路塹大滑坡體穩(wěn)定性分析與加固方案設計

楊龍，李應先，楊和明，段永鳳，王章超

（云南省建設投資控股集團有限公司市政總承包部，昆明650500）

1 引言

滑坡是不穩(wěn)定巖體的偶然流動現(xiàn)象，破壞力極強，在高原山區(qū)是高速公路主要的危害源之一，是諸多巖土領域專家學者長期以來研究的課題[1～4]。對于潛在滑坡體，若其破壞范圍會影響高速公路運營安全，甚至毀壞村莊、山寨，或造成其他社會危害時，需要進行穩(wěn)定性研究，并制訂可行的加固方案，避免釀成事故。本文以云南某高速公路線外20m 處潛在的大滑坡體為研究對象，對其穩(wěn)定性進行Midas Gts 有限元模型分析[5，6]，并提出可行的加固方案，對類似工程提供參考[7]。

2 工程概況

云南某高速K107+600～K107+750 右側路基開挖設置3級分臺邊坡，當施工至路基設計標高，并做好框格梁防護時，受雨季暴雨影響，雨水大量滲入高速公路路基右側山坡土體中，導致山體地下水嚴重飽和，巖土抗剪強度降低，邊坡出現(xiàn)裂縫，錨桿框格梁拉裂，上部山體斜坡不斷開裂，影響到路基穩(wěn)定，滑坡后緣距離路中線最大距離180m 坡面上形成大量裂縫。據工程地質調繪：滑坡體厚約5～12m；滑動帶為巖體內結構面組合不利面；滑坡是大氣降雨綜合作用下形成的，該滑體的前緣位于在建高速公路路基邊緣，滑坡主滑方向約36°，屬牽引式中型滑坡，初步假設該滑坡現(xiàn)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 模型建立與方案設計

根據工程地質調查及鉆探可知，滑坡堆積體主要由碎石夾粉質黏土組成，坡體強度較低，易沿巖體內部產生圓弧滑動，滑坡按設計標高開挖完成后易沿碎石土、強風化層內部產生圓弧型滑移變形破壞，本次選取K107+645、K107+725 2 個剖面作為典型斷面，初步驗算滑坡體處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，計算簡圖如圖1。

根據簡算結果，結合工程實際，擬采取如下處治方案：

在距路中線24.5m 設置1 排2.5m×2.0m 抗滑樁，樁間距5.5m，距樁頂1.0m 設置2 組28m 長6 束預應力錨索，上下間距2m，錨索水平入射角20°，用以加固滑坡體下部；距路中線93m 設置1 排2.5m×2.0m 抗滑樁，樁間距5.5m，樁長平均20m，加固滑坡體中部，同樣建立有限元模型進行加固后穩(wěn)定性分析。

圖1 初步計算簡圖

根據實際地勘資料，對天然、暴雨和地震3 種荷載工況下土體荷載進行模擬，建立加固前后的有限元模型進行穩(wěn)定性驗算和對比分析，計算模型如圖2 和圖3 所示。

3.2 計算結果分析

加固前后計算結果詳見表1。

圖2 加固前穩(wěn)定性驗算模型

圖3 加固后穩(wěn)定性驗算模型

表1 典型斷面滑坡穩(wěn)定性驗算結果

根據JTG D30—2015《公路路基設計規(guī)范》相關規(guī)定，天然、暴雨、地震工況下穩(wěn)定安全系數(shù)取1.20、1.15 及1.10。通過計算結果可以看出：加固前，滑坡堆積體整體在天然狀態(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，飽和、地震狀態(tài)下處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡下部開挖擾動后處于極不穩(wěn)定狀態(tài)；加固后，滑坡體在各個工況下均處于穩(wěn)定狀態(tài)，滿足規(guī)范規(guī)定的穩(wěn)定性要求。

4 結語

根據計算結果顯示，加固前，本段大滑坡體處于極不穩(wěn)定狀態(tài)；加固后，各個斷面均能滿足規(guī)范規(guī)定的穩(wěn)定性要求，說明本加固方案符合設計和工程實際需要，加固效果明顯。

此外，對于類似工程，提出幾點輔助措施如下：

1）坡面施工完畢后，全部平臺采用15cm 厚C15 混凝土進行封面，滑坡周界外側（5m 外）穩(wěn)定區(qū)域設置截水溝和排水溝，防止坡面水流入滑坡體；

2）滑坡后緣及滑坡體修整后，滑體穩(wěn)定后仍有裂縫時，采用黏土填塞裂縫，并碾壓密實，防止雨水滲入滑體，由于抗滑樁樁徑較大，護壁開挖斷面尺寸大，為確保開挖過程中滑域體的穩(wěn)定，嚴格按照從清坡兩側向中間跳開挖的方式進行開挖，期間加強觀測點的監(jiān)測；

3）建議采用動態(tài)設計施工，施工中發(fā)現(xiàn)與設計不一致的地質情況等應及時反饋，便于及時修改設計，確保處治措施安全合理。