孟晉杰 楊建強

【摘要】：本文在野外工程地質(zhì)調(diào)查與巖土工程勘察的基礎上，對"合興滑坡"采用定性數(shù)值模擬分析方法，分析了滑坡產(chǎn)生的機理、類型及特征，表明該滑坡的類型屬強風化泥巖夾土中厚層滑坡?；抡w在自然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，后期由于路基開挖施工，破壞了原地面臨界穩(wěn)定狀態(tài)，在坡體自重及地下水及巖層順層間潤滑泥作用下，出現(xiàn)了滑坡。通過采取清方、抗滑樁、排水、坡面防護對滑坡進行了綜合治理，并對滑坡體進行動態(tài)監(jiān)測。

【關鍵詞】：滑坡；穩(wěn)定性分析；數(shù)值模擬；抗滑樁

1引言

"合興滑坡（路線樁號K104+060～K104+287）"深挖路塹位于德江縣合興鎮(zhèn)中寨村東南側(cè)，沿軸線地面高程858.95～887.44m。該段長約227m，線路設計路面高程859.29～862.83m，長236m，坡度2.0%，按設計高程開挖后，軸線左側(cè)最大挖方深度約34.48m。單幅路基設計寬度為10.75m，設計挖方邊坡坡比為1：0.75～1：1.0。

2地質(zhì)環(huán)境條件

2.1區(qū)域地質(zhì)概況及地層巖性[1]

路塹區(qū)出露地層巖性主要有殘坡積層粉質(zhì)粘土、志留系下統(tǒng)龍馬溪群頁巖及奧陶系中上統(tǒng)泥質(zhì)灰?guī)r。

2.2地質(zhì)構(gòu)造[1]

路塹區(qū)位于寬平正斷層東側(cè)上盤，該段線路走向與寬平正斷層走向平行，路塹區(qū)距離斷層面約150m，巖體受斷層影響，擠壓破碎嚴重，層面撓曲，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部充填有粘性土。受斷層影響路塹區(qū)節(jié)理裂隙發(fā)育，均以高陡傾裂隙為主。

3滑坡基本特征及穩(wěn)定分析評價

3.1滑坡基本特征

滑坡變形區(qū)平面形態(tài)呈半圓形，前緣以開挖邊坡坡腳線為界，后緣以最后一道張拉裂縫為界，兩側(cè)以微地貌沖溝為界，縱長約145m，寬約215m，平面面積約2.44×104m2，平均厚度約為10m，體積約24.4×104m3。

3.2邊坡變形宏觀分析評價

（1）變形特征

據(jù)當?shù)卮迕穹磻吰律喜砍霈F(xiàn)裂縫后，施工單位立即對整個邊坡進行排查并布置了監(jiān)測工作量，邊坡頂部距離坡頂開挖線100m范圍內(nèi)呈現(xiàn)多條裂縫，后緣線裂縫寬約2～3cm。根據(jù)監(jiān)測資料及常規(guī)排查，坡頂裂縫不斷增加，并逐步向后源擴散，已有裂縫寬度逐步加寬，并向兩側(cè)延伸，表明該路塹邊坡已處于蠕滑變形階段。半個月后邊坡體后緣裂縫較之前延伸了5～10m，新后緣裂縫寬3～5cm。山體后緣上方民房出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，但周圍未發(fā)現(xiàn)裂縫痕跡。

（2）變形破壞的模式

線路位于斜坡前緣，其走向與邊坡延伸方向及寬平正斷層走向一致，線路施工開挖斜坡前緣，并在其左右兩側(cè)形成路塹邊坡，尤其在線路左側(cè)形成高達30m的巖質(zhì)邊坡。

邊坡開挖坡體前緣（前緣減載），破壞了巖土體原有的應力平衡狀態(tài)，在邊坡臨空面及坡腳一帶因應力釋放產(chǎn)生卸荷，破壞了邊坡巖體的完整性，降低了坡體的抗滑力。路塹左側(cè)開挖邊坡坡向為291°22'，形成的邊坡主要為順向坡，傾角約為10～15°。邊坡巖體為頁巖，薄層狀構(gòu)造，性脆，為軟質(zhì)巖，易崩解開裂，且?guī)r體受構(gòu)造影響，局部撓曲，陡傾裂隙發(fā)育，巖體被切割呈塊狀。經(jīng)鉆孔揭露，強風化層中多見泥化夾層，個別中風化鉆孔見泥化夾層。

（3）穩(wěn)定性宏觀判斷及發(fā)展趨勢

經(jīng)工程地質(zhì)調(diào)繪及調(diào)查訪問知，天然斜坡未見明顯變形跡象，處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)?，F(xiàn)坡頂上方產(chǎn)生多條張拉裂縫，僅在兩側(cè)邊緣見微量剪切裂縫，在停止施工后，坡體上已有裂縫緩慢張開向兩側(cè)延伸貫通外，后緣未繼續(xù)向后發(fā)展，表明開挖邊坡現(xiàn)狀處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。但邊坡在風化卸荷等內(nèi)營力作用下，在降雨入滲、震動等外營力作用下，其物理力學性質(zhì)將進一步降低，其穩(wěn)定性將進一步降低，邊坡可能產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。

4滑坡穩(wěn)定性分析

本文采用數(shù)值模擬軟件ANSYS分析"合興滑坡"的穩(wěn)定性。目前南方大部分滑坡都是在多雨季節(jié)連續(xù)強降雨導致的，本次通過計算對滑坡在自然狀態(tài)和開挖施做抗滑樁后的兩種狀態(tài)的邊坡穩(wěn)定性都進行了計算分析其穩(wěn)定性。

4.1數(shù)值模擬分析滑坡穩(wěn)定性

（1）模型建立

邊坡模型左右邊界采用法向約束，底部采用固定端約束，共同構(gòu)成模型的邊界條件，上部滑坡體和下部基巖的接觸面采用Targe169和Conta172進行模擬。

（2）結(jié)果分析

①Y方向應力

通過從分析可知滑坡體在抗滑樁施做前Y方向最大應力位于邊坡中部坡率最大處，滑坡體從上層到下層逐漸增加，抗滑樁施做后在Y方向應力減少約47%，這表明滑坡體下滑力大大減少，抗滑樁起到的巖土體下滑的作用。

②XY方向剪應力

通過分析可知滑坡體XY方向最大剪應力位于滑坡體中上部和中下部坡率發(fā)生陡變處，這表明滑坡體將在這兩個位置開始發(fā)生剪切破壞進而發(fā)生滑坡剪出，本次滑坡體就是在路基邊坡開完后未及時支護導致剪應力集中并在坡面連通后發(fā)生滑坡。施做抗滑樁后剪應力發(fā)生了重新分布，最大剪應力發(fā)生在兩排抗滑樁的底部，滑坡體的剪應力大大減少。保證了滑坡體不發(fā)生剪切破壞，保證了滑坡體的穩(wěn)定。

③總位移

通過分析可知滑坡體最大位移位于滑坡體中部，并往坡腳處逐漸減小，在施做抗滑樁前，滑坡體將從邊坡中部開始產(chǎn)生蠕變滑移并逐漸產(chǎn)生滑坡，在施做抗滑樁后由抗滑樁抵抗下滑力，使其位移減少將近50%，保證邊坡的穩(wěn)定安全性。

5滑坡治理方案

上述數(shù)值模擬表明該天然斜坡在自然狀態(tài)下是穩(wěn)定的，在邊坡開挖后飽和狀態(tài)下是不穩(wěn)定的，因此該路基邊坡在開挖發(fā)生滑坡后采取了進行"滑坡清方+放緩坡率+兩排抗滑樁+治水+坡面防護"的綜合治理方法。

5.1清方、放緩坡率及防護方案

變更后設計邊坡坡率第1、2級1：1采用錨索框架梁防護，第3級1：1.5采用錨桿框架梁防護，第4級1：1.75，第五級1：2，第四、五級采用人字形骨架植草防護。邊坡應嚴格按照開挖一級、防護一級的順序施工，結(jié)合永久性排水設施做好施工期間的臨時排水工作。若雨季施工，開挖后須采用臨時遮蓋或其他措施；對坡面進行及時防護；同時按設計要求加強邊坡施工開挖過程中監(jiān)測工作。

5.2抗滑樁方案

從滑坡區(qū)的地形地質(zhì)條件、滑坡的性質(zhì)、推力及安全等因素綜合考慮，本滑坡治理時采用兩級排抗滑樁進行支護，分別阻抗現(xiàn)狀邊坡滑移面和開挖至設計路面潛在滑移面。

5.3治水

水是導致山體滑動的關鍵，必須將供給滑動帶的水源予以切斷?；潞缶壛芽p地表水入滲是危害滑坡的主要因素，宜在滑坡后緣以外設置環(huán)形截水溝，以攔截和旁引滑坡范圍外的地表水，使之不進人滑坡區(qū)；在滑坡體表面上修建樹枝狀排水系統(tǒng)，在邊坡下部采用仰斜式排水孔系統(tǒng)，盡快將地下水排出，以達到排水疏干的效果，增加滑坡巖土體的抗滑力。

6結(jié)論與建議

本文通過針對路塹開挖后滑坡的成因機理、穩(wěn)定性分析、治理方案等定性、定量研究，得到以下結(jié)論：

（1）本滑坡屬強風化泥巖夾泥的牽引式滑坡；

（2）在天然狀態(tài)下，該滑坡整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但穩(wěn)定安全儲備不高，在路塹開挖后未及時進行支護，再遇上在連續(xù)降雨很容易導致其發(fā)生滑坡，因此對于強風化頁巖、泥巖等軟質(zhì)巖高邊坡在設計時要加強勘察、設計防護、施工的規(guī)范性，以防滑坡事故的發(fā)生；

（3）采用"滑坡清方+放緩坡率+抗滑樁+治水+坡面防護"的綜合治理方法治理，采用人工挖孔灌注樁作為該工程支擋措施；坡頂上部截流堵源，坡體內(nèi)排水疏干；夯實坡面，并采用骨架植草護坡；

（4）目前沿河至榕江高速公路項目部已對該滑坡進行了變形監(jiān)測，建議在下一步施工時開挖后及時支護，加強對滑坡的動態(tài)監(jiān)測。

參考文獻

[1]沿河至榕江高速公路工程地質(zhì)詳細勘察報告.北京.中交一公局公路勘察設計院有限公司.2013

[2]DZ/T0218-2006滑坡防治工程勘查規(guī)范

[3]候運秋，劉代全.某高速公路傾斜基底高路堤滑坡機理分析與治理[J].公路