龐皓杰

(廣西八桂工程監(jiān)理咨詢有限公司，廣西 南寧 530021)

0 引言

結(jié)合我國高速公路工程建設(shè)及運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，路塹滑坡是常見的地質(zhì)災(zāi)害形式，且分布范圍十分廣泛，地形陡峭且降雨豐富的地區(qū)發(fā)生公路路基邊坡滑坡失穩(wěn)的可能性非常大。通過對(duì)公路路基滑坡災(zāi)害機(jī)理及防止措施進(jìn)行研究，從而充分認(rèn)識(shí)滑坡產(chǎn)生機(jī)理并深入分析引起高速公路路基邊坡滑坡可能的原因，加強(qiáng)對(duì)高速公路路基邊坡地質(zhì)情況的勘察及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握邊坡失穩(wěn)及滑坡變形的形成原因及發(fā)展趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上，通過分析公路路基滑坡發(fā)生過程中所存在的復(fù)雜的物質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，采取切實(shí)可行的治理加固措施，達(dá)到有效治理高速公路路基邊坡滑坡的工程目的。

1 工程概況

柳州經(jīng)合山至南寧高速公路№1合同段起止樁號(hào)為K0+000～K18+600，線路長18.6 km，該公路段地處柳州市柳南區(qū)洛滿鎮(zhèn)境內(nèi)。線路按照雙向四車道設(shè)計(jì)，路基寬度為26.5 m，設(shè)計(jì)行車速度為120 km/h。柳州經(jīng)合山至南寧高速公路K10+340～K10+580段右側(cè)邊坡滑坡位于柳州市柳南區(qū)洛滿鎮(zhèn)境內(nèi)，地理坐標(biāo)位置為東經(jīng) 109°09′27″，北緯 24°21′25″。該滑坡分布高程為245～299 m，滑坡段左右及上下總長度分別為280 m和270 m，主要表現(xiàn)為圈椅狀形態(tài)，滑坡體平面面積約為60 000 m2，厚度在10～30 m，平均厚度約20 m，滑坡方量達(dá)到120×104m3，屬于深層推移式大型滑坡。

2 滑坡原因分析

為展開對(duì)該高速公路路基滑坡的有效治理，確保線路邊坡順利施工，對(duì)K10+340～K10+580段右側(cè)邊坡地質(zhì)情況進(jìn)行了勘探調(diào)查，基于此對(duì)滑坡形成機(jī)理及邊坡穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行了定性分析。滑坡段路塹自上至下地層巖性分別為第四系殘坡積層(Q4el+dl)、崩積層(Q4col)及石炭系下統(tǒng)大塘階(C1d)地層。結(jié)合補(bǔ)充地質(zhì)勘查資料和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該公路路基邊坡范圍內(nèi)巖土體物理力學(xué)參數(shù)取值具體見表1。

表1 巖土體物理力學(xué)參數(shù)取值表

該高速公路路基邊坡滑坡段一級(jí)邊坡出露地層主要為砂質(zhì)泥巖間夾薄層頁巖；二級(jí)邊坡出露地層為含礫石砂巖和泥巖；三級(jí)邊坡出露地層則為全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖薄覆蓋層。進(jìn)入雨季以來的持續(xù)性強(qiáng)降雨使坡面嚴(yán)重匯水，積水持續(xù)下滲后使巖土體達(dá)到飽和狀態(tài)，一級(jí)邊坡巖體出現(xiàn)明顯的地下水外滲，坡腳處大量積水。與此同時(shí)，坡腳飽和砂質(zhì)泥巖因長期受到上覆巖土體自重作用而出現(xiàn)剪切破壞[1]，致使路基邊坡出現(xiàn)淺表層坍塌。

滑坡目前處于蠕動(dòng)變形階段，滑坡范圍內(nèi)主要為長弄屯居民區(qū)，該路基邊坡滑坡的存在直接威脅到前緣在建柳州經(jīng)合山至南寧高速公路及滑坡體上居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，可將該滑坡體危害程度及防治工程等級(jí)確定為Ⅰ級(jí)，危害性非常大。為此，必須對(duì)該滑坡體進(jìn)行勘查治理。

3 滑坡治理及預(yù)加固

結(jié)合本公路路基地質(zhì)條件及類似工程邊坡加固實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)論證，提出以下路基邊坡滑坡治理及預(yù)加固方案：滑坡體前緣臨時(shí)回填反壓+前緣抗滑樁支擋+樁頂加筋土反壓+滑坡體排水+優(yōu)化原邊坡防護(hù)[2]。

3.1 前緣臨時(shí)回填

該措施主要用于高速公路施工期間路基邊坡滑坡段的臨時(shí)治理，以避免滑坡持續(xù)加劇后因滑坡體連通而形成貫通性滑坡，確保加固治理過程中施工的安全性。具體主要是在該公路路基開挖坡腳處回填堆土起到反壓作用，堆土頂部設(shè)計(jì)標(biāo)高為255～256 m，且填土高度至少應(yīng)為8 m，填土壓實(shí)度必須達(dá)到90%及以上。為便于后期樁基施工過程的順利進(jìn)行，抗滑樁施工過程中坡腳處開挖回填反壓填土標(biāo)高應(yīng)高出抗滑樁頂系梁，并使用透水性材料填筑回填反壓體底部1.0 m的區(qū)域，同時(shí)加強(qiáng)滲溝施工，確保坡面順利排泄?jié)B水。

3.2 抗滑樁雙排支擋

結(jié)合該公路路基滑坡段邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果，滑坡體體積較大，且滑坡體前緣滑動(dòng)力余值大，存在較大的引發(fā)滑坡體潛在滑動(dòng)的可能性。此外，滑坡體前緣即為公路路基，滑坡直接影響長弄屯住戶的人身財(cái)產(chǎn)安全，必須將抗滑樁雙排支擋增設(shè)在滑坡體前緣及其中部以增強(qiáng)加固效果。

該公路路基邊坡滑坡治理主要采用樁徑為2.5 m的門型雙排圓樁，按照4.0 m間距和5.0 m排距設(shè)置，鋼筋混凝土連系梁增設(shè)在樁頂，以形成門型排樁結(jié)構(gòu)。樁體為鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)樁長為20～30 m，通過C40混凝土澆筑，滑動(dòng)面以下鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)埋深應(yīng)不超出樁長的1/3。連系梁也采取鋼筋混凝土澆筑方式，矩形截面長和寬分別為2.5m和2.2 m?？够瑯稑俄敱仁┕て脚_(tái)高出4.0 m，連系梁頂部則和抗滑樁頂部高度一致。

為保證抗滑灌注樁成孔質(zhì)量，必須在成孔過程中、終孔后、混凝土灌注前均加強(qiáng)成孔質(zhì)量檢查，采用JL-IUDS(B)智能超聲成孔檢測(cè)儀進(jìn)行樁基幾何尺寸檢驗(yàn)，嚴(yán)格按照表2規(guī)定進(jìn)行成孔質(zhì)量控制。

表2 抗滑樁施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)表

3.3 樁頂加筋土反壓

在完成雙排抗滑樁支擋施工的基礎(chǔ)上，采用加筋土填筑樁頂平臺(tái)，填筑后按設(shè)計(jì)壓實(shí)度碾壓，按照2.0 m間隔在土層內(nèi)豎向設(shè)置1層鋼塑土工格柵，格柵主要通過錨筋錨固在邊坡，錨筋在格柵外部反包2.0 m寬度，坡比按照1∶1.2確定，坡面植草。同時(shí)在加筋土內(nèi)部增設(shè)L型排水溝，沿其底部和挖方邊坡坡面交界處，在加筋土內(nèi)側(cè)設(shè)置地下水碎石排水層。

3.4 地表封閉

該高速公路路基邊坡失穩(wěn)的主要誘因?yàn)橛晁偷乇硭霛B，為此，必須保證坡面地表排水及坡體排水系統(tǒng)順利運(yùn)行，以促使地表水、坡體滲水及時(shí)排出坡體外。方法是回填封閉地表開裂部位，并沿滑坡周界布設(shè)漿砌片石排水溝，起到攔截、引排地表徑流的作用，防止其進(jìn)入滑坡體結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

3.5 優(yōu)化原邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

本公路滑坡段右側(cè)路塹邊坡在滑坡發(fā)生前主要采用抗滑樁和兩級(jí)錨桿格梁結(jié)合的防護(hù)設(shè)計(jì)，樁長為20 m的抗滑樁按照5 m間距設(shè)置。結(jié)合邊坡穩(wěn)定性分析，采取設(shè)計(jì)方案治理并加固邊坡后路塹整體已達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)可取消滑坡治理前所設(shè)置的抗滑樁和錨索格梁，改為護(hù)面墻+植草護(hù)坡的防護(hù)結(jié)構(gòu)，以簡化加固過程，降低工程造價(jià)，提升生態(tài)效益。

3.6 排水工程

地表截水工程布設(shè)于滑坡后緣周界，順地形布設(shè)，設(shè)計(jì)總長度為344 m。為滿足村民日常生活排水需要，在滑坡體表面設(shè)置地表排水溝，設(shè)計(jì)總長度為535 m。根據(jù)匯水面積和擬設(shè)排水溝的工程地質(zhì)條件、溝道坡降的變化，排洪溝采用矩形斷面(0.4 m×0.4 m)，底板厚0.3 m，回填土的密實(shí)度≥85%。

4 加固效果評(píng)價(jià)

該高速公路路基邊坡滑坡發(fā)生于3月7日，于當(dāng)日開始進(jìn)行地質(zhì)勘查和加固治理方案的擬定，3月9日開始邊坡治理加固施工，持續(xù)至6月28日完成邊坡加固。在完成該高速公路路基邊坡滑坡段治理后采用北斗在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行治理加固效果及變形情況監(jiān)測(cè)[3]，Δx(E)表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)東西向位移，Δy(N)表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)南北向位移，Δz(U)則表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)縱向位移。通過分析代表性監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果(圖1)可知，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化較大的測(cè)點(diǎn)主要出現(xiàn)在滑坡治理期間，且變形主方向與滑坡滑動(dòng)方向吻合，在滑坡治理期間施工擾動(dòng)的影響下，位移量較小，待滑坡治理結(jié)束后邊坡恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)，完成抗滑樁施工后支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，滑坡治理效果較好。監(jiān)測(cè)期間，因GPRS數(shù)據(jù)傳輸通道存在擁堵，故部分時(shí)段監(jiān)測(cè)結(jié)果存在較大幅度波動(dòng)，但是這種短時(shí)波動(dòng)對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果并無較大影響。

圖1 監(jiān)測(cè)結(jié)果曲線圖

5 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)柳州經(jīng)合山至南寧高速公路№1合同段K10+340～K10+580右側(cè)邊坡滑坡發(fā)生過程、原因及治理加固措施的分析，主要得出以下結(jié)論：該公路邊坡路塹滑坡發(fā)生的誘因主要為地下水和地表水的下滲，故而在路基邊坡勘察設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)以滑坡嚴(yán)重段邊坡地質(zhì)情況勘探調(diào)查為重點(diǎn)，在勘察基礎(chǔ)上對(duì)滑坡形成機(jī)理及邊坡穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，基于此提出可行的滑坡治理及邊坡加固措施方案，防止滑坡風(fēng)險(xiǎn)的持續(xù)增大。對(duì)于包括本工程在內(nèi)的大多數(shù)高速公路邊坡治理工程而言，邊坡支護(hù)施作的滯后及臨空面長期暴露是推動(dòng)路塹邊坡滑坡發(fā)生的直接原因，故而在邊坡滑坡治理及預(yù)加固中必須加強(qiáng)組織管理，保證邊坡滑坡發(fā)生后滑坡原因調(diào)查、治理方案設(shè)計(jì)、病害區(qū)域開挖、前緣臨時(shí)回填、抗滑樁雙排支擋、樁頂加筋土反壓、地表封閉、原邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化及地表排水等治理防護(hù)過程井然有序地推進(jìn)，確保取得良好的治理加固效果。