某高速公路挖方路基滑坡成因分析及治理措施

总第２６５期　２０１４年第４期　交通科技　Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．２６５　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１４　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　某高速公路挖方路基滑坡成因分析及治理措施　张位华　刘朝跃　（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　５５００１８）　摘　要　以公路路基边坡滑坡为实例，对存在多层滑动面的大型中层滑坡采用深层位移监测手段　等勘察方法，准确获取了滑动面位置，为此类勘察及治理难度较大滑坡的治理工作提供了可靠的　保障。运用分段治理的主要思路，主要采用了抬高路基反压、路基右侧设置支挡、滑坡中部采用抗　滑桩支挡、加强地表及滑坡体内排水等多种综合治理措施，达到了很好的治理效果，做到了合理节　约投资，取得了良好的治理效果。　关键词　滑坡成因　变形监测　治理措施　该滑坡位于某公路Ｋ５５＋１１０～Ｋ５５＋４６０段　右侧，该边坡原设计最高为２级，每级８　ｍ。在施　工过程中，当路槽开挖至一级坡面时，路基中线右　侧２Ｏ～５４　ｍ处出现张拉裂缝，二级坡面上出现　岩裂隙水。前者赋存于上覆松散土体中，主要为　上层滞水，埋藏较浅；后者主要赋存于岩体节理裂　隙中，为强含水岩组。场区地下水多为大气降水　补给。由于场区汇水面积较广，含水层厚度大，隔　剪除口；随后经研究决定，在路基右侧采用２０根　抗滑桩进行治理，但随着路槽开挖的进行，抗滑桩　也出现较大变形、桩顶最大位移达２．６　ｒｎ，同时边　水层埋藏深，受季节影响小，雨水下渗后在含水层　内长期富集，因此坡体内地下水极为丰富。当坡　体受地形切割或遇局部隔水层凸起时，地下水则　溢出地表以泉眼、渗水等形式出现。据调查，滑坡　区多处可见泉点及民用水井，流量一般约０．０５　坡最远处裂缝达到路基中线右侧１５８　ｍ，坡体上　部民房开裂，情况危急。为了查明滑坡区工程地　质条件，确定滑坡规模、影响范围及深度，以便提　出合理的治理措施，采用了工程地质调绘、钻探、　深层位移监测等综合手段进行勘察，通过对该滑　坡成因的充分认识，采用抗滑桩、抗滑挡墙、抬高　路基标高以及反压回填等多种治理措施进行综合　治理。　Ｌ／ｓ，无色透明。根据钻孔水位测量以及村民抽　水井稳定水位揭示，地下水埋深一般在３．５～５　ｍ　之间。　１．３滑坡规模及物质组成　滑坡主滑方向约３０６。，滑坡沿线路长约３５０　ｒｎ，主滑方向长约１５８　ｍ，面积约３１　６００　ｍ　。据　钻探及监测数据显示，滑面一般埋深１４～１７　ｍ，　１　滑坡地质特征及变形监测　１．１滑坡地貌特征　滑坡区原始地貌为单斜缓斜坡地形，自然坡　度１４。～２５。。滑坡范围内地面裂缝明显，多集中　最大埋深约２０　ｍ，滑体总体积约４７万ｍ。，属大　型中层滑坡ｒ】］。滑坡体由含碎石粉质粘土及全、　强、中风化粉砂质泥岩夹泥岩组成。　１．４滑坡体变形监测　主要采用地表巡视及深层位移监测手段进　行。由于存在多个剪除口，且路基边缘已有凸起　在滑坡中部及后缘，多为拉张裂缝，总体呈弧形，　距离路基中线最远约１５８　ｍ，最大缝宽达１　ｍ，垂　直位移１５～４Ｏ　ｃｍ，局部达１５０～２００　ｃｍ，周界裂　缝基本贯通，滑坡平面上呈扇形。　１．２滑坡区水文地质条件　滑坡区地下水类型为第四系松散孔隙水及基　收稿日期：２０１４—０３一Ｏ４　现象，为了精确地测得滑动面具体深度，本次对滑　坡共布设了１５个深层位移监测孔。监测结果见　表１，位移曲线见图１，监测主滑断面见图２。　９２　张位华　刘朝跃：某高速公路挖方路基滑坡成因分析及治理措施　２０１４年第４期　表１滑坡监测数据　孔号　监测滑面深度　监测深度　累计位移　／ｍ／ｍ　／ｒａｍ　备注　ＪＣＫ１　２０．０　６２．２３　已剪断　ＪＣＫ１＋ｌ　２０．０　１１．３２　已破坏　ＪＣＫ３　２１．５　９．０２　ＪＣＫ４　２５．５　２８．０９　ＪＣＫ４＋２　１９．０　５．２５　已破坏　ＪＣＫ４＋３　无明显位移　ＪＣＫ５　５１．２４　ＪＣＫ６　２２．２９　ＪＣＫ８　８９．７８　已剪断　ＪＣＫ８＋１　９．１０　ＪＣＫ９　１２．８７　ＪＣＫ１０　１４．８１　ＪＣＫ１２　３．３２　ＪＣＫ１３　１０．１６　２０１３—０７—０８—一２Ｏｌ３一Ｏ７—１５　一２Ｏｌ３一Ｏ７—３０　深度／ｍ　图１　ＺＫ６深层位移监测曲线　＼皇　　掣　键　图２滑坡主滑断面　据地表观测、监测孑Ｌ监测数据结果综合分析，　滑体滑动速率受降雨以及施工扰动因素影响较　大，路基开挖过程中，滑坡变形速率增大。监测结　果表明：ＪＣＫ３，ＪＣＫ５，ＪＣＫ６，ＪＣＫ９，ＪＣＫｌＯ均存在　２层滑面，其中ＺＫ１，ＺＫ８在滑动面已被剪断，该　滑坡有加剧下滑的趋势，ＪＣＫ４＋３无明显滑面，　表明路面左侧稳定。　２滑坡成因分析与稳定性评价　２．１滑坡形成机理分析　（１）地质情况差。该路段右侧坡体覆盖层由　坡积成因的含碎石粉质粘土组成，多为可塑状，自　然状态下稳定性较差；同时下伏基岩为粉砂质泥　岩夹泥岩，受构造影响强烈，节理裂隙很发育，岩　体极破碎，岩石极软，力学强度低，遇水极易软化。　（２）地下水富集。场区整体为一单斜坡地　形，地下水及地表水补给范围广，含水层厚度大，　隔水层埋藏深，受季节影响小，雨水下渗长期富　集，坡体内地下水极为丰富，土体及岩体长期处于　饱水状态，抗剪强度降低，为潜在不稳定斜坡。　（３）诱发因素。坡体本身处于极限平衡状　态，路基拉槽开挖卸荷临空、抗滑段破坏，使坡体　前部失去约束，减小了坡体的抗滑力，破坏了坡体　的自然平衡条件，稳定性降低，坡体在自重作用下　向临空面蠕动开裂变形。地下水沿裂缝不断向深　部渗透，进一步软化深部岩体，岩体抗剪强度降　低。随着路基的不断开挖，严重破坏了平衡条件，　稳定性进一步降低，致使滑动面不断向深层发展，　滑坡由小范围浅层滑动逐渐扩大为大范围深层　滑动。　２．２滑动面特征分析　钻孔深层位移监测结果表明，该滑坡体有２　层明显的滑动面，即图１中的第一、第二层，第一　层滑动面位于覆盖层及全、强风化岩体内，位移量　大；第二层主要位于强风化岩体内，位移相对较　小，底层滑动面剪除口位于路基左侧边缘；第三层　滑动面剪除口位于右侧坡口线附近，这对边坡支　护带来困难。若治理不及时，将导致坡体出现较　大滑移，则势必会引起坡体上部潜在滑动面滑动。　受地下水下渗对破碎全、强风化粉砂质泥岩的软　化影响，滑动面的深度有进一步加深的趋势。　２．３滑动面物理力学参数选取　通过工程地质类比、取样测试以及滑坡推力　反算，推荐滑坡区岩土物理力学指标如下。　（１）含碎石粉质粘土。），＝＝＝１９　ｋＮ／ｍ。，Ｃ：＝：　３７．６　ｋＰａ，　一ｌ２．１。，［厂　ｏ］一１５０　ｋＰａ。　（２）全风化粉砂质泥岩。ｙ一２１　ｋＮ／ｍ。，　［　ｏ］一１５０　ｋＰａ，ｃ一２５　ｋＰａ，　—１６。。　（３）强风化粉砂质泥岩。），一２２　ｋＮ／ｍ。，　［　０］一３００ｋＰａ，Ｃ一３０ｋＰａ，　一１７。。　（４）中风化粉砂质泥岩。），一２３　ｋＮ／ｍ。，　［＿厂ａ０］一４００　ｋＰａ，－厂　ｋ一５　ＭＰａ。　滑面参数。Ｃ一１５　ｋＰａ，　一１３．８。（暴雨或连　续降雨工况）。　２．４滑坡推力计算　选取典型断面，按暴雨或连续降雨工况计算，　安全系数按《公路路基设计规范》　］，Ｋ—１．１５～　１．２的要求分别进行计算，计算结果见表２。　２０１４年第４期　张位华刘朝跃：某高速公路挖方路基滑坡成因分析及治理措施　９３　表２滑坡推力计算　通过以上稳定性计算分析，其稳定性不满足　本条高速公路安全系数Ｋ：１．２的要求，必须对　滑坡进行治理。　３滑坡治理方案　３．１滑坡治理总体思路　通过计算，该滑坡总体推力较大，且存在多个　剪除口，因此必需采用路基及路基右侧支挡、坡体　中部适当位置支挡和加强排水的综合治理措施。　（１）滑坡剩余下滑力大，全部考虑在路基右　侧设置支挡存在抗滑桩悬臂长、稳定性差、治理费　用高等问题。因此采用抬高路基，进行反压回填　后，大大降低了治理费用，提高了经济效益，同时　为施工安全提供了保障。　（２）结合反压回填后重新计算剩余下滑力，　并采用分段治理，对滑坡边界附近采用抗滑挡墙，　主滑段落采用抗滑桩，坡体中部可能的剪除口附　近采用全埋式抗滑桩进行支挡。　（３）加强防排水设施，设置地表截、排水水　沟，地下及坡体内设置盲沟、排水管等综合排水　措施。　（４）滑坡治理完毕后应进行长期监测，掌握　滑坡体稳定状况。　３．２滑坡治理措施　根据下滑力计算，结合现场实际情况，具体设　计方案如下。　（１）抬高纵坡。按照路线规范结合现场情况　对Ｋ５４＋６４９．３００￣Ｋ５５＋５７０．０００段路线纵坡调　整为４．９１８　，滑坡路段路基标高平均抬高３．８　ｍ，对滑坡体形成反压，为保证路基压实度，增大　反压力，路基回填材料在Ｋ５５＋１２０～Ｋ５５＋１９０　段采用片石填料回填；Ｋ５５＋１９０～Ｋ５５＋３４０段　采用Ｃ１５片石混凝土回填；Ｋ５５＋３４０～Ｋ５５＋　５００段采用片石填料回填。　（２）抗滑桩支挡。根据滑坡推力计算抬坡　后，在Ｋ５５＋１８Ｏ～Ｋ５５＋３４０段最大下滑力还有　９００　ｋＮ／ｍ，且存在滑坡中部剪除的情况，因此在　距路基中线６５　ｍ处设置桩径２　ｍ　Ｘ　３　ＩＤ＿抗滑桩　２１根，桩长２６　ｍ。　（３）滑坡体两侧（Ｋ５５＋１７０～Ｋ５５＋１９３，　Ｋ５５＋３０８　Ｋ５５＋＋３４０）设置抗滑挡墙。　（４）排水。由于该段地下水及地表水发育，　对滑坡影响较大，故采用综合疏、排方案。①在坡　口线外设置２条截水沟对地表水进行截流，截水　沟沟底采用盲沟形式；②在原设计外露抗滑桩与　桩之间及抗滑挡墙顶面以下２　ｍ处分别设置仰　斜式排水管排出地下水，排水管横向间距为２　ｍ，　长１５　ｍ，采用直径７０　ｍｍ透水性软管；③在路基　左侧及路基中心位置分别设置１条１．１　ｍ×１．４　ｍ的纵向盲沟，２条盲沟之间每５０　ｍ设置１条横　向盲沟进行连接。　滑块治理平面图见图３。　图３滑坡治理平面图　４　结语　该滑坡地质条件复杂，通过采用钻探、钻孔深　层位移监测等多种勘察手段，准确查明了滑坡性　质、规模、滑动面特征等。针对该滑坡存在多层滑　面、多个剪除口、地下水丰厚、剩余下滑力大等特　点，综合考虑了滑坡特征，运用了分段治理的主要　思路。主要采用了抬高路基反压、路基右侧设置　支挡、滑坡中部采用抗滑桩支挡、加强地表及滑坡　体内排水等多种综合治理措施进行治理，达到了　很好的治理效果，做到了合理节约投资。　参考文献　［１］《工程地质手册》编委会．工程地质手册［Ｍ］．４版．　北京：中国建筑工业出版社，２００７．　Ｅ２］ＪＴＧ　Ｄ３Ｏ一２００４公路路基设计规范Ｅｓ］．北京：人民　交通出版社，２００４．