復雜地質條件下滑坡工程整治處理措施

楊 洪 鴻

(福建省高速路橋工程有限公司，福建 廈門　361021)

0　引言

在武夷新區(qū)快速通道項目建設過程中，沿線邊坡開挖經常遇到地質條件復雜的巖質邊坡，由于工程地質條件的復雜性，在邊坡工程建設過程中經常出現(xiàn)各種邊坡病害。本文以快速通道一處典型復雜地質條件高邊坡滑坡工程治理為工程背景，在對該滑坡工程地質條件進行充分調查、總結的基礎上，分析復雜地質條件下滑坡的破壞特點、形成機制，提出滑坡治理的設計、施工要點，希望能對該類邊坡的設計施工提供經驗借鑒。

1　滑坡概述

武夷新區(qū)快速通道仙店互通CK0+117.856～MK48+725左側邊坡原設計最高為六級，采用預應力錨桿地梁結合TBS植草灌進行防護。2017年3月9日，該邊坡開挖至第二級平臺，錨固工程尚未施作前，MK48+620～MK48+725段邊坡出現(xiàn)開裂、下錯，見圖1。邊坡出現(xiàn)變形開裂后，通過現(xiàn)場踏勘和地質調繪，提出整治方案，通過刷坡放緩坡率(放緩至1∶1.25)，二、四級設置4 m寬平臺，將原設計的六級坡改成七級坡。

2017年10月，根據(jù)整治方案邊坡已基本刷坡開挖到位，且上部加固措施亦已基本到位。但10月23日，一級邊坡出現(xiàn)斜向剪切裂縫(多道裂縫)、坡面鼓脹，同時二、三級平臺下錯，下錯約1 m。邊坡上部其余平臺均出現(xiàn)不同程度的開裂、下錯現(xiàn)象，坡頂截水溝外側5 m左右出現(xiàn)開裂，裂縫寬約10 cm，且裂縫持續(xù)發(fā)展，具有整體滑動趨勢(大規(guī)模變形)，見圖2。

綜上可知，該邊坡的原有設計方案及變形后的處治方案均是不妥的，需進行詳細的調查、分析方能采用有效的針對措施。

2　滑坡工程地質概況

2.1　地層巖性

該路塹高邊坡自上而下主要分布地層有砂土狀強風化砂巖、碎塊狀強風化砂巖、中風化砂巖、碎塊狀強風化炭質泥巖、中風化炭質泥巖。現(xiàn)場邊坡風化砂巖具有粒狀碎屑結構，巖石碎屑含量高達40%～65%，顆粒間以孔隙式膠結為主，該類巖石遇開挖卸荷效應易滑塌；一、二階邊坡炭質泥巖呈粉砂狀結構，以基底式膠結及泥質接觸式膠結為主，巖石碎屑含量一般為5%～10%，這類巖石強度低，抗風化能力弱，遇水崩解軟化。

2.2　地質構造

1)巖性多變(軟硬互層)。

該邊坡巖性多變軟硬互層，因物質來源及沉積環(huán)境不同，巖石的物質組成、顆粒大小、膠結物質、膠結類型等均存在明顯差異。巖性及巖相的差異導致了邊坡各巖層力學性質的較大差異，呈現(xiàn)明顯的軟硬互層現(xiàn)象。

2)結構面發(fā)育。

該路塹邊坡屬沉積巖，具明顯的沉積韻律，由粗變細，較有規(guī)律。由于受沉積環(huán)境的影響，相變頻繁，層理較多，層理面光滑平整并往往富集云母、粘土等遇水軟化的礦物。巖層中的沉積間斷、膠結不良、風化作用、構造作用及邊坡開挖卸荷均可使路塹邊坡產生眾多的結構面。這些結構面破壞了巖體的完整性，使其強度降低，透水性增強。

3)軟弱夾層。

地勘資料表明，該滑塌路塹邊坡，水平巖層在彎曲與傾斜過程中，都發(fā)生過層間錯動，層間軟弱夾層在剪切力的作用下結構遭到破壞，裂隙增多，成為剪切破碎帶。在風化及水的長期作用下，層間剪切帶逐漸泥化，抗剪強度大幅度降低，成為該邊坡巖體中最軟弱，延伸最長的最大可能滑動面。該邊坡的破壞大多沿此泥化軟弱夾層發(fā)生。

3　變形機理

1)順傾結構。

根據(jù)現(xiàn)場調繪發(fā)現(xiàn)，邊坡發(fā)育有多組(65°∠16°，52°∠32°,90°∠41°,123°∠45°,145°∠69°)順傾不利結構面，多組順傾結構共同作用是造成該路塹滑坡的重要原因。

2)軟弱夾層。

邊坡有軟弱夾層存在，上部覆蓋透水性好的土層或上部巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育，形成良好的滲流通道，地表水沿滲流通道進入軟弱夾層，夾層富含粘土礦物，在水的作用下形成滑面。

3)防護不妥。

開挖時未及時防護或防護不到位是造成邊坡滑坡的間接原因。

4　整治措施

4.1　應急處理措施

1)對滑坡正下方50 m路基范圍內進行安全布控，禁止通行；

2)開展變形監(jiān)測工作，出現(xiàn)異常應及時向業(yè)主、監(jiān)理、設計等有關參建各方反饋；

3)對坡面裂縫進行封閉覆蓋處理，先采用粘土將裂縫表面封堵，再用防水薄膜覆蓋嚴實，防止雨水從裂縫處內滲導致巖土體泡水軟化而造成滑動面產生二次滑塌。

4.2　穩(wěn)定性分析

進行滑坡整治時須對滑坡當前穩(wěn)定性進行分析，本文選取代表性斷面MK48+635進行分析，采用邊坡工程專業(yè)軟件Geo-Slope進行滑坡穩(wěn)定性計算，見表1。

表1　各主要巖土層力學指標反算結果一覽表

根據(jù)計算結果可知(見圖3)，當前滑坡穩(wěn)定系數(shù)為0.987(與實際情況相符)，不滿足JTG D30—2015公路路基設計規(guī)范3.7.7條規(guī)定，須對邊坡進行加固。

結合現(xiàn)場揭示的地質情況、補勘地質資料和坡體變形情況，采用刷坡卸截、放緩坡率結合錨固工程加固進行處理，具體措施有：刷坡卸載、放緩坡率、錨固加固。

1)坡腳后退2 m，第一～三級刷坡坡率1∶1.25，其中在第一級平臺寬4 m，第二級設置10 m寬的平臺；第四～七級刷坡坡率為1∶1.5，平臺寬度2 m；

2)第一級CK0+144～MK48+689段采用滿布預應力錨索框架加固，錨索設計拉力為700 kN；

3)第二級MK48+598～MK48+673段采用交錯預應力錨索框架防護，錨索設計拉力為700 kN；

4)第三級MK48+608～MK48+673段采用滿布預應力錨索框架防護，錨索設計拉力為600 kN；

5)第四級靠近大樁號端部段落(MK48+656～MK48+673)采用滿布預應力錨索框架防護，錨索設計拉力為600 kN；

6)第五級MK48+609～MK48+671采用交錯預應力錨桿框架，錨桿設計拉力為350 kN，坡面TBS植草灌防護。

根據(jù)計算結果可知(見圖4)，刷坡卸載后滑坡安全系數(shù)為1.225，加固后安全系數(shù)為1.292，滿足JTG D30—2015公路路基設計規(guī)范3.7.7條規(guī)定要求，即一級公路邊坡安全系數(shù)為1.20～1.30。

4.3　排水工程

1)重新修筑截水溝，采用M7.5的漿砌片石砌筑，將地表水引入兩側自然沖溝或排入坡腳排水溝。

2)邊坡各級平臺采用擋水埂進行排水，并將平臺匯水通過急流槽排入坡腳邊溝。

3)滑坡第一級設排水平孔，間距5 m，長度15 m。可以根據(jù)現(xiàn)場情況適當調整間距及打設長度，但應確保出水率不小于50%。

5　結語

1)滑坡整治處理應在現(xiàn)場詳細的踏勘、調查的基礎上進行，通過現(xiàn)場一手資料對滑坡有個基礎的了解。

2)根據(jù)現(xiàn)場調查結果，深入分析滑坡產生原因、機理，滑坡現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，進行穩(wěn)定性分析計算時巖土體參數(shù)應以反算為主，并參考地勘參數(shù)取值。

3)根據(jù)滑坡穩(wěn)定性分析計算結果，采用經濟合理的整治加固措施。