的某高速公路堆積體滑坡為依托，闡述了滑坡的地質(zhì)條件、基本特征及滑坡成因，并通過(guò)傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析，同時(shí)依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)兩種治理方案進(jìn)行了比較，最終選擇圓樁對(duì)滑坡進(jìn)行處理。根據(jù)后期監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，滑坡變形未進(jìn)一步發(fā)展。該滑坡的成功治理為堆積層滑坡治理提供了參考。

關(guān)鍵詞：抗滑樁;堆積體滑坡;治理措施;穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U418.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.010

文章編號(hào)：1673-4874（2019）09-0032-04

0引言

抗滑樁是穿過(guò)滑坡體深入滑床的樁體，用以支擋滑坡體的滑動(dòng)力，起到穩(wěn)定邊坡的作用，適用于淺層和中厚層的滑坡，是一種滑坡抗滑處理的主要措施，治理效果好，可靠性高，在公路、鐵路等工程中被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合廣西自治區(qū)樂業(yè)至百色公路第TJ-10合同段ZK96+618-ZK96+735里程段的滑坡事故，闡述滑坡的地廚情況、基本特征、成因及治理措施。

1工程概況

滑坡區(qū)屬丘陵地貌，右高左低，地面標(biāo)高在590～700m，自然坡度約25°-35°地表植被以松樹及灌木為主。原設(shè)計(jì)為三級(jí)邊坡，最大高度33m。邊坡坡率為1：1，采用生態(tài)防護(hù)。

開挖之后發(fā)生第一次滑動(dòng)，之后的兩個(gè)月內(nèi)共發(fā)生四次大規(guī)?；瑒?dòng)，根據(jù)位移監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，雨季之后滑坡變形趨于穩(wěn)定.滑坡體沿路線長(zhǎng)約76m，沿滑動(dòng)方向約120m，高49m，平均厚度約15m，滑坡周界約220m，面積約4576m，體積約5.5萬(wàn)m;后緣高程647m，距離后方山頂約180m，高差53m，前緣剪出口位于左幅路基，高程接近設(shè)計(jì)標(biāo)高。見圖1。

2 地質(zhì)條件

2.1地層巖性

滑坡區(qū)交通條件較便利。屬南亞熱帶季風(fēng)氣候。光照充足，雨量充沛，年均降雨量為1700mm，集中在5-10月份，年均蒸發(fā)量為1406.9mm。

勘察區(qū)屬中低山地貌，從地面依次向下主要地層及特征如下：

第四系（Q）粉質(zhì)黏土（Qdl）：棕黃色，硬塑，韌性中等，干強(qiáng)度中等，無(wú)搖震反應(yīng)，含少量礫石、碎石，含量≤5%.層厚7.0-11.0m。

碎石（Qdl）：灰黃色，稍密，稍濕，碎石粒徑20-100m，含量為50%-60%，礫、碎石多呈棱角狀，粘粉粒充填。厚度為2-5m。

6-12碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖（T2）：灰黃色、灰色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，裂隙發(fā)育，巖質(zhì)較軟，破碎，巖芯呈碎塊狀，個(gè)別呈短柱狀。按巖石堅(jiān)硬程度劃分屬軟巖，厚度為3-5m。

6-13中風(fēng)化粉砂巖（T2）：灰色、深灰色，粉砂狀結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，層理傾向20-26°、傾角22°-35°裂隙較發(fā)育-發(fā)育，據(jù)CBZK33孔的巖石試驗(yàn)成果可知，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值為39.0MPa，按巖石堅(jiān)硬程度劃分屬較堅(jiān)硬巖。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、鉆探揭露及區(qū)域地質(zhì)資料顯示，滑坡區(qū)上部多為第四系坡積層，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)粉砂巖，巖石風(fēng)化裂隙有二組較發(fā)育，產(chǎn)狀分別為360°∠78°、頻數(shù)4-6條/m和250°∠66°、頻數(shù)3-5條/m。裂隙面多有鐵質(zhì)渲染及泥質(zhì)充填。

巖層產(chǎn)狀20°-26°∠22°-35°，邊坡走向207°，邊坡坡向與巖層傾向夾角83°，層理與節(jié)理250°∠66°組成楔形體，組合交線傾向333°，傾角15.4°。傾向與滑坡滑動(dòng)方向一致。見表1、圖2。

滑坡區(qū)存在一條構(gòu)造破碎帶，構(gòu)造帶兩側(cè)巖層產(chǎn)狀稍有變化，破碎帶的存在導(dǎo)致巖土層孔隙比大，容易富水。破碎帶寬5-10m，產(chǎn)狀65°/75°。

經(jīng)地質(zhì)調(diào)查，場(chǎng)地附近的地表水主要為滑坡兩側(cè)溝谷的季節(jié)性匯水，降水是其主要補(bǔ)給來(lái)源，旱季水量較小。地下水主要為松散巖土層內(nèi)的孔隙水及基巖裂隙水，地下水較豐富，勘察期間水位埋深4-10m。

3 滑坡特征及滑坡原因分析

本滑坡屬于正在滑動(dòng)的新生滑坡，其基本特征如下：

（1）后緣：滑坡共經(jīng)歷4次滑動(dòng)，坡體內(nèi)存在多處滑坡平臺(tái)及滑坡臺(tái)階，臺(tái)階最大高度為3m，目前后緣裂縫寬度為50cm，高差為30Cm;

（2）兩側(cè)剪切裂縫：最大裂縫寬度為60cm，最大高差約260cm，位移為120Cm;

（3）前緣及坡體：滑坡體內(nèi)部發(fā)育多條張拉裂縫，坡面已完全解體;

（4）根據(jù)滑動(dòng)帶綜合勘察結(jié)果，確定滑帶位置，如圖3所示，平均深度為15m;

（5）滑動(dòng)方向呈直線，由監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移方向推測(cè)滑動(dòng)方向?yàn)?32°，與路線走向夾角為125°;

（6）滑坡體以坡積黏質(zhì)黏土及碎石為主;

（7）通過(guò)滑坡現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、地質(zhì)勘察、變形監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段聯(lián)合分析該滑坡病害發(fā)生原因，影響該滑坡變形發(fā)展并形成災(zāi)害的主要影響因素有：坡腳組成楔形體，存在構(gòu)造破碎帶導(dǎo)致富水程度較高，覆蓋層較厚且自穩(wěn)性差是滑坡的內(nèi)因，人工開挖形成臨空面及連續(xù)降雨是滑坡發(fā)生的主要外因。

4滑坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)該邊坡滑坡的變形破壞現(xiàn)狀，結(jié)合邊坡滑坡的發(fā)育特點(diǎn)與規(guī)律，分析認(rèn)為該滑坡主體處于滑動(dòng)階段，滑面已完全貫通，進(jìn)一步擾動(dòng)，滑動(dòng)范圍將繼續(xù)擴(kuò)大。

強(qiáng)度參數(shù)根據(jù)反演分析并結(jié)合工程地質(zhì)類比綜合確定，最終確定的巖土體物理力學(xué)參數(shù)如表2所示。

根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（D30-2015），邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值如表3所示：其中正常工況為邊坡處于天然狀態(tài)下的工況，非正常工況I為處于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下的工況，非正常工況Ⅱ?yàn)樘幱诘卣鸬群奢d作用狀態(tài)下的工況。

該滑坡治理后穩(wěn)定安全系數(shù)按照正常工況1.20、非正常工況1.10控制。由于地震烈度為7度，根據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02-2013）的要求，可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算.計(jì)算剩余下滑力如表4所示。

5治理方案

本滑坡具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）坡積層較厚，平均深度約15m，自穩(wěn)能力差;（2）水是誘發(fā)本滑坡產(chǎn)生的重要原因，必須對(duì)坡體地下水進(jìn)行疏排，以及將地表水?dāng)r截在滑坡坡體外;（3）滑動(dòng)方向與路線走向夾角為125°，屬于斜交.

5.1方案比選

共設(shè)計(jì)兩個(gè)方案進(jìn)行比選：

方案一：圓樁

（1）在第一級(jí)邊坡頂部做單排圓樁，樁長(zhǎng)23m，樁間距4m，樁徑2.5m，樁頂設(shè)置系梁，并設(shè)兩道預(yù)應(yīng)力錨索，錨固力為750kN。由于滑坡方向和路線是非垂直關(guān)系，圓樁采用均勻配筋。

（2）該位置剩余下滑力為1500kN，治理后正常工況穩(wěn)定安全系數(shù)為1.243;非正常工況1穩(wěn)定安全系數(shù)為1.13。

優(yōu)點(diǎn)：開挖量及征地較小，對(duì)目前坡體擾動(dòng)較小，可采用機(jī)械施工，施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)較小。缺點(diǎn)：造價(jià)較高。見圖4。

方案二：方樁

（1）在坡頂外側(cè)垂直滑動(dòng)方向做一排方樁，尺寸為2.5x 3m，樁長(zhǎng)28-30m，樁間距5m，共9根，樁頂設(shè)置兩道預(yù)應(yīng)力錨索，錨固力為750kN。坡面范圍內(nèi)按照1：1.5放坡，拱形骨架植草防護(hù)。

（2）該位置最大剩余下滑力為2100kN，治理后正常工況穩(wěn)定安全系數(shù)為1.22;非正常工況1穩(wěn)定安全系數(shù)為1.11。

優(yōu)點(diǎn)：抗滑樁數(shù)量較少，造價(jià)相對(duì)較低。缺點(diǎn)：需增加征地，人工開挖，施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)較大。見圖5。

5.2 方案推薦

綜合考慮經(jīng)濟(jì)、施工安全、施工工期等方面，對(duì)上述兩個(gè)方案進(jìn)行綜合比選后，將方案一作為推薦方案，共設(shè)置18根φ2.5m圓形抗滑樁。

5.3排水及監(jiān)測(cè)措施

（1）地表排水：邊坡坡頂及裂縫外側(cè)5m位置分別設(shè)置一道截水溝，所有截水溝應(yīng)與涵洞、山間沖溝或坡頂急流槽接順;樁頂設(shè)置上擋式截水溝，各級(jí)平臺(tái)截水溝需接順;對(duì)坡頂外側(cè)裂縫用黏土夯填封閉處理。

（2）地下水排水：在每級(jí)邊坡坡腳設(shè)置仰斜式排水孔，排水孔間距為5m。在具體施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工揭示地層及含水狀態(tài)等實(shí)際情況調(diào)整孔位、孔數(shù)和孔深，以排水孔正常出水率達(dá)50%以上為宜，確保平孔排水工程效果。

（3）在邊坡滑動(dòng)方向布設(shè)深部位移監(jiān)測(cè)斷面1條，共3個(gè)點(diǎn)，平均孔深25m，監(jiān)測(cè)周期為治理期一年，工后兩年。

（4）在地表布設(shè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)周期為治理期1年，工后2年。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）目前該滑坡已經(jīng)施工完畢，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，邊坡未發(fā)生繼續(xù)位移及變形，實(shí)踐證明，該滑坡治理是成功的。

（2）構(gòu)造破碎帶的存在及堆積層厚度大，是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的主要內(nèi)因，坡腳開挖及強(qiáng)降雨是滑坡發(fā)生的外因。破壞方式是堆積體沿土巖交界面發(fā)生的折線滑動(dòng)破壞。