橋梁路段古滑坡穩(wěn)定性分析及綜合處治措施

覃富皓

【摘 要】山區(qū)高速公路在建設過程中受地形地貌及區(qū)域構造影響較大，且地形較為復雜，同時要滿足相關規(guī)范、標準技術指標要求。山區(qū)高速公路建設受地形高差及橫坡限制常需以橋梁的形式通過古滑坡體，故如何防止由外界因素及人為因素導致古滑坡復活或者內部土體蠕動對高速公路橋梁產(chǎn)生安全隱患，是現(xiàn)在山區(qū)高速公路建設迫切需要解決的問題。文章通過研究如何合理防護古滑坡，希望能給同類公路橋梁路段的古滑坡穩(wěn)定性分析及綜合處治提供參考建議。

【關鍵詞】橋梁路段;古滑坡;穩(wěn)定性;處治;分析

廣西壯族自治區(qū)某高速公路的地形復雜，地質成分多樣，地勢險峻，在建設過程中對技術指標要求非常高。該高速公路建設設計路線中無法規(guī)避古滑坡地段，而且以橋梁的形式通過古滑坡地段。該古滑坡所處的地段降水量充足，年降水量巨大，古滑坡體的前緣由于長時間受雨水影響，非常容易出現(xiàn)滑坡蠕動，對橋梁施工和后期通車都存在很大的安全隱患。

1 工程地質及水文地質條件

該工程所在的地段屬于流水侵蝕所造成的地形地貌。其地勢西高東低，斜坡約為80°，坡度在10°～20°，地層產(chǎn)狀為67°，滑坡表面比較平滑而且地勢相對平穩(wěn)。結合相關的勘察資料及鉆孔的信息揭露發(fā)現(xiàn)，滑坡附近的地層是第四系列新型土塊堆積和白堊系地層。

（1）第四系列新型土塊堆積主要組成部分是亞黏土，其處于灰紫色可塑形態(tài)，其中主要的組成是泥巖材質的石頭，分布廣泛，厚度為4～13 m。

（2）第四系列新型土塊堆積主要組成部分是亞黏土，其處于灰紫色可塑形態(tài)，其中的組成材質是泥巖材質的砂石，顆粒大小在2～11 cm，含量充足，均勻分布在整個場地之中，厚度在12～28 m。

（3）白堊系的泥質粉砂的泥巖護層，其顏色呈紫紅色，其風化程度比較嚴重，巖層厚度適中，受季節(jié)性地形條件影響，地表河流主要是從古滑坡周圍流向地勢低處，地下水主要是以降泉的方式排出滑體外。由于滑坡地面比較平滑，滑體側面有泉眼流出，流向主要沿著滑坡周圍的小溪流進行流失，其中地下水埋藏比較深，水位在3～6 m，滑體側面古溝主要是季節(jié)性的溝溪流。

2 古滑坡體穩(wěn)定性分析和評估

2.1 滑坡體的主要特征

調查發(fā)現(xiàn)，山前的古滑坡堆積物主要是由泥巖組成，滑體由亞黏土及碎石組成，其厚度約為20 m，滑床的主要組成物質是褐色碎石和亞黏土。當古滑坡發(fā)生滑動時，由于前方受到阻力，周圍受到擠壓及長期的流水雨水侵蝕作用，該古滑坡的周圍接線已經(jīng)比較明顯。該古滑坡發(fā)生滑動時，滑動方式為推移式。該古滑坡的形成時間比較早，滑動面和長期的風蝕作用，基巖面比較模糊，滑床物質無明顯特點，表面比較平滑，狀態(tài)相對穩(wěn)定[1]。

2.2 穩(wěn)定性計算

古滑坡體的主要組成部分為松散的滑坡堆積物，出露滑面為松散堆積體與保留原巖機構的風化巖土體接觸面，主要方向與主滑坡方向一致。按照相關要求選擇鉆孔剖面計算出不同狀態(tài)下的穩(wěn)定性系數(shù)，其穩(wěn)定性系數(shù)的數(shù)據(jù)及計算結果見表1。

2.3 古滑坡穩(wěn)定性評估

通過表1可知，該古滑坡在自然環(huán)境條件下處于極限穩(wěn)定狀態(tài);但是因為該滑坡地下水流動豐富，滑坡的主要物質含水量高，所以，當雨季來臨時候古滑坡體長期被雨水浸泡，尤其是遇到破壞力比較巨大的地震時，古滑坡體可能會出現(xiàn)蔓延趨勢，還可能復活，對高速公路非常不利。高速公路的橋梁形式通過該滑坡的后緣部分，建設時要防止古滑坡對橋梁路段造成影響，因此，要特別注意對古滑坡的治理[2]。

3 橋梁路段古滑坡綜合處治措施

3.1 剩余下滑力計算

在對剩余下滑力進行計算時，要考慮到受地震水平作用力影響滑體處于泡水狀態(tài)，使用傳統(tǒng)的系數(shù)法對鉆孔剖面進行計算，地震加速度為0.15 g，安全系數(shù)為1.25，條塊的劃分如圖1所示。計算使用的公式是我國交通運輸部先行行業(yè)準內的計算公式，其計算結果見表2。

3.2 治理方案分析

根據(jù)不同工況下邊坡相應的工程地質條件，結合天然及人為影響因素分析，采取加固和防治相結合的原則，綜合分析、評價滑坡穩(wěn)定性，主要針對古滑坡的整體穩(wěn)定性加固，同時對古滑坡的整體蠕動進行相應處治設計，還應考慮因降水造成的局部坍塌對治理古滑坡的影響。

通過表2可知，為了保證古滑坡的穩(wěn)定性，需要對古滑坡抗滑進行治理。剪出口處剩余的下滑力是36 kN/m，對于這種情況可以使用抗滑擋土墻進行防護，但是由于有的地方表面比較陡峭，而且滑體的地下水位比較高，如果使用抗滑擋土墻進行防護可能會出現(xiàn)防護高度達不到相關要求的情況，造成第二滑動面，對治理工程非常不利。因此，從古滑坡實際情況和工程安全及工程的可實施性方面考慮，要對該滑坡使用抗滑樁防護，還要結合排水設施進行古滑坡的防護治理，這樣比較科學合理。

由于該古滑坡的滑帶比較長，而且坡表比較陡峭、滑面的地下水位比較高，如果只是針對滑體前面部分進行防護，滑坡體中部可能繼續(xù)發(fā)生蠕動、惡性發(fā)展，對從滑坡中后部穿過的高速公路橋梁基礎造成破壞，因此，應對古滑坡采用分段防護的措施。

3.3 綜合治理措施

結合有關穩(wěn)定性分析結果，當前的古滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但是不敢保證后面經(jīng)過自然和人為因素影響還能保持穩(wěn)定狀態(tài)。如果受到影響，穩(wěn)定系數(shù)達不到相關要求標準，古滑坡非常容易出現(xiàn)滑動變形，對公路施工工程安全及行人生命安全都有很大的威脅。因此，需要對古滑坡采取有效的防護措施。

（1）抗滑樁保護措施。依據(jù)古滑坡下滑力計算得出的數(shù)據(jù)，根據(jù)受力的取值原則，明確抗滑樁的施工位置和支擋力所需求的數(shù)據(jù)，結合該古滑坡的地形地貌、滑動面大小及下滑力大小，設計了3種不同型號的抗滑樁來對古滑坡進行防護，其中第1種型號設置在第5條滑體下方，距離中線約82 m;抗滑樁樁徑是2 m×2.5 m，中心間距為5 m，抗滑樁長度為24 m，施工原材料是C30混凝土。第2種型號抗滑樁設置在路線右側的橋墩位置，樁徑為2 m×3 m，中心間距為4.5 m，樁長30 m，錨固段為10 m，樁身采用C30混凝土。第3種型號抗滑樁設置在路線右面橋墩位置第一條塊的下方，樁徑為2 m×3 m，中心間距為4.5 m，樁長25 m，錨固段為10 m，樁身采用C30混凝土。為保證抗滑樁整體受力均勻，全部使用C30鋼筋混凝土打造的平臺進行連接[3]。按照相關方式對抗滑樁內力進行數(shù)據(jù)計算。其結果見表3。

Ⅰ型抗滑樁鋼筋設置：抗滑樁鋼筋使用的都是Φ32型號鋼筋，靠近山體設置3排13束，束間距為15 cm，排間距為11 cm，第3排每束2根，其余均為每束3根;面?zhèn)仍O置1排鋼筋，共13束，每束3根，間距為15 cm，樁兩側各設置2根20型號構造鋼筋;并結合相關數(shù)據(jù)進行計算，箍筋使用6根Φ16鋼筋，間距為10 cm。

Ⅱ型抗滑樁鋼筋設置：抗滑樁鋼筋均使用Φ32型號的鋼筋，靠近山體設置3排13束，間距為15 cm，每束3根;面?zhèn)仍O置1排鋼筋，共13束，每束2根，間距為15 cm，樁兩側各設置2根Φ32型號構造鋼筋;并結合相關數(shù)據(jù)進行計算，箍筋使用6根Φ20鋼筋，間距為10 cm。

Ⅲ型抗滑樁鋼筋設置：抗滑樁鋼筋均使用Φ32型號的鋼筋，靠近山體設置3排13束，間距為15 cm，每束3根;面?zhèn)仍O置排鋼筋，共13束，每束2根，間距為15 cm，樁兩側各設置2根Φ32型號構造鋼筋;并結合相關數(shù)據(jù)進行計算，箍筋使用6根Φ20鋼筋，間距為10 cm。

（2）排水措施。古滑坡排水工程主要包括外方的截水溝及排水溝。為了避免降水進入古滑坡內部，需要在滑體周圍最少10 m的穩(wěn)定區(qū)域設梯形截水溝來防止地表水進入古滑坡內部。另外，在建設梯形截水溝時還應注意周圍是否有生活排水流經(jīng)此處。為了防止古滑坡積水對已經(jīng)形成的流水溝進行沖刷，需要在其底部設置梯形排水溝，還要設置截水溝攔截滑坡體周圍的地下水和匯集到古滑坡內部的地下水，控制古滑坡內部地下水的水位，保持其穩(wěn)定性。

4 結語

本文通過深入調查某高速公路路段古滑坡的類型、形狀和形成原因，以及古滑坡周圍的地質結構和地上地下流水情況。結合相關的計算公式對該古滑坡的穩(wěn)定和下滑力進行計算，并根據(jù)其計算數(shù)據(jù)設計了不同類型的抗滑樁，以此進行古滑坡的治理。經(jīng)過對該條高速公路橋梁路段所處古滑坡地段的研究可知，該條高速公路橋梁路段在經(jīng)歷多次暴雨和惡劣天氣等自然災害的影響后，位于古滑坡地段的橋梁沒有發(fā)生任何位移，由此得到幾點啟示。

（1）在對古滑坡地區(qū)的滑坡進行穩(wěn)定性分析和評估時，使用條分法考慮不同工況進行分析計算是可行的。

（2）在古滑坡地區(qū)，如果高速公路建設中必須以橋梁的形式通過，可以使用抗滑樁分段攔截的方法，改善滑體的應力預計分布情況，人為控制古滑坡內部土體的蠕動，同時做好雨水的排放措施。經(jīng)過以上種種治理，可以保證公路橋梁的墩柱不會出現(xiàn)位移現(xiàn)象，保障高速公路通車的安全性。

（3）由于抗滑樁在施工建設時可以分開施工，樁位的放置非常靈活、施工簡潔、施工技術簡單、施工時間短、質量有保障，還不容易對古滑坡造成二次破壞，同時抗滑樁治理措施在應對古滑坡滑動時比較經(jīng)濟實惠，而且安全性也不錯。

（4）在對古滑坡進行有效治理時，要重視古滑坡穩(wěn)定性較差的地段，避免治理施工引起古滑坡坍塌現(xiàn)象，還要注意合理排放積水，做到對古滑坡的綜合治理才可以保證高速公路橋梁路段工程的安全性。

參 考 文 獻

[1]楊德宏，陳興強，黃勇，等.雅江縫合帶角不弄巨型古滑坡發(fā)育特征及形成機制研究[EB/OL].https：//doi.org/10.13238/j.issn.1004-2954.202004160002，2020-09-05.

[2]石固林，陳強，劉先文，等.聯(lián)合升降軌Sentinel-1A數(shù)據(jù)監(jiān)測桃坪鄉(xiāng)古滑坡沿坡向的形變速度場[EB/OL]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3249.P.20200603.17-10.026.html，2020-09-05.

[3]徐毅，王貫國，魏巍，等.宜畢高速威信至鎮(zhèn)雄段K6滑坡治理方案設計[J].山東交通科技，2019（5）：129-x131.