復(fù)雜地質(zhì)條件下滑坡體分區(qū)分段綜合處治的探討

孟 芹 何國(guó)華

(1.貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550001； 2.貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 工程概況

某高速公路CK0+828～XZK83+380段邊坡工程在山腰處切割山體，挖方高邊坡最高為41.72 m(CK0+976.249處)。場(chǎng)區(qū)表層殘坡積層碎石土，厚2 m～3 m，下統(tǒng)三迭系下統(tǒng)茅草鋪組(T1m2)白云質(zhì)灰?guī)r夾溶塌角礫狀白云巖，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育,強(qiáng)風(fēng)化層厚17.8 m～19.2 m，巖層產(chǎn)狀在100°∠16°。

1.1 地形地貌

場(chǎng)區(qū)植被較發(fā)育，路段區(qū)多為園林及耕地，基巖零星出露，場(chǎng)區(qū)海拔430.0 m～682.0 m，相對(duì)高差252.0 m；軸線通過(guò)段地面高程在506.0 m～540.0 m之間，相對(duì)高差24.0 m。地貌類型屬溶蝕—構(gòu)造型中低山地貌。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱之畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)。場(chǎng)區(qū)位于松坎向斜一翼，巖層產(chǎn)狀在75°～135°∠16°～70°。主要節(jié)理產(chǎn)狀有：265°∠25°，33∠75°兩組，多為密閉型節(jié)理，節(jié)理間距200 mm～300 mm。

1.3 原設(shè)計(jì)情況

邊坡第1級(jí)～3級(jí)采用1∶0.75放坡，第4級(jí)邊坡坡率1∶1，單級(jí)邊坡高度10 m，第1級(jí)、2級(jí)邊坡坡面采用錨桿框架植草防護(hù)，錨桿長(zhǎng)4.5 m～6 m，第3級(jí)邊坡坡面分段防護(hù)，CK0+828～CK0+935段采用錨桿框架植草防護(hù)，錨桿長(zhǎng)9 m，CK0+935～XZK83+380段采用錨索框架植草防護(hù)，錨索長(zhǎng)18 m～22 m；第4級(jí)邊坡采用錨索框架植草、錨桿框架植草防護(hù)，錨索長(zhǎng)22 m～26 m。CK0+960～XZK83+410坡口外5 m處設(shè)12 m長(zhǎng)鋼花管注漿，4排φ108鋼花管。

1.4 邊坡滑移現(xiàn)狀

挖方邊坡正在開挖第二級(jí)邊坡，三、四級(jí)邊坡已按設(shè)計(jì)坡率開挖完成。發(fā)現(xiàn)該邊坡CK0+880～CK0+945段后緣出現(xiàn)弧形貫通裂縫，與線路走向基本一致，長(zhǎng)約110 m、最大寬度約12 cm、最高錯(cuò)臺(tái)約10 cm、裂縫距路中線最遠(yuǎn)距離為110 m，如圖1所示。

2 破壞機(jī)理分析

2.1 滑坡規(guī)模

滑坡體位于C匝道測(cè)設(shè)基線CK0+860～CK0+950右側(cè)28 m～115 m范圍內(nèi)，沿測(cè)設(shè)基線方向縱向長(zhǎng)約90 m，寬約87 m，根據(jù)鉆探揭露，滑動(dòng)面深約13 m～18 m，滑坡面積約4 400 m2，滑坡體積約65 000 m3，該滑坡為中型滑坡。

2.2 變形特征

CK0+880～CK0+945段后緣出現(xiàn)弧形貫通裂縫，與線路走向基本一致，長(zhǎng)約110 m、最大寬度約12 cm、最高錯(cuò)臺(tái)約10 cm、裂縫距路中線最遠(yuǎn)距離為110 m，截至目前為止，該滑坡體前緣未見明顯的鼓脹及變形，為蠕變階段。依據(jù)地勘報(bào)告，滑坡體滑動(dòng)方向基本垂直于C匝道。

2.3 滑坡成因分析

1)線路從斜坡前緣通過(guò)，坡體的開挖卸荷，減小了坡體的抗滑力，破壞了坡體的自然平衡，坡腳失去約束。

2)滑體表層為含碎石粘土，下伏基巖為溶塌角礫巖，由于風(fēng)化強(qiáng)烈大部分已呈類土狀，地表水易下滲，在基巖面形成滯水帶，隨著浸水時(shí)間的延長(zhǎng)，土體抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步衰減形成初始滑移面。坡體受持續(xù)降雨補(bǔ)給，使下滑力不斷增大，滑面強(qiáng)度急劇下降，抗滑力也隨之下降；在后緣區(qū)產(chǎn)生下錯(cuò)。

該邊坡溶塌角礫巖全風(fēng)化層厚度大，其力學(xué)性質(zhì)差，為類土質(zhì)邊坡。邊坡開挖臨空加之連續(xù)暴雨，雨水下滲降低了土體抗剪強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致坡體后緣產(chǎn)生裂縫。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 計(jì)算理論

折線形滑動(dòng)和圓弧滑動(dòng)主要為堆積體路基，滑面基本沿著基覆界面，滑面(帶)呈折線形；軟土路基、覆蓋層和強(qiáng)風(fēng)化層較厚的軟質(zhì)巖邊坡。

采用綜合野外與室內(nèi)分析的潛在滑面來(lái)計(jì)算，滑面呈折線形，故采用折線形滑動(dòng)面計(jì)算公式，剩余下滑力按傳遞系數(shù)法計(jì)算。

3.2 加固前穩(wěn)定性計(jì)算

取最不利斷面CK0+880,CK0+901,CK0+938,CK0+828側(cè)翼進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算模型如圖2所示，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 計(jì)算結(jié)果

樁號(hào)潛在滑體工況安全系數(shù)剩余下滑力kN/m安全系數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)CK0+880CK0+901CK0+938CK0+828側(cè)翼滑面潛在滑面Ⅰ滑面潛在滑面滑面潛在滑面潛在滑面正常工況1.115153.881.30非正常工況1.070188.501.20正常工況1.136817.3071.30非正常工況1.011977.6041.20正常工況1.006697.121.30非正常工況0.959748.101.20正常工況1.0651 547.881.30非正常工況0.9891 612.311.20正常工況1.160430.8951.30非正常工況1.063587.0101.20正常工況1.0691 408.2811.30非正常工況1.0111 506.4291.20正常工況1.155788.901.30非正常工況1.098910.251.20

經(jīng)計(jì)算，在暴雨工況下，CK0+880斷面滑面安全系數(shù)為1.070，剩余下滑力達(dá)188.5 kN/m，正常工況下，安全系數(shù)為1.070，剩余下滑力達(dá)188.5 kN/m；潛在滑面安全系數(shù)1.011，對(duì)應(yīng)下滑力達(dá)977.604 kN，正常工況下，安全系數(shù)為1.136，剩余下滑力達(dá)817.307 kN/m，均不滿足規(guī)范要求。

3.3 分段分區(qū)處治方案

結(jié)合地質(zhì)勘察資料及穩(wěn)定性計(jì)算，對(duì)坡體進(jìn)行分區(qū)防護(hù)加固，分段治理。Ⅰ區(qū)起訖樁號(hào)為CK0+828～CK0+950段，為全風(fēng)化溶塌角礫巖，弧形貫通裂縫位于CK0+880～CK0+945段后緣，為主滑區(qū)域。Ⅱ區(qū)起訖樁號(hào)為CK0+950～XZK+380段，為強(qiáng)～中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r夾角礫巖，如圖3所示。

Ⅰ區(qū)：CK0+828～CK0+950段，第1級(jí)：CK0+828～CK0+865段第1級(jí)設(shè)1.8 m×2.4 m抗滑樁；CK0+865～CK0+950段第1級(jí)設(shè)2 m×3 m抗滑樁；坡體側(cè)緣設(shè)全埋式1.8 m×2.4 m抗滑樁；第2級(jí)：坡率1∶2～1∶0.75，先素噴6 cm，后采用錨索框架植草防護(hù)；第3級(jí)：坡率1∶2～1∶0.75，先素噴6 cm，后采用錨索框架植草防護(hù)；第4級(jí)：坡率1∶2，采用掛網(wǎng)噴混凝土及錨索框架植草防護(hù)，各級(jí)平臺(tái)寬度3 m。

Ⅱ區(qū)：CK0+950～XZK+380段第1級(jí)：維持原設(shè)計(jì)坡比1∶0.75，坡面錨桿框架植草防護(hù)；第2級(jí)：坡比1∶0.75，先素噴6 cm，后采用錨索框架植草防護(hù)；第3級(jí)：先素噴6 cm，維持原設(shè)計(jì)坡比1∶0.75及錨索框架植草防護(hù)；第4級(jí)：先素噴6 cm，維持原設(shè)計(jì)坡比1∶1及錨索框架植草防護(hù)，各級(jí)平臺(tái)寬度2 m。

3.4 支護(hù)后穩(wěn)定性計(jì)算

CK0+880,CK0+901,CK0+938進(jìn)行加固后經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，均滿足安全系數(shù)控制要求。

4 邊坡監(jiān)控

根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，結(jié)合地形條件等，采用的監(jiān)測(cè)方法有深部位移監(jiān)測(cè)及地下水位監(jiān)測(cè)、地表巡視，詳見表2，在滑坡方向軸線上，共布設(shè)上、中、下3個(gè)測(cè)點(diǎn)。

表2 監(jiān)測(cè)方法匯總表

5 結(jié)語(yǔ)

隨著山區(qū)高速公路的建設(shè)不斷向前推進(jìn)，受地形地貌的因素制約，部分路段走廊帶單一，高速公路的建設(shè)不可避免的切割滑坡體。如何讓滑坡經(jīng)濟(jì)、有效、安全的處治就顯得尤為重要，該邊坡處治完成后，歷經(jīng)兩個(gè)雨季，根據(jù)邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示為穩(wěn)定狀態(tài)，說(shuō)明該防護(hù)設(shè)計(jì)安全可靠，為今后的類似工程提供了借鑒。