膨脹土路塹滑坡的工程整治措施探討

潘永華

摘? ? 要：膨脹土具有塑性指數(shù)大、天然含水量高等特點(diǎn)，土體節(jié)理裂隙發(fā)育，內(nèi)部含有不規(guī)則及大量的軟弱結(jié)構(gòu)面，在降雨之后極易出現(xiàn)抗剪強(qiáng)度降低及易吸水飽和情況，當(dāng)對(duì)路塹進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)極易出現(xiàn)滑坡。通過(guò)對(duì)膨脹土滑坡的特征進(jìn)行分析可知，具有季節(jié)性、牽引性、淺層性、多次滑動(dòng)性及平緩性等特征，引發(fā)滑坡的出現(xiàn)，與坡度及邊坡高度并無(wú)明顯關(guān)系。膨脹土路塹滑坡作為建設(shè)工程項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目，也是工程項(xiàng)目中一項(xiàng)棘手的問(wèn)題，需要將抗滑整治作為工程項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：膨脹土路塹滑坡;工程整治措施;削方工程;排水系統(tǒng)設(shè)計(jì);坡面防護(hù)

1? 前言

膨脹土在我國(guó)各地區(qū)被廣泛分布，膨脹土本身具有超固結(jié)性、反復(fù)脹縮性、崩解性、強(qiáng)親水性等特點(diǎn)，工程項(xiàng)目本身具有特殊性及復(fù)雜性等特征，在對(duì)公路及鐵路等工程進(jìn)行修建時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的邊坡病害，導(dǎo)致已經(jīng)建成的邊坡出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。在對(duì)鐵路滑坡進(jìn)行多次及反復(fù)治理時(shí)，會(huì)耗費(fèi)大量的物力、人力及財(cái)力，無(wú)法徹底根治滑坡問(wèn)題的產(chǎn)生，增加了膨脹土地區(qū)工程建設(shè)效果及質(zhì)量。本文將某鐵路建設(shè)項(xiàng)目為主要研究?jī)?nèi)容，

2? 工程概況及土性特征

2.1? 工程概況

項(xiàng)目位于膨脹土地區(qū)，路塹地段數(shù)量較多，通過(guò)對(duì)單側(cè)邊坡的高度進(jìn)行測(cè)量，約19m。在實(shí)際的施工過(guò)程中，受路塹挖方移挖作填等因素影響所致，延緩了路堤填筑的進(jìn)程，邊坡無(wú)法一次成形，并且也未能做好坡面防護(hù)工作。由于開(kāi)挖的時(shí)間為冬季，降雨不多，未見(jiàn)邊坡出現(xiàn)嚴(yán)重的變形情況。到了下一年的5-6月份，經(jīng)多次降雨及干旱循環(huán)之后，可見(jiàn)路塹邊坡部位出現(xiàn)了不同程度的滑坍情況，進(jìn)而引發(fā)多處滑坡的出現(xiàn)，并且該種形式越來(lái)越嚴(yán)重。應(yīng)及時(shí)對(duì)坍滑邊坡進(jìn)行清方處理，將放緩的比例至1：3。因此，需要將滑坡治理作為項(xiàng)目建設(shè)中的一項(xiàng)重要問(wèn)題[1]。

2.2? 土性特征

本項(xiàng)目的膨脹土屬于一種沖洪積黏土，含有灰白色的高嶺土及鐵錳質(zhì)結(jié)核，水含量及細(xì)粒含量較高，并且塑性指數(shù)較大，呈弱、中膨脹性，主要是按照《鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程》中的要求，合理制定膨脹土潛勢(shì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)判指標(biāo)，大于60%的土樣自由膨脹率占16.9%，大于17%的猛脫石含量率占36.4%，大于260mmol/kg-1的陽(yáng)離子交換量占16.2%。從上文的分析可知，項(xiàng)目地的構(gòu)成以膨脹土為主，有部分位置屬于中膨脹土。通過(guò)對(duì)土體含水率進(jìn)行測(cè)量可知，最大值與最小值之間的差值為30%，此項(xiàng)研究結(jié)構(gòu)說(shuō)明，坡體土主要表現(xiàn)為失水干濕及吸水膨脹，兩者之間具有較大的空間，極易導(dǎo)致坡體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。通過(guò)分析開(kāi)挖的坡體，坡體呈節(jié)理發(fā)育、裂隙密布等情況，從裂隙面上來(lái)看，鏡面處出現(xiàn)明顯的擦痕，并且有蠟狀光澤感，節(jié)理及裂隙的大量分布導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)遭受到了嚴(yán)重的破壞，土體強(qiáng)度大大下降，邊坡極易遭受到各種不利結(jié)構(gòu)的影響而出現(xiàn)失穩(wěn)破壞等情況[2]。

3? 膨脹土路塹滑坡工程整治措施

3.1? 削方工程

在滑坡整治中，合理削方作為一項(xiàng)重要的內(nèi)容，具有經(jīng)濟(jì)易行及有效等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)膨脹土滑坡情況進(jìn)行了解可知，若未建立合理的支擋方案，削方不合理，將無(wú)法取得良好的整治效果，并且還會(huì)受到膨脹土固結(jié)作用影響，加劇滑坡的惡化，應(yīng)確保削方的合理性，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本次工程項(xiàng)目中的滑坡推力來(lái)源于中上部滑體的自重，為了促進(jìn)深部支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果及質(zhì)量，應(yīng)做好滑體中上部削方工作，調(diào)整不合理坡形，以促進(jìn)坡角抗滑力的提升。當(dāng)削方工作結(jié)束之后，主要是以臺(tái)階式坡面的形式展現(xiàn)出來(lái)，對(duì)支擋及排水工程各項(xiàng)工作的高效實(shí)施及開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了降低削方量，需要將削方對(duì)土的膨脹性及滑形及其相關(guān)設(shè)備的影響降至最低，最終選定的方案為中后部大削方與二級(jí)抗滑擋土墻方案，在削方之后會(huì)形成新坡形，使原來(lái)的坡形逐漸變緩，坡形以三坡三臺(tái)為主，有效的避免了滑坡無(wú)法沿深層進(jìn)行滑動(dòng)情況的產(chǎn)生。

3.2? 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以滑坡區(qū)的水文條件為選取的依據(jù)，從該地區(qū)的水文地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行了解可知，滑坡類型為單面坡崗?fù)莸匦?，北向東為地表的徑流方向。在削方之后，未有低洼積水地塊出現(xiàn)，并且徑流也不會(huì)出現(xiàn)滯留情況。相較于原坡，削方后坡的表面積更小，在無(wú)護(hù)坡時(shí)，將不會(huì)改變大氣降水的入滲條件?；聟^(qū)中土層本身具有較好的滲透系數(shù)，降水的滲入一般回沿著裂縫向地下方向滲透，裂隙縫的深度一般為2m。因此可知，降水是影響淺部土層的主要因素。滑體無(wú)水力與滑坡基巖含水層之間無(wú)明顯的聯(lián)系，對(duì)于出現(xiàn)的深部基巖裂隙水，無(wú)需使用排水設(shè)施，需要通過(guò)穩(wěn)定計(jì)算來(lái)考慮到水的影響作用。匯水面積一般在滑坡外圍區(qū)域中不大，主要表現(xiàn)為山坡地表片向滑體方向匯集。在對(duì)排水方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做好體內(nèi)防滲、滑體外圍截水及地下疏導(dǎo)等工作，導(dǎo)水方式為盲溝、滲溝及排水溝等。圍溝應(yīng)沿著滑坡周界進(jìn)行設(shè)置，對(duì)外圍的地表片留進(jìn)行攔截，在滑體前部外側(cè)位置進(jìn)行引水。具體采取的措施為，在塹頂修筑排水溝和反向排水坡，對(duì)雨季塹頂?shù)牡乇硭M(jìn)行引排;砌筑支撐滲溝，鋪設(shè)反濾層，匯集土體內(nèi)的滲水，在支撐滲溝底部埋設(shè)泄水管，集中引排至平臺(tái)的縱向排水溝內(nèi);在邊坡平臺(tái)的坡腳位置砌筑截水溝，同時(shí)在坡面上沿坡面設(shè)置橫向排水溝，利用縱橫向排水溝將地表引至路基測(cè)溝內(nèi);為更進(jìn)一步加強(qiáng)排水效果，在路基擋土墻背面設(shè)置反濾層，擋土墻內(nèi)預(yù)埋安裝梅花型PVC排水管，同時(shí)，為解決深層土體內(nèi)排水的問(wèn)題，布設(shè)深入土體的排水孔，孔內(nèi)安裝濾水管排除深層土體水，從而形成系統(tǒng)有效的排水網(wǎng)。

3.3? 坡面防護(hù)措施

為了提升坡面防護(hù)效果及防護(hù)質(zhì)量的提升，應(yīng)防止降水入滲而導(dǎo)致膨脹土出現(xiàn)膨脹及土層泥裂蒸發(fā)而引發(fā)干縮等情況的產(chǎn)生。應(yīng)確保坡面的穩(wěn)定性，防止坡面出現(xiàn)膨脹而引發(fā)溜坍沖蝕等情況的產(chǎn)生。自上而下采用連續(xù)的支撐滲溝，確保能夠?qū)⒅螡B溝的支撐作用充分的展現(xiàn)出來(lái);支撐滲溝體系以外的坡面采用漿砌石骨架護(hù)坡，各級(jí)平臺(tái)采用混凝土澆筑或漿砌片石砌筑而成，以完成對(duì)坡面穩(wěn)定性的保護(hù)。骨架護(hù)坡拱圈內(nèi)采用噴播草籽+灌木的方式進(jìn)行防護(hù)，先將拱圈內(nèi)培植種植土，然后播撒草籽和種植灌木，利用固著力較強(qiáng)的小灌木的根莖吸附膨脹土中的水分和固結(jié)膨脹土，從而保護(hù)邊坡的穩(wěn)定性。

3.4? 抗滑擋土墻設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)抗滑擋土墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效的阻止了滑坡由于土體膨脹力、下滑推力、土壓力及地震力而引發(fā)的下滑移動(dòng)情況，有效的避免了淺層坡體出現(xiàn)失穩(wěn)。通過(guò)分析滑動(dòng)面，滑體的深度一般會(huì)大于2m，需要將二級(jí)設(shè)防應(yīng)用于擋土墻中，有助于增加墻體的入土深度，抗滑擋土墻以半埋地式為主。需要將片石加素混凝土作為重力墻。應(yīng)嚴(yán)格按照構(gòu)造要求對(duì)墻體截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在計(jì)算過(guò)程中需要以地基承載力驗(yàn)算及墻的抗滑穩(wěn)定為依據(jù)，并做好計(jì)算及調(diào)整工作，不同地段的下滑力存在一定的差異，截面形狀也存在一定的差異。需要將加權(quán)值作為墻后土體的計(jì)算數(shù)值，應(yīng)充分的考慮到膨脹性對(duì)土性所造成的影響，分別將C2及[Φ]2作為三軸快剪及直剪儀。

4? 結(jié)論

本工程項(xiàng)目屬于膨脹土地段施工項(xiàng)目，相較于一般的土體滑坡整治難度更大，是因?yàn)殡y以對(duì)膨脹土本身的特性進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。在對(duì)膨脹土滑坡項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，充分借鑒了成功人士的經(jīng)驗(yàn)，并針對(duì)滑坡特點(diǎn)有針對(duì)性的制定出了完善的解決方案，做好削方工程、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、坡面防護(hù)措施及抗滑擋土墻設(shè)計(jì)工作，使膨脹土路塹滑坡工程的施工更具便利性及經(jīng)濟(jì)合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何紅忠，余永金.膨脹土路塹滑坡特征及其治理措施研究[J].甘肅科技，2015（23）：93～95.

[2] 黃文霖. 城市快速通道水南互通B匝道路塹邊坡滑坡原因分析及治理[J]. 福建交通科技，2016（2）：32～35.