桂林某市政道路K3+935 ～ K4+065 段滑坡機理分析及治理措施

肖琴

摘要：文章以桂林某市政道路K3+935～K4+065段滑坡治理工程為例，結(jié)合場地巖土工程條件，分析該滑坡變形及產(chǎn)生破壞的機理，并提出相應(yīng)的治理措施。

關(guān)鍵詞：滑坡;機理分析;治理措施

0 引言

隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴張，為了滿足城市交通的需要，市政道路交通工程也逐漸增多，且多處沿自然邊坡坡腳處開挖修建。但桂林市部分地段丘陵溝谷發(fā)育，且雨水較豐富，給市政道路路基回填土邊坡穩(wěn)定性造成很大的隱患。文章通過對該市政道路滑坡形成條件及機理情況詳細介紹，力求得出可供類似市政道路工程設(shè)計借鑒的工程經(jīng)驗。

1 工程概況

桂林市某市政道路K3+935～K4+065滑坡處治工程位于距市中心東北方向約12km處，滑坡長度約130m，坡高約10m，道路左幅K3+935～K4+065約2/3路面寬度產(chǎn)生開裂并發(fā)生滑動下沉（見圖1）。

2 滑坡場地巖土工程條件

2.1 氣象條件

桂林地處低緯，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。境內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，無霜期長，光照充足，熱量豐富，夏長冬短，四季分明且雨熱基本同季，氣候條件十分優(yōu)越。桂林三冬少雪，四季?；ǎ昶骄鶜鉁亟咏?9.1℃，年平均降水日數(shù)166d，連續(xù)降水最長日數(shù)30d，年平均降雨量為1887.6mm，年平均相對濕度為76%。全年風(fēng)向以偏北風(fēng)為主，平均風(fēng)速為2.2～2.7m/s，年平均日照時數(shù)為1447.1h。

2.2 地形地貌及周邊環(huán)境

該滑坡段道路場地原為丘陵地貌，自然邊坡地面高程約為101～112m，地形自東向西緩坡傾斜（坡角約10°～20°）。后經(jīng)修建市政道路，道路自南往北穿越丘陵坡腰及坡腳地段，路面設(shè)計標高約為110m，路基坡腳地面標高約為100m，路基堆填形成高約10m的填方路基邊坡，路基邊坡坡角約為20°～45°，地表少量植被覆蓋。其中路基邊坡坡腳中段修筑有擋墻，擋墻高約2.0m。路基邊坡滑移后滑塌長度約130m，開裂及滑動下沉路面寬度約4～12m，滑坡后緣拉裂縫寬度約30～50cm，沉陷高差約50～120cm，中段路基擋墻因坡體滑動已發(fā)生傾斜。

2.3 地層巖性

滑坡區(qū)地層主要由以下組成：

素填土（Q4ml）①：為市政道路路基填筑土，成分主要由黏性土及碎石組成，碎石約占10%～20%，雜色。因受路基邊坡滑動影響，土層力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)不均勻，其中滑坡體內(nèi)填土呈松散狀態(tài)，層厚1.20～9.40m，填筑年限2年。

黏土（Q3el）②：棕紅色、棕黃色，硬塑狀，黏性較好，局部含鐵錳質(zhì)氧化物，搖震反應(yīng)無，光澤反應(yīng)光滑，干強度高，韌性高，層厚0.50～4.20m。

強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖（E1-2）③：呈青灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖芯多呈短柱狀，局部呈碎塊狀，手扳可斷，裂隙少量發(fā)育，層厚3.30～8.00m。巖石的天然單軸抗壓在0.82～0.91MPa，平均值為0.87MPa，屬極軟巖，巖體完整程度為較完整，巖土基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。

中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖（E1-2）④：呈青灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖芯多呈短、長柱狀，節(jié)長20～40cm為主，最大揭露層厚9.50m。巖石的天然單軸抗壓在1.83～2.28MPa，平均值為2.08MPa，屬極軟巖，巖體完整程度為較完整，巖土基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

桂林市在地質(zhì)歷史發(fā)展中主要經(jīng)歷了印支運動、燕山運動和喜馬拉雅運動，經(jīng)多次抬升、破壞、溶蝕，形成了現(xiàn)今千姿百態(tài)的巖溶地貌。主要沉積有泥盆系、下石炭統(tǒng)及第四系地層。桂林地區(qū)位于桂林弧形構(gòu)造帶北段，地質(zhì)構(gòu)造比較簡單，絕大部分斷層和褶皺為印支期所形成，少數(shù)形成于燕山期或喜馬拉雅期。斷層按方向大體上顯示為近南北（部分呈弧形）、北東向、北西向和東西向四組，以前兩組為主，多屬逆斷層，部分為主干斷裂，只因多被第四系掩蓋出露零星。市區(qū)主[JP]要斷層有蘆笛巖斷層、堯山大斷層、雙潭圩斷層、龍家斷層、太平圩斷層等，其中雙潭圩斷層、龍家斷層二者大體控制了漓江河道的展布。市區(qū)主要褶皺有老人山背斜、甲山向斜及塘家灣背斜，而塘家灣背斜多被斷層破壞僅剩其一翼?；聢龅匚挥谙蛐睒?gòu)造盆地的北部，覆蓋層主要為第四系人工堆積素填土、殘積黏土層，下伏基巖為古近系內(nèi)陸湖相沉積泥巖，巖層傾角較平緩，場地內(nèi)未見有活動性斷裂構(gòu)造帶通過。滑坡區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組。

2.5 地下水特征

滑坡區(qū)地下水主要為分布于松散素填土孔裂隙中的上層滯水，初見水位為102.14～106.09m，穩(wěn)定水位為100.40～104.13m。由于地勢較高，儲水條件差，上層滯水主要受大氣降雨補給，季節(jié)影響變化很大，雨季時雨水沿滑坡土體裂隙徑流，向滑坡前緣坡腳溝谷低洼地段分散排泄為主。

2.6 巖土層物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)勘察原位測試、室內(nèi)巖土試驗和滑面反演計算等方法測定各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標見表1。

3 滑坡形成條件及滑坡機理分析

3.1 滑坡形成條件

地形條件：滑坡段場地擬建道路初期為丘陵斜坡坡腳處，呈東高西低態(tài)勢，后經(jīng)路基施工開挖回填，形成高約10m填土路基邊坡，邊坡坡面角度一般在20

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SymbolpB@，地形條件對邊坡穩(wěn)定不利。加之路基邊坡邊緣地段填土施工雖然采取一定的碾壓，但是由于邊坡臨空面的存在，缺乏側(cè)向約束力，邊坡邊緣淺部路基填土容易產(chǎn)生土體應(yīng)力松弛、力學(xué)強度降低，并且在車輛荷載作用下引發(fā)土體裂縫（隙）。

巖性條件：滑坡路段上覆地層主要以新近路基填土為主，成分主要由黏性土及碎石土組成。由于該土層含有一定量的碎石且具有一定的透水性，且滑坡區(qū)域位于左幅路面的邊緣地段，路面邊緣設(shè)置有排水溝或雨污水排水井等地表排水措施，因此填土層在地表水的滲透作用下容易造成土體軟化引起邊坡滑塌。

人類活動和強降雨等誘發(fā)因素：滑坡區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候環(huán)境，降水豐富。由于路基邊坡坡面未設(shè)置排水溝或骨架植被防護，地表水沿坡面土體縫隙下滲，一方面增加邊坡土體的重度，另一方面降低土體抗剪強度。當?shù)乇硭刂馏w裂隙面滲入，使得邊坡段的素填土含水量增大，土的粘聚力和內(nèi)摩擦角減小，并在土體間形成軟弱面。當上部土層荷重隨含水量的增大而增加到一定程度而軟弱界面處土層的抗剪強度減小到不能抵御上部土層下推力的作用時，邊坡體在巖土的自重作用及車載的附加壓力下，沿軟弱界面產(chǎn)生滑動，形成滑坡。

3.2 滑坡機理分析

經(jīng)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、測繪、鉆探及巖土測試試驗等工作，滑坡體范圍約為130×30m2，滑坡體厚度為3～7m不等，滑體體積約為20000m3左右。主方向為NW76°，有明顯滑坡裂縫，屬于小型推移式土質(zhì)滑坡。本工程滑坡的原因是路基邊坡坡腳一側(cè)臨空，邊緣地段填土由于缺乏側(cè)向約束力，土體應(yīng)力松弛、力學(xué)強度降低，在行駛車輛外荷作用下容易產(chǎn)生土體縫隙。加之桂林市雨水豐富，雨季時路基填土在地表雨水沿土體縫隙的滲透及浸泡軟化作用下，邊坡土層力學(xué)強度進一步降低，并在土體間形成軟弱面。當上部土層荷重隨含水量的增大，增加到一定程度，軟弱界面處土層的抗剪強度減小到不能抵御上部土層下推力的作用時，形成滑坡。

4 滑坡治理措施

4.1 改善邊坡的力學(xué)條件，增強邊坡穩(wěn)定性

在滑坡體前緣設(shè)置抗滑樁，以中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖④作為樁端持力層，樁端需進入中風(fēng)化粉砂泥巖④層一定深度，并按有關(guān)規(guī)定作好樁身強度及穩(wěn)定性設(shè)計，以增強坡體穩(wěn)定性，確保路基邊坡穩(wěn)定。

4.2 改善滑坡段坡體的土層力學(xué)強度，提高邊坡自穩(wěn)能力

由于受坡體滑動破壞，總體上滑坡段路基邊坡填土層結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強度較低，加固治理時可對滑動段填土層采取換填分層碾壓及設(shè)置適當?shù)耐凉じ駯糯胧?，以增強坡體土層抗剪強度，提高路基邊坡的穩(wěn)定性。

4.3 消除或減輕水對邊坡的危害

由于降雨產(chǎn)生的地表水對路基邊坡體穩(wěn)定影響大，采用骨架草皮路基邊坡坡面進行護坡，且坡面設(shè)置排水溝，在滑體坡腳外邊緣設(shè)置排水溝等邊坡截排水系統(tǒng)，引走由于雨水、河溝水或生活用水產(chǎn)生的地表水，使之不能滲入路基坡體，并修繕己破壞的地下排污管道及雨水管，消除或減輕水對邊坡的危害。

5 結(jié)語

該路基邊坡滑坡體范圍約為130×30m2，滑坡體厚度為3～7m，滑體體積約為20000m3，主方向約為NW76°，有明顯滑坡裂縫，屬于小型推移式土質(zhì)滑坡?；麦w嚴重威脅道路行駛車輛及人員安全，因此，必須采取積極有效的防治加固工程措施。該滑坡體前緣采取設(shè)置抗滑樁等上述治理措施后，通過一年多時間的運營使用結(jié)果反饋，滑坡體已處于穩(wěn)定狀態(tài)，證明該滑坡勘察設(shè)計成果可靠，措施可行。

參考文獻：

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