路基滑坡體防護及加固措施研究

宋濤、孔甲東、王剛、劉振奇、王珍福

（中國建筑土木建設(shè)有限公司西南公司，重慶404100）

0 引言

地形滑坡是一種極其常見的自然環(huán)境災(zāi)害，常發(fā)生在較為陡峭的地帶，故此災(zāi)害分布尤為廣泛，它的發(fā)生總是伴隨著人們的財產(chǎn)損失或生命安全威脅。在進行公路施工時，路塹邊坡上的土在重力的影響下逐漸向下產(chǎn)生微小滑動，在經(jīng)歷地震、雨水沖刷或者不合規(guī)施工等影響因素后發(fā)生滑坡?；聻?zāi)害耽誤工期，影響交通運輸，嚴重的滑坡造成的破壞范圍非常大。因此在進行公路施工時，不僅要嚴控工程質(zhì)量，也要注意外界環(huán)境對工程的影響。尤其對滑坡問題，需采取有效防護措施。

1 滑坡的形成原因

滑坡體是巖體或土體在坡面上滑動的部分，它的表面總是一個較陡的坡面，具有延伸較長、坡面高低不平等特點?；碌男纬捎苫麦w的穩(wěn)定性決定，而穩(wěn)定的滑坡體具有以下特性：具有寬大的滑坡平臺，且平整而沒有坍塌處；滑坡體坡面較為平緩，坡上長有植被，沒有坍塌或是裂痕；滑坡體前緣迎河部分存在經(jīng)河水沖刷留下的痕跡；滑坡體兩側(cè)的自然沖刷溝很深，甚至可以看到基巖；明顯可見的泉水從滑坡體舌部的坡腳流出。以上特點可以通過肉眼初步判斷滑坡體的穩(wěn)定性，但滑坡體具體情況需要做更進一步的檢測與研究。影響路基邊坡穩(wěn)定性的可以是自然因素，也可以是人為活動因素。

1.1 自然因素

導(dǎo)致滑坡的自然因素有外部降水、坡體自身結(jié)構(gòu)和地震等，其中水的作用是造成滑坡最主要的外部因素。

坡體內(nèi)部的巖土是黃土、紅黏土、泥沙等松散容易吸收水分的土壤成分，土體吸收了大量的水，大大提升了坡體的自重，降低了土體物理力學(xué)性質(zhì)和坡體穩(wěn)定性，增加滑坡風(fēng)險；坡體底部靠近河道，坡底長時間經(jīng)過河水沖刷并且底部巖土受到風(fēng)化影響，坡底對上層結(jié)構(gòu)的支撐力越來越小，突破承載極限時就會發(fā)生滑坡災(zāi)害；邊坡經(jīng)常受到雨水沖刷，會導(dǎo)致坡面上的泥土軟化并且順坡流失，同時坡體內(nèi)部的巖土成分不同，會產(chǎn)生裂縫，雨水可以通過縫隙滲透進巖體內(nèi)部，經(jīng)過長時間浸泡和風(fēng)化作用，受到無法承載的外部力時巖體將會發(fā)生松動[1]。

坡體中的巖土種類較多，各土體性質(zhì)與強度都不相同，降低了坡體的穩(wěn)定性；而且在邊坡上有淤泥覆蓋的同時巖層松散，坡體的抗剪強度不高，坡體的質(zhì)量增加到一定程度時就會發(fā)生滑坡[2]。

由于震動使得坡體上的巖土變得破碎而松散，增加了坡體上的裂縫，促使了滑動。2008年的汶川地震、2010年的青海省玉樹地震以及2013年四川雅安地震都引發(fā)了滑坡災(zāi)害，而且這些滑坡的共同特點是滑坡分布廣、傷害高、面積大，地震損失中滑坡造成的損失占了主要部分。

1.2 人為因素

人類頻繁工程作業(yè)，造成的滑坡也越來越多，總的來說，是因為不遵守施工規(guī)則以及違反自然規(guī)律造成的。施工路線選擇不合理，施工時可能由于坡體的構(gòu)造導(dǎo)致滑坡。如邊坡在受到風(fēng)化和雨水浸泡，坡體的強度比較低的情況下，施工時容易發(fā)生滑坡；不科學(xué)挖方也會導(dǎo)致滑坡。研究表明，施工開挖后引起滑坡的作用力會越來越大，而滑坡阻力會隨時間越來越小，使有些邊坡在開挖后幾年至幾十年后滑動失穩(wěn)。對于人工加固后暫時穩(wěn)定的邊坡，經(jīng)過長時間溫度變化、干濕循環(huán)，邊坡的穩(wěn)定性無法長時間得到保障，多年后仍有滑坡產(chǎn)生的可能，滑動周而復(fù)始地反復(fù)出現(xiàn)，即使降低邊坡的平緩度，如降到1∶3 即使是1∶4 也有失穩(wěn)的現(xiàn)象。施工人員對坡體防護時，防護不當會為滑坡埋下安全隱患，例如對坡體內(nèi)部研究不透徹，打入抗滑樁的深度不夠，難以提升坡體的穩(wěn)定性，將無法有效抵擋滑坡體向下的滑力[3]。

2 滑坡體防護原則

滑坡治理體系的首要原則是“以防為主”，對滑坡的防止要果斷及時，對地質(zhì)環(huán)境的研究要透徹，找出滑坡體穩(wěn)定性的影響因素，采取正確的方法應(yīng)對，消除坡體產(chǎn)生滑坡的隱患，同時對于施工地點的選擇也要做充分的研究，不應(yīng)在滑坡體面積大、穩(wěn)定性不高的地方施工。

滑坡的防治要符合工程的實際，根據(jù)工程項目的實際情況，制定適當?shù)目刂拼胧τ谝话阈怨こ?，滑坡體穩(wěn)定性較好時可采取簡單的防護措施，保證工程能安全順利地進行；對于施工處有危險性高或破壞性強的滑坡體，要嚴肅認真對待，采取及時、嚴謹、全面的防護措施，提升坡體的穩(wěn)定性并且長時間維護，避免發(fā)生滑坡。要做到預(yù)防而不脫離治理，治理而不忽視預(yù)防，切實做到預(yù)防與治理相互結(jié)合[4]。

對于高原地區(qū)滑坡防護，需遵循設(shè)計施工和養(yǎng)護相結(jié)合、因地制宜、就地取材的原則。在高原地區(qū)施工時，應(yīng)充分考察地質(zhì)情況，考慮施工條件和養(yǎng)護便利性，同時根據(jù)施工場地情況，制定合適的施工方案和防護措施。

3 滑坡體的防治措施

3.1 抗滑樁

經(jīng)過長時間的發(fā)展，抗滑樁逐漸占有突出地位，具有效果明顯、施工方便等特點，憑借其突出的優(yōu)點廣泛應(yīng)用于山體滑坡、路基邊坡等滑坡體治理中（見圖1）。抗滑樁是由兩部分組成：一是錨固段，二是抗滑段。兩個部分各有自己的作用，共同作用是加固坡面?？够瑯吨饕獞?yīng)用在淺層或中厚層的巖質(zhì)、土質(zhì)坡體，在滑坡體上鉆樁孔而不會破壞其整體性與穩(wěn)定性，打入滑坡體的穩(wěn)固層后，抵抗來自上部滑坡體向下滑動的側(cè)向外力，這就需要抗滑樁的斷面具有承受強大剪力的能力，在設(shè)計樁斷面時要考慮實際情況，合理配筋，經(jīng)濟實用[5]。

3.2 排水設(shè)施

設(shè)置排水設(shè)施，以應(yīng)對降水的危害，例如適當修建排水孔、排水盲溝和排澇渠等設(shè)施。地表水的處理也十分重要，要圍繞滑坡體挖攔水溝，阻斷地表水滲透進滑坡體內(nèi)，攔水溝內(nèi)會不斷堆積淤泥，需及時清理以防水溝堵塞。尤其是高原地區(qū)，雨季到來時降水量較高，滲入土石層；冬季氣溫降低，滲水凍結(jié)成冰體積增大，土層可能受凍脹影響出現(xiàn)裂紋，都會增加滑坡的風(fēng)險，所以高原地區(qū)路基排水設(shè)施十分重要。

3.3 抗滑擋土墻

通常擋土墻修建在滑坡體的下部，也就是坡腳的位置，其具有對坡體的破壞小且可以快速穩(wěn)定滑坡體的特點。擋土墻不但可以有效減小滑坡的危險性還可以穩(wěn)定坡腳，提升滑坡體的穩(wěn)定性。施工時設(shè)置擋土墻之前，需要對防護坡體進行透徹研究，根據(jù)坡體內(nèi)部的巖土結(jié)構(gòu)設(shè)計擋土墻的強度，以免因滑坡的沖擊力使墻體變形破壞而防護失效。

3.4 滑坡減載

所謂滑坡減載就是消除滑坡體上部的部分坡體，減輕坡體的承載力以至于降低滑坡下滑力，提高滑坡體的穩(wěn)定性。使用該方法時需要根據(jù)滑坡體的大小施行。如小滑坡體可完全消除；遇到大滑坡體時，可以和其他防治方法聯(lián)合使用。消減滑坡體的質(zhì)量僅僅是減小滑坡的破壞力，實際上還是無法消除滑坡的可能，因此在減小滑坡體質(zhì)量后配合其他的防治措施，可以更有效提升防治措施的穩(wěn)定性。消減后的滑坡土體不應(yīng)當隨便放置，可以堆放在坡前緣位置，能提升坡腳的穩(wěn)定性。

3.5 錨桿加固

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的出現(xiàn)改變了以往被動的抵抗滑坡的局面，施加預(yù)應(yīng)力后減小了滑坡體的滑力并且增強了滑坡地帶的法向應(yīng)力，大大提升了滑坡的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)最適用于較陡的巖石坡，打入巖體內(nèi)可以提供不同方位和不同大小的抵抗力，延長了滑坡體塑性變形的變形階段，可以主動控制滑坡的破壞過程。錨桿的不同類型可根據(jù)不同的巖土結(jié)構(gòu)選?。憾巫{型錨桿應(yīng)用于滑坡體和滑床為硬質(zhì)巖石，同時滑帶有明顯變形時效果最好；一次注漿摩擦型錨桿主要應(yīng)用于滑坡體為松散柔軟的巖土，然后在外錨端加鋼筋混凝土和格子梁穩(wěn)固坡體。錨桿和抗滑樁可聯(lián)合防護，不僅可以減少抗滑樁的配筋、打入深度，還大大提升坡體穩(wěn)固性。預(yù)應(yīng)力錨桿與抗滑樁聯(lián)合使用方案作為一種有效的防護方式，錨固力較強，但施工過程較為復(fù)雜，且施工成本較高，因此需根據(jù)工程情況合理選用施工方案。

3.6 其他方法

滑坡防護的方法很多，以上五種是較為常見的治理方法。其他方案還有坡面綠化加固方案，破面綠化主要在坡體上種植樹木或移植草皮，其中移植草皮可選用塊狀或帶狀的形式，可以穩(wěn)固土質(zhì)較松軟的坡體，配合其他加固措施大大減小滑坡發(fā)生的概率，同時還起到美化的作用，但對于高原地區(qū)，土層環(huán)境較差、生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)，綠植方案就不適用了。

4 結(jié)語

滑坡一直是施工過程中不可忽視的危險源，無論是滑坡體內(nèi)部還是外部條件，導(dǎo)致滑坡的因素都很多，為此在工程施工時需要進行深入研究，結(jié)合實際的施工環(huán)境，確定滑坡的結(jié)構(gòu)，綜合外部環(huán)境影響因素，選定合適的防護加固方案，并且竣工后還需注意定期對邊坡進行養(yǎng)護，消除安全隱患，使滑坡體穩(wěn)定期限長久。