貴州高速公路某特大橋滑坡勘察及處治探討

摘要：文章以貴州某高速公路滑坡為例，采取調(diào)繪、鉆探、監(jiān)測(cè)等綜合勘察手段分析工程地質(zhì)條件及滑坡病害特征，并在力學(xué)計(jì)算與分析的基礎(chǔ)上提出了采取抗滑樁+花管注漿+鋼管樁+冠梁+擋墻+截排水溝等綜合治理措施對(duì)滑坡進(jìn)行處治。

關(guān)鍵詞：高速公路；滑坡；勘察；滑坡防治；抗滑樁

中圖分類號(hào)：U445.7+5 A 49 164 2

0 引言

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，貴州省高速公路建設(shè)隨之迅速發(fā)展?！笆濉蹦┲痢笆奈濉背酰撌「咚俟防锍虒⑦_(dá)到1萬km。

貴州省地處云貴高原，其中92.5%的面積為山地和丘陵。在貴州修建高速公路，勢(shì)必比平原地區(qū)更加困難，工程地質(zhì)問題也更多，其中滑坡災(zāi)害是最為突出、最為嚴(yán)重的問題。

本文以貴州高速公路某特大橋滑坡為例，結(jié)合多種技術(shù)勘察手段，在力學(xué)計(jì)算與分析基礎(chǔ)上提出了采取抗滑樁+花管注漿+鋼管樁+冠梁+擋墻+截排水溝等綜合治理措施對(duì)滑坡進(jìn)行處治。

1 工程地質(zhì)條件

1.1 自然地理?xiàng)l件

依托工程的場(chǎng)區(qū)地處貴州高原向廣西丘陵過渡斜坡地帶的中低山盆谷區(qū)，區(qū)內(nèi)地形起伏較大，斜坡自然坡度為35°～45°。場(chǎng)區(qū)高程為864.5～1 151.2 m，相對(duì)高差為286.7 m，屬構(gòu)造-剝蝕低中山地貌。

1.2 工程地質(zhì)條件

場(chǎng)區(qū)上覆土層為第四系填筑土（Qme4），本次勘察鉆探揭露厚度為1～14.8 m；殘坡積層（Qel+dl4）含碎石粉質(zhì)黏土，本次勘察鉆探揭露厚度為0.8～4 m；殘坡積層（Qel+dl4）碎石土，本次勘察鉆探揭露厚度為2～14.2 m。

場(chǎng)區(qū)下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)代化組-桑郎組（D3d+s）灰?guī)r夾泥巖夾燧石巖、中統(tǒng)火烘組（D2h）泥巖（含少量灰?guī)r）。其中：全風(fēng)化泥巖，本次勘察鉆探揭露厚度為0.5 m；強(qiáng)風(fēng)化泥巖，本次勘察鉆探揭露厚度為1.2～6.6 m；中風(fēng)化泥巖，本次勘察鉆探揭露厚度為4.6～20.5 m。

1.3 水文地質(zhì)條件

據(jù)調(diào)查，橋位區(qū)無常年地表徑流，項(xiàng)目邊坡區(qū)域地表水不發(fā)育。

2 滑坡病害特征

受項(xiàng)目區(qū)連續(xù)降雨影響，位于主線樁號(hào)K11+300～K11+500處的特大橋右幅18#～20#墩所處邊坡坡面出現(xiàn)大量張拉裂縫、坡體中部既有護(hù)腳墻開裂錯(cuò)位、坡腳形成大量堆積，最終發(fā)展成為中型規(guī)模的滑坡。

2.1 滑坡邊界、規(guī)模、形態(tài)特征

特大橋右幅18#～20#墩滑坡體平面形態(tài)呈“圈椅型”，主滑方向?yàn)?49°，與高速公路呈斜交，交角約為32°?；潞缶壱曰卤跒榻?，左側(cè)以山脊為界，右側(cè)邊界位于21#～23#墩右側(cè)斜坡處，滑坡前緣以坡腳公路處堆積前緣為界。邊坡整體向坡腳公路發(fā)生沉降滑移，并于坡腳公路附近剪出?；缕矫娉叽缂s為120 m×170 m，滑體平均厚度約為14 m，滑坡面積為20 400 m2，滑坡體積為285 600 m3，屬中型-牽引式滑坡。

2.2 滑體特征

根據(jù)勘察及監(jiān)測(cè)結(jié)果，滑體物質(zhì)主要由填筑土、碎石土和含碎石粉質(zhì)黏土組成。填筑土主要成分為灰?guī)r與泥巖碎塊石，含量約為90%，直徑一般為2～50 mm，厚10～14.8 m；含碎石粉質(zhì)黏土的碎石、角礫含量為15%～40%，成分為泥巖、灰?guī)r，厚0.8～4 m；碎石土的碎石成分主要為泥巖、灰?guī)r，含量為60%～85%，直徑一般為20～50 mm，厚2～14.2 m。

2.3 滑帶（面）特征

根據(jù)本次勘察及深層位移監(jiān)測(cè)結(jié)果，滑坡滑帶（面）多沿覆蓋層及巖土界面滑動(dòng)。根據(jù)鉆孔資料顯示，滑坡體滑帶土為填筑土、碎石土和含碎石粉質(zhì)黏土，滑面（帶）埋深4～20 m。

2.4 滑坡機(jī)理分析

該滑坡屬中型-中層-牽引式-覆蓋層滑坡，根據(jù)綜合地質(zhì)分析，該滑坡形成原因如下：

（1）地形地貌：該邊坡為單斜坡，橋梁18#～20#墩目前所處的位置為山體中部相對(duì)寬緩地帶，地勢(shì)總體為后緣高前緣低。滑坡區(qū)后緣山體自然坡度較陡，而橋墩處又相對(duì)寬緩，這易于地徑流及雨水的匯集和下滲，為滑坡形成提供了基礎(chǔ)。

（2）地質(zhì)情況：滑坡區(qū)覆蓋層較厚，主要為填筑土、碎石土和含碎石粉質(zhì)黏土。土體松散，均勻性差，滲水性強(qiáng)，抗剪強(qiáng)度低。其中所含碎石、角礫成分主要為泥巖，遇水易軟化、崩解，加之下伏基巖為泥巖，中風(fēng)化泥巖為相對(duì)隔水層，在持續(xù)強(qiáng)降雨情況下，大量地表水下滲使土體強(qiáng)度降低，為滑坡形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）強(qiáng)降雨作用：滑坡區(qū)位于山體斜坡前緣，為匯水區(qū)。自2020年9月以來項(xiàng)目區(qū)持續(xù)強(qiáng)降雨，短時(shí)間內(nèi)地表水無法以地表徑流的形式排泄出場(chǎng)，大量地表水入滲至坡體內(nèi)部，使滑體含水量在極短時(shí)間內(nèi)迅速提高，致使滑體重度增大和滑帶土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)急劇降低，綜合導(dǎo)致滑坡發(fā)生。

2.5 滑坡體位移監(jiān)測(cè)

除地質(zhì)鉆探外，勘察過程中還布置了3個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)孔，每周測(cè)1次，用于滑面深度確定和主滑方向判斷及滑坡穩(wěn)定性狀況分析。

此次勘察采用了地質(zhì)調(diào)繪、地質(zhì)測(cè)量、地質(zhì)鉆探、取樣試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)等多種手段，對(duì)滑坡情況的調(diào)查較為清楚且完善。

貴州高速公路某特大橋滑坡勘察及處治探討/李 陽，張文勇

3 滑坡治理措施

3.1 滑坡計(jì)算與分析

為防止滑坡進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)須對(duì)滑坡進(jìn)行工程處治。根據(jù)反算所得參數(shù)，安全系數(shù)取1.2進(jìn)行計(jì)算，得出該滑坡的剩余下滑力為1 114.2 kN/m，設(shè)樁處下滑力為999.1 kN/m。

綜合考慮工期、經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等因素，確定治理范圍為特大橋右幅18#～21#墩。

3.2 支擋工程措施

3.2.1 抗滑樁

沿滑坡前緣設(shè)置抗滑樁，總計(jì)16根抗滑樁。其中A型抗滑樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為16 m，截面尺寸為1.8 m×2.4 m，樁間距為6 m，共5根；B型抗滑樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為16 m，截面尺寸為2 m×3 m，樁間距為6 m，共6根；C型抗滑樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為18 m，截面尺寸為2 m×3 m，樁間距為6 m，共5根。

3.2.2 花管注漿

在18#、19#、20#、21#橋墩前面布設(shè)三排花管注漿，處治范圍長(zhǎng)15 m，寬2 m。設(shè)計(jì)花管長(zhǎng)為20 m，縱向間距為100 cm，橫向間距為160 cm，呈梅花型布置。

3.2.3 擋墻

在滑舌前緣設(shè)置擋墻，擋墻高3 m，墻頂寬1 m，埋置深度為0.5 m，采用C20混凝土砌筑。

3.2.4 護(hù)腳墻

在18#、19#、20#、21#橋墩前側(cè)、花管頂部設(shè)置護(hù)腳墻，護(hù)腳墻高度與橋墩承臺(tái)底標(biāo)高齊平。擋墻頂寬1 m，面坡坡率為1∶0.25，背坡坡率為1∶0，材料采用C20混凝土。

3.2.5 鋼管樁加工字鋼+冠梁

在18#、19#、20#、21#橋墩前側(cè)、花管注漿下方（坡腳側(cè)）設(shè)置鋼管樁加工字鋼加冠梁。18#、19#橋墩處置范圍長(zhǎng)10 m，寬1.5 m；20#、21#橋墩處置范圍長(zhǎng)15 m，寬1.5 m。其中18#墩設(shè)計(jì)鋼管樁長(zhǎng)為22 m；19#、20#、21#墩設(shè)計(jì)鋼管樁長(zhǎng)為15 m。鋼管樁外直徑為159 mm，間距為0.5 m，整體呈梅花型布置。同時(shí)，鋼管內(nèi)放置12#工字鋼。

冠梁高1.5 m，寬1.4 m，材料采用C30混凝土。

3.3 截排水工程措施

在橋墩前部、后部及滑坡前緣均修筑截（排）水溝，攔截路基頂面的上坡地表流水，防止其流向滑體沖刷下部邊坡，同時(shí)考慮將滑體內(nèi)部的地表水引排至場(chǎng)區(qū)天然溝谷地帶。設(shè)計(jì)截（排）水溝凈尺寸為60 cm×60 cm，溝幫和溝底厚30 cm，材料采用C20混凝土。

通過以上措施形成規(guī)則的排水系統(tǒng)，以此將地表水排出滑坡區(qū)，同時(shí)加以裂縫封閉措施，避免坡體繼續(xù)受到雨水浸泡而加劇滑坡形成。

3.4 邊坡穩(wěn)定性分析與計(jì)算

邊坡治理后穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表1。由表1可見，治理后的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)明顯提高，滿足規(guī)范要求，且具有一定的安全儲(chǔ)備。

4 結(jié)語

本文通過調(diào)繪、鉆探、監(jiān)測(cè)等綜合勘察手段對(duì)貴州山區(qū)高速公路某特大橋滑坡進(jìn)行了詳細(xì)勘察，后續(xù)通過計(jì)算分析進(jìn)行治理設(shè)計(jì)，最終提出了抗滑樁+花管注漿+鋼管樁+冠梁+擋墻+截排水溝的綜合治理措施，并證明是行之有效的，為同類型工程的勘察、設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2022-10-20