某公路邊坡滑坡處治設(shè)計

李艷明

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 工程概況

該邊坡位于山西某高速公路K56+700—K56+900段，其以挖方形式從古滑坡中前緣通過，古滑坡中軸線與路線走向基本垂直，路基最大挖方高度約16 m。古滑坡土層巖性分布為上層為粉土，厚度約5 m，中層為黏土，厚度在9～29 m，下層為白云質(zhì)灰?guī)r、碎石土及殘積碎石土。據(jù)原勘察報告，此古滑坡系穩(wěn)定的滑坡，路基邊坡開挖后，經(jīng)監(jiān)測無向路基方向的位移和變形。成型4個月后，K56+700—K56+900路基右側(cè)邊坡在不良棄土堆載和降水侵蝕的共同作用下產(chǎn)生淺層滑坡，主要原因為棄土堆載路基右側(cè)邊坡沖溝，阻斷區(qū)域排水，形成匯集，造成排水不通暢，同時施工方開挖路基邊坡前未對原上邊坡卸載方案進行實施且無臨時排水設(shè)施，致使古滑坡復(fù)活，形成次生的淺層滑坡。經(jīng)現(xiàn)場勘察，距路基頂標高8 m處邊坡坡面出現(xiàn)明顯剪切面，剪出位移約10 cm；距路中心線206 m、236 m處出現(xiàn)大小牽引裂縫，裂縫寬度分別約為2.1 m和0.03 m。經(jīng)地質(zhì)鉆孔，在距巖面頂2～5 m處，ZK3、ZK6出現(xiàn)縮頸。

2 方案比選

由于古滑坡土石分界面出口處為碎石土層，具有良好的排水通道，排除邊坡坡體沿土石分界面滑動的可能，同時結(jié)合現(xiàn)場勘察和地質(zhì)鉆孔，認定坡體沿ZK3、ZK6的縮頸處及剪切面形成的連線而產(chǎn)生淺層滑坡。針對該邊坡滑坡擬定3個方案進行比選。

2.1 移線方案

由于路線從古滑坡體中前緣通過，且現(xiàn)坡體已經(jīng)不穩(wěn)定，為考慮運營安全和不繼續(xù)擾動邊坡，對路線整體向南偏移。但由于該段路線為穿越自然保護區(qū)路段，路線兩側(cè)為稠密的松樹，成材率很高，移線將會產(chǎn)生較大的破壞，未能征得林業(yè)主管部門的同意，同時大樁號方向的下紫玉2號大橋已經(jīng)修筑完畢，移線會導(dǎo)致該橋拆除重建，造成巨大經(jīng)濟損失和不良社會影響。因此，排除移線的可能。

2.2 抗滑樁+卸載方案

在路基右側(cè)坡腳處設(shè)置C30抗滑樁，樁的尺寸采用2×3 m，樁間距6 m，樁間出露部分采用漿砌片石護砌，同時對坡體進行部分卸載。通過邊坡穩(wěn)定及剩余下滑力計算，要求設(shè)計抗滑樁長25 m，漿砌片石約1 280 m3，卸載土約60 000 m3，方案總估算約1 423萬。

2.3 抬路線標高+卸載反壓+抗滑擋墻方案

在滿足公路線形指標的要求下抬高滑坡路段的路面標高，抬高最大高度約4.5 m，同時卸載部分滑坡體，回填反壓右側(cè)路基坡腳并設(shè)置抗滑擋墻，增加滑坡體的抗滑段。抬高路面標高后，路線影響長度約1 000 m，2座蓋板涵洞需要接長（已施工），一座天橋樁基需要加長（未施工），一座1×16 m空心板橋拆除重建（僅施工橋臺）。通過邊坡穩(wěn)定及剩余下滑力計算，在滿足各規(guī)范要求的情況下，方案總估算約654萬。

移線方案優(yōu)點是可以使路線徹底避讓滑坡體，保證運營安全；缺點是實施的難度、經(jīng)濟損失和不良社會影響都較大?？够瑯?卸載方案優(yōu)點是在不抬高路面標高的情況下，一次根治滑坡邊坡，路線線形指標較高；缺點是工程造價較高，施工難度較大，安全風(fēng)險較高等。抬路線標高+卸載反壓+抗滑擋墻方案優(yōu)點是工程造價低，施工較安全，難度較低等；缺點是需抬高路面標高，路線線形指標相對降低，部分構(gòu)造物需拆除重建。

綜合各方案的工程造價、實施的難易程度及施工安全性等，推薦采用抬路線標高+卸載反壓+抗滑擋墻方案進行邊坡處治方案。

3 方案設(shè)計

3.1 抬路線標高

在滿足公路線形指標的要求下抬高滑坡路段的路面標高，抬高最大高度約4.5 m，路線平面位置不變。

3.2 坡面卸載及下滑力計算

根據(jù)地質(zhì)鉆孔提供的該坡體存在的古滑動面和次生滑動面，結(jié)合古滑坡體的區(qū)域，對滑坡體的下滑段進行坡面卸載，卸載的厚度及范圍通過卸載后坡體的計算剩余下滑力小于零和現(xiàn)已存在的大小裂縫深度控制；同時禁止對其阻滑段的擾動和開挖。

3.2.1 計算參數(shù)取值

根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料提供的滑面處C、Φ及通過反算已滑坡的坡體，綜合取定C=9 kPa，Φ=10°。

3.2.2 下滑力計算

選取K56+756斷面進行計算，其中土的重度取18 kN/m3。根據(jù)現(xiàn)場勘察和地質(zhì)鉆孔，該坡體滑面呈折線型，故滑坡推力根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[1]按不平衡推力法公式進行計算。

式中：Fn、Fn-1為第n塊、第n-1塊滑體的剩余下滑力，kN；ψ 為傳遞系數(shù)；γt為安全系數(shù)，根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》[2]取 γt=1.25；Gnt、Gnn為第 n 塊滑體自重沿滑動面、垂直滑動面的分力，kN；φn為第n塊滑體沿滑動面土的內(nèi)摩擦角標準值，（°）；cn為第n塊滑體沿滑動面土的黏聚力標準值，kPa；ln為第n塊滑體沿滑動面的長度，m；βn、βn-1為第 n 塊、第 n-1 塊滑體與水平面的夾角。

通過計算，卸載后滑坡體剩余下滑力F10=-8.8 kN，滿足工程設(shè)計要求。

3.3 抗滑擋墻

為保證坡體有一定的安全儲備，在路基右側(cè)坡腳處設(shè)置漿砌片石抗滑擋墻，擋墻高2.5 m（地面以上1 m，頂寬1 m）。

3.4 回填反壓

為增大阻滑段的阻滑力，對已開挖的邊坡按填方坡率1∶1.5回填反壓，回填時分層回填并壓實，壓實度不小于94%，松鋪厚度小于30 cm。

表1 下滑力計算表

3.5 清除溝內(nèi)棄土

為保證日后公路運營安全和坡面排水的通暢，防止積水，影響路基右側(cè)邊坡穩(wěn)定性，應(yīng)清除K56+850—K56+950段右側(cè)溝內(nèi)棄土至原地面標高。

3.6 坡頂裂縫處理

卸載施工完成后，若坡面上還存在裂縫時，采用6%灰土回填封閉裂縫，回填灰土需壓實，壓實度不小于93%。

3.7 仰斜式排水管

仰斜式排水管結(jié)合抗滑擋墻泄水孔每給5 m設(shè)置一處，排水管采用φ150帶孔PVC管，長度20m。

3.8 監(jiān)測

建立變形觀測系統(tǒng)。在K56+727、K56+756、K56+791、K56+820斷面頂部、中部和下部分別設(shè)置3個觀測樁，共9個。施工期間施工方應(yīng)安排專人對該段路基邊坡體進行人工巡視，若發(fā)現(xiàn)裂縫擴大或延伸，應(yīng)及時通知施工人員停止施工，防止事故發(fā)生。在運營期間，應(yīng)做好地表位移觀測，前6個月每月一次，以后每3個月一次，周期為2年。

3.8.1 邊坡穩(wěn)定控制標準

邊坡穩(wěn)定性評價主要根據(jù)以下幾點進行綜合判斷：

a）最大位移速率小于2 mm/d；

b）邊坡開挖停止后位移速率呈收斂趨勢；

c）坡面、坡頂有無開裂，裂縫的變化趨勢如何。

3.8.2 邊坡人工巡視

邊坡應(yīng)堅持每天安排人進行巡視，巡視的主要內(nèi)容包括：

a）邊坡地表有無新的裂縫、坍塌發(fā)生；

b）地表有無隆起或下陷，滑坡體后緣有無裂縫，前緣有無剪出口出現(xiàn)，局部楔形體有無滑動的現(xiàn)象；

c）邊溝、截水溝是否通暢，排水孔是否正常。

4 施工注意事項

a）施工前完善臨時有效的截排水設(shè)施，防止降水在坡體范圍內(nèi)聚積下滲，降低土體的抗剪強度。

b）抗滑擋墻施工前先對坡體進行部分卸載，卸載的土方臨時堆放在路基右側(cè)坡腳處進行臨時反壓，待抗滑擋墻施工完畢及回填土方壓實形成穩(wěn)定邊坡后再清理。

c）抗滑擋墻施工時基礎(chǔ)開挖每段長度不超過5 m并采用隔段開挖，施工完畢一段后再開挖下一段基礎(chǔ)基坑。

5 結(jié)束語

隨著高速公路的發(fā)展，高速公路基本向山區(qū)邁進，隨之而來高速公路的建設(shè)地形地質(zhì)情況越來越復(fù)雜，也難免遇見邊坡滑坡的情況。針對這種情況，應(yīng)該進行充分的工程方案比較，結(jié)合工程造價及施工難易程度最終確定工程方案。