不穩(wěn)定斜坡崩塌變形破壞特征與處治措施

毛云峰，李健民，陳登峰

(云南省公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南昆明 610031)

不穩(wěn)定斜坡為在各種內(nèi)在、外在因素的共同作用影響下，具備自然變形、失穩(wěn)跡象或發(fā)生破壞的斜坡。在特大暴雨或持續(xù)性降雨等外在因素影響下，不穩(wěn)定斜坡在很大程度上會(huì)進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致其潛在的危害程度可能達(dá)到重大級[1-3]。因此，明確不穩(wěn)定斜坡的變形破壞特征對邊坡的評價(jià)及保護(hù)具有重要意義[4]。文章以某不穩(wěn)定斜坡為例，分析得出其主要破壞模式為崩塌變形，在對崩塌變形的主要破壞特征進(jìn)行分析后，結(jié)合主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)提出了該不穩(wěn)定邊坡的防護(hù)措施[5]，用以指導(dǎo)不穩(wěn)定邊坡的破壞變形分析和防護(hù)措施研究。

1 邊坡概況

通過野外地質(zhì)測繪和勘探，查明不穩(wěn)定斜坡地形地貌、地層巖性、巖土體結(jié)構(gòu)特征和水文地質(zhì)條件。該不穩(wěn)定斜坡具備西北低，東南高，自東南向西北傾斜特征，主要包括2處危巖帶(WYD01、WYD02)、7處危巖體(WY01-WY07)、2處不穩(wěn)定斜坡(XP01、XP02)。XP01不穩(wěn)定斜坡西北低，東南高，自東南向西北傾斜特征，坡腳高程約3 200m，后緣高程約3 325m，高差約125m。XP02不穩(wěn)定斜坡坡腳高程約3 200m，后緣高程約3 220m，高差約20m。由于該范圍內(nèi)中部至左側(cè)邊界為人口聚集區(qū)，且上有學(xué)校，公安支隊(duì)、寺廟等比較重要建筑，并且寺廟每年會(huì)舉行萬人集會(huì)，動(dòng)荷載需引起重視。

通過勘查，現(xiàn)狀條件下，斜坡災(zāi)害體因地形坡度較陡，地表物質(zhì)主要為碎塊石土，結(jié)構(gòu)較松散，該不穩(wěn)定斜坡目前主要表現(xiàn)為危巖崩塌、坡面危石滾落及局部溜滑(垮塌)災(zāi)害，其中崩塌變形破壞為主。

2 不穩(wěn)定斜坡分析

該不穩(wěn)定斜坡變形跡象主要表現(xiàn)為前緣垮塌、溜滑，前部發(fā)育張拉裂縫，中前部房屋開裂破壞等，裂縫與堆積體空間形態(tài)上，主要表現(xiàn)為局部變形跡象，但尚未形成貫通性滑面，斜坡坡滑動(dòng)主要由于斜坡坡體較陡，前部具有較大臨空面，由于前部變形而牽引斜坡變形。該不穩(wěn)定斜坡目前雖未出現(xiàn)整體滑動(dòng)情況，但在暴雨或極端工況下，可能進(jìn)一步發(fā)生較大規(guī)模的滑動(dòng)，形成滑坡。

2.1 地層巖性

勘察區(qū)所處的地層分區(qū)屬于秦嶺昆侖地層區(qū)，中生界三疊系地層在區(qū)內(nèi)廣泛分布，以馬尼干戈一帶斷裂為界劃分義敦-中甸和馬爾康地層分區(qū)。義敦-中甸地層主要分布于測區(qū)西南，巖性由碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖組成。馬爾康分區(qū)地層主要分布于測區(qū)東北，巖性主要為砂、板巖。古生界地層在區(qū)內(nèi)分布較少，僅在馬尼干戈一帶零星出露志留系(S)地層，巖性主要為大理巖、結(jié)晶板巖、千枚巖互層；德格縣城附近有石炭-二疊系(C-P)地層出露，巖性主要為微晶板巖、角礫狀板巖及板巖、千枚巖及絹云石英片巖夾大理巖。巖漿巖在區(qū)內(nèi)的分布較零星，由于巖漿活動(dòng)的多次、多期性，巖石種類繁多，有基性-超基性、中生、酸性及偏堿性巖，形成區(qū)內(nèi)的山脈主峰。新生界地層主要分布于山間河谷地帶，巖性為砂、礫卵石。在山地斜坡坡麓地帶普遍分布第四系殘坡積、崩坡積的碎塊石土。

勘察區(qū)域周圍以古生代三疊系地層為原巖組成，受重力地質(zhì)作用形成各類第四系成因的第四系地層，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查不穩(wěn)定斜坡(崩塌)及影響區(qū)(帶)地層出露包括三疊系中統(tǒng)雜谷腦組(T2z)、第四系崩坡積(Q4col+dl)、第四系殘坡積(Q4el+dl)及第四系沖積層(Q4al)：

2.2 不穩(wěn)定斜坡危害程度

通過勘查，現(xiàn)狀條件下，該不穩(wěn)定斜坡(崩塌)目前主要表現(xiàn)為危巖崩塌、坡面危石滾落及局部溜滑(垮塌)災(zāi)害。

2.2.1 主要威脅對象

該不穩(wěn)定斜坡目前主要表現(xiàn)為危巖崩塌、坡面危石滾落及局部溜滑(垮塌)災(zāi)害，斜坡基巖出露面局部發(fā)育規(guī)模不大危巖單體，且斜坡坡面發(fā)育較多危石及坡面滾石，加之斜坡坡度較陡，在雨水等作用下，常有塊石風(fēng)化崩落，且不穩(wěn)定斜坡下部已出現(xiàn)局部變形，在暴雨或極端工況下，可能進(jìn)一步誘發(fā)較大范圍的滑動(dòng)，對斜坡體上的居民生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。該不穩(wěn)定斜坡威脅到居民51戶480人以及公路、學(xué)校、寺廟等重要建筑的安全，威脅資產(chǎn)3 000萬元以上。

依據(jù)滑坡特征及其危害性，按《滑坡防治工程勘察規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，將不穩(wěn)定斜坡(崩塌)危害程度屬三級，勘查區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜程度屬簡單類型，綜合確定該滑坡防治工程級別為Ⅱ級。

2.2.2 地質(zhì)災(zāi)害體破壞后造成損失估算

受威脅對象人口480人，預(yù)計(jì)估算經(jīng)濟(jì)損失將超過3 000萬元。根據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0219-2006《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》中危害程度等級劃分，確定該工程的危害程度等級為三級。

3 不穩(wěn)定斜坡(崩塌)變形破壞特征

3.1 XP01、XP02變形特征分析

該不穩(wěn)定斜坡在平面形態(tài)上，變形跡象主要表現(xiàn)為前緣垮塌、溜滑，前部發(fā)育張拉裂縫，中前部房屋開裂破壞等，裂縫與堆積體空間形態(tài)上，主要表現(xiàn)為局部變形跡象，但尚未形成貫通性滑面，斜坡坡滑動(dòng)主要由于斜坡坡體較陡，前部具有較大臨空面，由于前部變形而牽引斜坡變形。該不穩(wěn)定斜坡目前雖未出現(xiàn)整體滑動(dòng)情況，但在暴雨或極端工況下，可能進(jìn)一步發(fā)生較大規(guī)模的滑動(dòng)，形成滑坡。

為進(jìn)一步分析斜坡整體穩(wěn)定性，對斜坡整體進(jìn)行了穩(wěn)定性檢算，具體詳見穩(wěn)定性驗(yàn)算表。通過穩(wěn)定性驗(yàn)算，可知，滑坡整體穩(wěn)定性較好，計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場變形跡象相吻合。

綜合分析，該不穩(wěn)定斜坡整體穩(wěn)定性較好，但局部穩(wěn)定性較差，沿附近陡坎臨空面發(fā)生淺層滑動(dòng)， 在暴雨或極端工況下，可能對斜坡進(jìn)一步產(chǎn)生牽引式滑動(dòng)。該斜坡整體一旦失穩(wěn)，將嚴(yán)重威脅滑坡體上居民及場鎮(zhèn)交通要道，潛在經(jīng)濟(jì)損失在3 000萬元以上。

3.2 崩塌災(zāi)害

勘查區(qū)位于高山區(qū)向侵蝕中山區(qū)過渡地段，該不穩(wěn)定斜坡(崩塌)西北低，東南高，自東南向西北傾斜特征，坡腳高程約3 200m，后緣高程約3 402m，高差202m。通過踏勘，該不穩(wěn)定斜坡目前主要表現(xiàn)為危巖崩塌、坡面滾石災(zāi)害，現(xiàn)狀條件下，該不穩(wěn)定斜坡主要表現(xiàn)為崩塌災(zāi)害。

不穩(wěn)定斜坡的崩塌災(zāi)害范圍大致以不穩(wěn)定斜坡后側(cè)基巖裸露陡立面為界，坡體上發(fā)育多處危巖、危石及坡面滾石等。根據(jù)變形特征，不穩(wěn)定斜坡大致可分為危巖體7處、危巖帶2處。從形態(tài)看單個(gè)危巖體(危石)形態(tài)呈不規(guī)則形狀，危巖區(qū)斜坡近直立。崩塌區(qū)基巖巖體臨空面較陡，巖體受節(jié)理裂隙切割影響，在重力、風(fēng)化等長期作用下，沿節(jié)理裂隙面逐漸切風(fēng)化剝落。

4 抗滑樁+擋土板的不穩(wěn)定斜坡治理措施

4.1 治理措施確定

根據(jù)斜坡現(xiàn)狀變形特點(diǎn)及崩塌斜坡結(jié)構(gòu)特征，提出兩種治理思路方案：方案一為崩塌(危巖)治理以“主動(dòng)防護(hù)”為主，不穩(wěn)定斜坡治理以“抗滑樁+擋土板”為主的思路；方案二為崩塌(危巖)治理以“被動(dòng)+主動(dòng)防護(hù)相結(jié)合”為主，不穩(wěn)定斜坡治理以“擋土墻”為主的思路。

(1)抗滑樁分A型、B型、C型三種：A型抗滑樁間距為6.0m，樁截面1.0m×1.5m，樁長15.0m,抗滑樁嵌固段深度7.0m,不小于樁長的五分之二；B型抗滑樁間距為6.0m，樁截面1.0m×1.5m，樁長13.0m,抗滑樁嵌固段深度6.0m,不小于樁長的五分之二；C型抗滑樁間距為6.0m，樁截面1.0m×1.5m，樁長16.0m，抗滑樁嵌固段深度7.5m,不小于樁長的五分之二。錨固段為粉質(zhì)黏土夾碎石層及砂質(zhì)板巖層，樁身采用C30混凝土澆筑。

(2)擋土板設(shè)置設(shè)置滑體前緣設(shè)樁段，設(shè)計(jì)板高3～8m，板厚0.3m，均采用C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。擋土板縱向每隔1.2m、橫向每隔1m設(shè)泄水孔，直徑100mm，擋土板鋪設(shè)厚度不小于30cm的砂礫石透水層。

4.2 擋土墻施工流程

(1)抗滑樁定位。抗滑樁定位主要是根據(jù)抗滑樁軸線位置進(jìn)行確定的。測量出抗滑樁布置軸線，在軸線上布置木樁作為抗滑樁引樁，利用引樁布放抗滑樁樁中心位置，以木樁上釘鐵釘定位，并砌筑樁的開挖位置。

(2)鎖口澆筑。沿樁開挖線開挖樁孔，當(dāng)樁孔深度達(dá)到1m后，制作、安裝好護(hù)壁鋼筋和鎖口鋼筋，支架模板，澆筑鎖口。鎖口和第一節(jié)護(hù)壁連成一體。

(3)樁身開挖。樁身開挖須按照測量定位分節(jié)開挖，每節(jié)開挖深度覆蓋層中為1.0m，巖層中為1.5m?？够瑯堕_挖過程中必須進(jìn)行地質(zhì)編錄，記錄各地層的標(biāo)高。開挖時(shí)，嚴(yán)禁爆破。施工中注意抗滑樁開挖采用跳槽開挖，防止對滑坡產(chǎn)生太大擾動(dòng)。

(4)護(hù)壁澆筑。當(dāng)達(dá)到一節(jié)護(hù)壁的開挖深度后，按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行護(hù)壁鋼筋制安、架設(shè)模板，澆筑護(hù)壁混凝土。護(hù)壁混凝土澆筑前，必須嚴(yán)格校正模板位置，保證護(hù)壁不侵入樁截面的凈空。

(5)樁身鋼筋制安。接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開，在同一截面內(nèi)接頭的數(shù)量不超過鋼筋總數(shù)的二分之一，同時(shí)有接頭的截面之間的距離不小于2.5m；鋼筋束需緊貼，沿鋼筋長1～2m點(diǎn)焊成束。

鋼筋的安裝是在確保鋼筋的最小保護(hù)層的前提下進(jìn)行的。為了確保鋼筋的最小保護(hù)層，在鋼筋與模板之間設(shè)置強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土墊塊。墊塊互相錯(cuò)開，分散布置。

(6)抗滑樁及擋板混凝土澆筑。在強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求的前提下對抗滑樁和擋板混凝土進(jìn)行澆筑，完成抗滑樁+擋土板防護(hù)措施的施工。

5 結(jié)論

在現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上，獲取了不穩(wěn)定斜坡區(qū)域的地層巖性特征。在此基礎(chǔ)上對該不穩(wěn)定斜坡的危害程度進(jìn)行評價(jià)，從主要威脅對象和地質(zhì)災(zāi)害體破壞后造成損失兩個(gè)方面進(jìn)行分析，將該滑坡防治工程級別為Ⅱ級，危害程度等級定為三級。對比了兩種治理思路方案后提出了以“被動(dòng)+主動(dòng)防護(hù)相結(jié)合”為主，不穩(wěn)定斜坡治理以“擋土墻”為主的思路，并闡述了擋土墻施工的具體流程。