貴州水城某高速公路滑坡穩(wěn)定性及支護分析

熊贇，何松標

（1.貴州省智恒交通設計院有限公司，貴州 貴陽，550001;2.貴州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，貴州 貴陽，550001）

2020 年9 月初至中旬貴州水城地區(qū)降雨集中，夾有特大暴雨，該地區(qū)某高速公路K194+020～K194+100路段發(fā)生滑坡地質(zhì)災害，路段左半幅路基沉降、滑移開裂，路基填方坡腳抗滑樁傾斜變形；坡面上出現(xiàn)較多裂縫，嚴重影響周邊人員交通出行及物資運輸往來。本文通過對滑坡區(qū)進行地質(zhì)勘察，對滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件進行分析，總結(jié)出滑坡致災機理，對滑坡成因進行剖析；通過對滑坡區(qū)穩(wěn)定性分析可知滑坡區(qū)在部分工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，進而提出相應治理措施進行加固，治理措施經(jīng)濟合理，對貴州其他地區(qū)類似工程具有借鑒價值。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)背景

滑坡區(qū)位于烏蒙山脈東南側(cè)，整體以山地為主，還有盆地、高原、臺地等地貌類型。災毀路段位于玉舍-阿嘎北西-南東走向山嶺東側(cè)斜坡上。

災毀區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候，年平均降水量1100mm，2020 年6-9 月降雨集中，偶夾極端暴雨天氣。根據(jù)資料記載，2020 年9 月10 日，24 小時內(nèi)降雨量達144.5mm，屬大暴雨量級。

災毀路段上覆土層為人工填筑土（Q4me）、含碎石粘土（Q4el+dl），下伏基巖為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）泥巖夾砂巖、炭質(zhì)泥巖與煤層。

圖1 滑坡工程平面圖

圖2 滑坡1-1＇剖面圖

2 滑坡區(qū)基本特征

2.1 滑坡形態(tài)與規(guī)模

滑坡區(qū)所在位置為一山體斜坡，斜坡縱向呈階梯狀，路基右側(cè)以上斜坡坡度較緩，路基左側(cè)斜坡坡度較陡，橫向凹凸相間，左、右兩側(cè)為微突出的山脊。根據(jù)滑坡體滑動特征，將其分為滑坡Ⅰ區(qū)與滑坡Ⅱ區(qū)，各滑坡范圍如圖3 所示：

圖3 滑坡區(qū)全貌圖

路段K194+020～K194+100 為一填方路基，路基右側(cè)為居民區(qū)，路基左側(cè)小樁號至大樁號方向原設置有11 根1.5*2.0m 矩形抗滑樁，強降雨期間該路段左半幅路基沉降、滑移開裂，路基左側(cè)抗滑樁傾斜變形，見圖4。

圖4 原有抗滑樁失效圖

2.2 滑坡物質(zhì)分析及結(jié)構(gòu)特征

滑體：由地面地質(zhì)調(diào)查及鉆探資料可知，滑體主要為第四系覆蓋層（填筑土、含碎石粘土），因碎塊石粒徑、含量及排列方式不同，呈現(xiàn)明顯的各向異性。

滑床：滑坡后緣及前緣位置的滑面在覆蓋層土體內(nèi)，其余滑面基本為土、巖接觸面?；鎺Ш駭?shù)厘米，因其下為隔水層而導致滑面帶土體經(jīng)常性飽水。

3 滑坡影響因素分析

通過對該滑坡區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查，綜合分析引起本次滑坡的主要因素為：

（1）該滑坡區(qū)域左右兩側(cè)為微凸山脊，降雨時大量雨水匯集于該滑坡凹槽區(qū)域內(nèi)，使路基左側(cè)斜坡覆蓋層土體自重增加，土體浸水軟化使其抗剪強度降低；

（2）下伏基巖為泥巖夾砂巖，為隔水層，降雨時下滲的雨水遇基巖隔水層后沿土巖分界線向下坡方向流動，使巖土分界線位置的土體快速軟化，抗剪強度降低；

（3）滑坡Ⅱ區(qū)坡體先發(fā)生滑動使滑坡Ⅰ區(qū)前緣失去支撐，引起了滑坡Ⅰ區(qū)坡體的滑動。

根據(jù)已掌握的資料分析可知，因滑坡區(qū)排水不暢，短時間內(nèi)的暴雨影響作用下，滑坡區(qū)土體快速軟化，孔隙水壓力增大，地基承載力降低，造成原有抗滑樁發(fā)生外傾。本階段對滑坡Ⅰ區(qū)后緣進行支擋可滿足交通安全的目的，同時也較為經(jīng)濟合理。

4 滑坡區(qū)穩(wěn)定性分析

根據(jù)病害特征以及勘察情況，對S216 線K194+020-K194+100 段災毀恢復重建項目K194+051 斷面采用理正巖土進行計算。計算選取參數(shù)值參照工程地質(zhì)勘察報告，具體參數(shù)如下表1 所示。

表1 巖土物理力學參數(shù)表

滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果如表2 所示。經(jīng)計算可知，邊坡在正常工況時1.05 ≤Fs=1.081 ＜1.20，為基本穩(wěn)定狀態(tài)；非正常工況時Fs=0.985 ＜1.0，為不穩(wěn)定狀態(tài)。該滑坡區(qū)穩(wěn)定性受季節(jié)性影響，路基處于滑坡中后部，隨著雨季來臨，坡表匯水，該滑坡存在繼續(xù)滑動隱患，影響路基穩(wěn)定。

表2 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

5 滑坡治理方案

5.1 治理措施選擇

該路段治理工程設計的基本原則是，通過采取綜合工程措施[1-6]，一次根治，不留后患。根據(jù)災害的特點，本次治理工程需滿足施工便利，安全性高，不引發(fā)新的地質(zhì)災害等。

5.2 治理措施簡介

針對該路段的變形特征、性質(zhì)、物質(zhì)組成特征、施工特征及所保護的對象等綜合分析，本著技術可行、經(jīng)濟合理的原則對病害段進行如下治理：

（1）針對原 有抗滑 樁失效問題，在K194+049.8～K194+060 段路基左側(cè)設置3 根抗滑樁；針對滑坡區(qū)工程條件，在K194+044.8～K194+064.8 段路基底部設置微型鋼管樁承臺，其上設置鋼筋混凝土板；

（2）K194+028-K194+051 段路基受此次滑坡影響，左側(cè)路基掏空，故在距路基邊緣3m 處設3m 高C20 片石砼路堤墻，采用C25 砼擴大基礎，采用微型鋼管樁加固地基；

（3）針對滑 坡區(qū)排 水不暢現(xiàn)象，恢 復K194+042-K194+068 段路基右側(cè)損壞邊溝，邊溝置于鋼筋混凝土板上方，采用C25 砼澆筑。

具體治理措施示意見圖5 所示。

圖5 剖面治理措施圖

6 結(jié)論

本文通過對某滑坡成因分析以及穩(wěn)定性評價，設計出治理措施，得出以下結(jié)論：

（1）對滑坡區(qū)地質(zhì)勘察，分析工程地質(zhì)條件后，結(jié)合實際情況基本查明強降雨及長期降雨是主要影響因素，滑坡區(qū)排水不暢，原有抗滑樁失效導致滑坡產(chǎn)生。

（2）結(jié)合穩(wěn)定性分析結(jié)果，從經(jīng)濟、穩(wěn)定等方面考慮，對滑坡區(qū)設計了治理方案，治理措施穩(wěn)定可靠，能滿足正常需求。