淺談成都地區(qū)膨脹土邊坡處治技術(shù)

張富軍

(四川省交通勘察設(shè)計研究院有限公司, 四川成都 610000)

1 成都膨脹土概述

成都地區(qū)膨脹土(也稱成都黏土)廣泛分布于成都東北、東、東南郊及岷江、沱江二、三級階地上，呈地毯式覆蓋在二、三級各種階地與丘陵內(nèi)部的一些半封閉、封閉的洼地里，且其多位島狀分散分布，這些土大多是直接覆蓋在白堊紀(jì)產(chǎn)生的紫紅色砂泥巖上，部分覆蓋在雅安礫石層上。

成都膨脹土由一套紅黃色黏土組成，礦物成分主要為伊利石(水云母)，次為蒙脫石，有少量高嶺石、綠泥石和石英。

2 膨邊坡處治

自2013年下半年雨季開始，本項目已開挖的膨脹土邊坡陸續(xù)出現(xiàn)了多處滑塌，變形及影響較大且具有代表性的點有以下兩個。

2.1 K3+060～K3+700右側(cè)

受2013年雨季持續(xù)強降雨及坡頂外魚塘補給水影響，水沿裂縫下滲，膨脹黏土土體強度急劇降低，導(dǎo)致邊坡沿巖土分界面滑動，滑塌范圍為膨脹土及表層耕植土范圍，下部泥巖邊坡穩(wěn)定。

處治措施采取以前緣設(shè)置支擋工程控制滑體向臨空面變形為主，后緣局部清方減載和疏散滑體內(nèi)下滲水為輔，適當(dāng)加強坡面支撐(圖1)。

圖1 邊坡處置方案

2014年初抗滑樁施工完成后未來得及施工骨架護坡和支撐滲溝即進入2014年雨季，隨后樁前及樁間土體出現(xiàn)坍滑，無法實施原坡面防護措施。樁頂露1～3m左右，特別是距道路較近段落，對路容景觀影響較大。

由于樁間土坍滑，局部樁間土體裸露高度較大，從經(jīng)濟技術(shù)角度綜合考慮， 采取鑿除樁頂鎖口部分混凝土，樁前種植灌木及爬山虎類遮擋進行處理；從長遠(yuǎn)考慮，為保護環(huán)境，避免雨季可能出現(xiàn)再次坍滑，可采用加筋土柔性支護對樁前土進行處理。

2.2 K6+540～K6+765右側(cè)

受2013年雨季持續(xù)強降雨影響，雨水沿裂縫下滲，膨脹黏土土體強度急劇降低，導(dǎo)致邊坡滑動，由于本處膨脹土較厚，邊坡較矮，滑動面未達(dá)巖土分界面。

為保證邊坡穩(wěn)定，采取抗滑擋土墻處治，墻高3～5m，墻頂以上采用1∶2的坡率放坡，坡面防護采用掛三維網(wǎng)噴播植草防護；同時要求廢棄坡頂外魚塘。

受2014年降雨影響，擋墻伸縮縫縫寬加大，部分節(jié)段已被往外推移較大，向墻背內(nèi)傾，距坡頂3m左右一道裂縫，坡頂?shù)孛嫫教?。由于K6+640～K6+680坡頂外魚塘仍在使用，成為邊坡主要補水點，對附近膨脹土邊坡危害較大。

因規(guī)劃調(diào)整，該區(qū)域遠(yuǎn)期為立交工程，為節(jié)省工程投資，近期將外側(cè)改移道路調(diào)整至抗滑擋墻前人行道及附道處，對滑坡形成反壓。

3 本項目膨脹土滑坡處治方案的有效性及存在的問題

至今對已出現(xiàn)問題的滑坡進行了多次處治并得到了根本性的控制與改善，但或多或少存在一定的瑕疵。

(1)采用抗滑樁加固的邊坡整體穩(wěn)定性好，阻止了滑坡的進一步發(fā)展，起到了應(yīng)有的效果。

(2)采用抗滑擋土墻加固地段，部分邊坡穩(wěn)定；個別地段出現(xiàn)了擋土墻推移，在擋墻后設(shè)置埋式抗滑樁后滑坡得到了控制。

(3)樁前邊坡由于未(及時)實施邊坡防護，出現(xiàn)了一定范圍的溜坍，樁頂出露，影響美觀和邊坡處治效果。

(4)支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮了下滑力和土壓力的影響，對膨脹力的影響有待進一步研究。

4 成都地區(qū)膨脹土滑坡的主要特性

成都地區(qū)膨脹土滑坡大多數(shù)具有一般黏土滑坡的弧形外貌，滑坡裂隙，滑坡臺地，滑動面(帶)和滑體等。滑坡多發(fā)生在低矮邊坡中，沿邊坡縱向延伸，寬度遠(yuǎn)大于滑坡軸線縱長。除具有上述一般滑坡的特征規(guī)律外，從產(chǎn)生的力學(xué)條件、成因類型看有其自身的特殊規(guī)律。

(1)滑坡多為牽引式多次滑動。膨脹土滑坡絕大多數(shù)屬于牽引式滑坡。由于膨脹土具有與一般黏性土顯著不同的工程地質(zhì)特性，邊坡上部土體由于臨空面大，濕度變化頻繁，產(chǎn)生風(fēng)化和脹縮變形，強度衰減較快，易首先出現(xiàn)軟弱面而產(chǎn)生滑動。當(dāng)膨脹土邊坡強度一旦降低，產(chǎn)生第一次滑動后，土體強度將繼續(xù)衰減而產(chǎn)生連續(xù)破壞，發(fā)育形成第二次、第三次,甚至多次滑動，最后直至達(dá)到新的穩(wěn)定平衡為各次滑動面相互貫通，形成多次牽引階梯狀疊瓦式滑動。

(2)滑床的平緩性。與一般的土質(zhì)滑坡不同，膨脹土滑坡滑動面較緩，較為平直?；埠缶壷饕芡林兄绷严犊刂?，多呈直立陡壩。從滑床后緣陡壁到中部平直滑床之間，只有一段很短的過渡圓弧，滑床前緣若遇有阻礙則稍有上翹，若無阻礙則一直沿平直滑床滑出。因此，膨脹土滑坡的滑面既不同于一般黏土滑坡的圓弧形滑面，又不與折線型滑面完全相同，而是介于圓弧形與直線型之間，這是膨脹土滑坡的重要特征。

(3)滑坡的季節(jié)性和間歇性。膨脹土滑坡的產(chǎn)生，一般具有明顯的季節(jié)性和間歇性規(guī)律。這是因為膨脹土土體吸水膨脹，強度衰減和降低是隨著季節(jié)變化的，所以膨脹土滑坡大多在雨季活動最頻繁，發(fā)展最快。旱季滑坡停止，但經(jīng)過季節(jié)干濕循環(huán)之后，來年雨季到來時，老的滑坡不僅可能復(fù)活而再次活動，新滑坡也將不斷產(chǎn)生。這是膨脹土邊坡長時間，甚至十幾年都有可能滑動的原因。

(4)滑坡的滯后性。成都膨脹土具有超固結(jié)、多裂隙、流變特性。本項目K6+540～K6+765右側(cè)擋土墻經(jīng)歷了第一個雨季的考驗，但在第二個雨季后出現(xiàn)滑坡；成昆鐵路在1959年鋪軌后獅子山仍出現(xiàn)了幾十處滑坡，直到1976年還在整治。可見成都膨脹土滑坡多具有一定的滯后性。

5 總結(jié)

結(jié)合本項目膨脹土處理邊坡的成敗得失，借鑒前人經(jīng)驗，提出以下處治成都地區(qū)膨脹土邊坡的技術(shù)原則。

(1)膨脹土分布區(qū)路基應(yīng)盡可能的以低填淺挖方式通過，不宜大填大挖，路塹邊坡須采取進行加固處理。

(2)滑坡治理宜采用支擋、防護與疏水相結(jié)合的綜合處理措施。

(3)放緩邊坡對滑坡發(fā)展能起到一定的效果，但必須結(jié)合一定的骨架護坡防護、支撐滲溝或柔性加筋支護才能保證邊坡的表層穩(wěn)定。

(4)滑坡多為牽引式，應(yīng)采取前緣設(shè)置支擋工程控制滑體向臨空面變形為主，后緣局部清方減載和疏散滑體內(nèi)下滲水為輔，加強坡面防護。

(5)采取抗滑樁保證邊坡整體穩(wěn)定，還應(yīng)加強樁前土的防護，防止其溜坍后導(dǎo)致樁頂出露。

(6)滑坡的形成和發(fā)展是一個漸變的過程，其處理也應(yīng)采取動態(tài)設(shè)計，從工程經(jīng)濟和技術(shù)角度綜合考慮治理。