浅谈公路路堑滑坡治理

王叶飞

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市 110166)

1 概述

公路工程建设在路堑开挖过程中发生滑坡时，将对工程建设产生直接影响，增加工程建设的人力、物力、时间成本。最直接的是对施工进度的影响，原有施工计划被迫调整，相关工程被迫停工，而且滑坡发生后由于增加地质勘察、方案设计、审查、批复等一般需要较长周期，而且有些重要的大型滑坡在程序上需要两阶段设计，时间周期更长。另一方面是对工程投资的影响。滑坡治理采取工程措施一般情况均会使工程费用增加；而且滑坡发生时如已施工的部分防护等设施破坏的，还会产生该部分工程费用的报废。其它方面的影响包括对线外设施，如民用建筑和设施的影响、占地的增加、对即有交通设施的中断等。滑坡治理的成败也直接关系到工程在运营期间的安全和使用性能。所以有条件时滑坡应及早发现、尽量避免，治早治小；对已发生的滑坡的治理措施应及时、合理、安全可靠。

2 路堑滑坡分类和形成原因

路堑工程滑坡按时间上可将其分为勘察设计阶段和施工阶段。

勘察设计阶段滑坡是指由于勘察设计时采取的措施不足在施工时所引起的滑坡，有时虽然地质勘察满足规范要求，但由于地质的复杂性、有限的地质钻孔等不足以揭示地质情况，或者钻孔位置末揭示边坡的不利地质情况，进而根据地质资料设计采取的工程措施也就不能完全避免滑坡的发生，该类滑坡发生较少。对该类滑坡的预防和勘察经验有着直接关系，根据地形和初判地质合理布设地质钻孔位置、对产生滑坡影响较大的边坡适当加强防护可减少该类滑坡发生；施工期间如发生地质情况与设计不符应及时沟通、跟踪和调整设计方案进行动态设计。

施工阶段发生的滑坡一方面是由于施工工序产生的，如末逐级开挖逐级防护、在施工过程中为先形成便道而开挖坡脚、坡顶截排水设施不完善、边坡爆破振动等。对该类滑坡的预防和减少措施即规范施工、加强施工期间的监管，可有效避免该类滑坡发生。另一方面是由于施工期间的自然原因造成的，如施工期间的连续强降雨、地震等，该类滑坡发展发生一般较快，而水与边坡岩土体的关系是影响滑坡的一个十分重要原因，对该类滑坡的减少主要方面是在施工期间应做好坡体的截排水措施，受雨水影响较大的边坡对已施工的坡面及时绿化或进行遮盖减少雨水的影响。

3 路堑滑坡处治方案

一般路堑边坡开挖后均有边坡释放过程，开挖过程中和工程措施实施后均应对边坡进行监控和量测，密切关注边坡的变形过程，在滑坡发展的初期进行加固可减少已施工设施的浪费，所以做到及早发现及早治理可起到事半功倍的效果。对已形成的滑坡或坡面破坏的治理措施均为较成熟的措施，如根据补充地质勘察资料采取的削坡减载、锚固、支挡、综合截排水设施等。其中削坡减载多适用于土质边坡，由于土质边坡在受水的影响产生滑坡后一般滑动土体较为松散、含水量大、岩土力学指标低，对该滑动土体采取支挡措施工程费用较高，且由于土体松散很容易在支挡后产生越顶而重新滑动，所以对滑动土体进行清除一般为较直接和有效的措施，当然削坡减载还与地形地物有直接关系，应综合考虑。硬质岩石边坡滑动一般滑面和力学分析较为准确，且滑体整体性较好，一般可采用锚固和支挡措施。软质岩石边坡产状复杂、岩性不均一，且有些受水影响较大，较为复杂，应根据地勘资料综合分析、综合施策。下面以一工程实例举例说明路堑滑坡治理。

4 路堑处治实例

4.1 工程概况

某工程挖方边坡坡顶自然地面为倾斜约30°斜坡，坡顶民房，地表覆盖约5m厚粘土层，下伏强风化石英砂岩夹页岩，强风化层厚度约11m，以下中风化页岩夹石英砂岩，岩层产状319°∠15°。该段挖方路基，中桩最大挖深约8m，为二级边坡，最大边坡高度约17m，坡脚设置重力式挡土墙，墙顶边坡坡率1∶1、1∶1.25，防护型式均为拱形骨架植草护坡，横断面如图1所示。

图1 路基典型横断面图

边坡实施后发生变形，第二级边坡拱形骨架发生开裂，且坡面局部出现裂缝，最大缝宽约15cm，边坡小桩号侧发生错台，台高约1m，远裂缝线距离房屋脚约13～17m。

4.2 地质情况

滑坡发生后进行补勘工作，根据地质调绘和钻探资料，边坡区覆盖层由第四系残坡积成(Q4el+dl)的粘土、角砾土组成；下伏基岩为二叠系下统梁山组(P1l)页岩、石英砂岩。地层岩性特征如下：

①-1角砾土(Q4el+dl)：钻孔揭露层厚1.2～2.80m，主要分布于边坡表层。棕黄色夹灰褐色，主要由粘粒、角砾组成，角砾含量约占60%，棱角状，粒径为4～10mm，土质不均匀，松散，稍湿。承载力基本容许值[fa0]=150kPa，摩阻力标准值[qik]=0kPa。其土、石等级为Ⅲ级。

②-1粘土(Q4el+dl)：钻孔揭露层厚0～4.0m，分布不连续，范围有限。棕黄色，主要由粘粒和粉粒组成，土质均匀，粘性一般，稍湿，可塑。承载力基本容许值[fa0]=150kPa，摩阻力标准值[qik]=60kPa。其土、石等级为Ⅲ级。

③-1强风化页岩(P1l)：钻孔揭露层厚5.1～13.2m，全场均有分布，局部与石英砂岩互层。灰黑色，泥质结构，薄层构造，岩质软，裂隙发育，岩石破碎。承载力基本容许值[fa0]=300kPa，摩阻力标准值[qik]=80kPa。其土、石等级为Ⅳ级。

③-2中风化页岩夹石英砂岩(P1l)：钻孔揭露层厚8.1～9.5m，全场均有分布，灰色，泥质夹砂质结构，薄层夹中厚层构造，岩质软夹硬，裂隙发育，岩石破碎。承载力基本容许值[fa0]=600kPa。其土、石等级为Ⅴ级。

4.3 滑坡原因分析

根据以补勘资料及现场垮塌情况分析，本次边坡垮塌属于浅层垮塌，表层覆盖层粘土及角砾土厚约4m，根据地勘揭露的地质剖面，除表层覆盖层外，强风化层厚度10～15m。受施工期间强暴雨袭击，雨水浸泡，软化表层土体抗剪强度指标，且坡口以上地形较缓，降雨期间雨水未及时沿坡面下排，雨水下渗严重，从而造成边坡浅层垮塌。

4.4 治理方案

边坡虽然为浅层土体开裂，但因其上部有房屋，故为确保上部房屋安全，按滑坡进行不利情况分析计算和加固方案设计，潜在滑面条分图如图2所示。

图2 潜在滑面条分图

滑坡稳定性分析根据《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)中传递系数法公式分条块计算滑坡各段剩于推力：

Ti=FsWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ciLi

ψi=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi) tanφi

当Ti<0时，应取Ti=0

式中：Ti、Ti-1—第i 和i-1 滑块剩余下滑力(kN/m)；

Fs—安全系数；

Wi—第i滑块的自重力(kN/m)；

αi、αi-1—第i和i-1滑块对应滑面倾角(°)；

φi—第i滑块滑面内摩擦角(°)；

ci—第i滑块滑面岩土粘聚力(kN/m)；

Li—第i滑块滑面长度(m)；

ψi—传递系数。

计算结果不利工况下下滑力如图3：

图3 不利工况剩余下滑力曲线图

根据下滑力计算结果，提出了三个加固方案。如图4所示方案一采用抗滑桩支挡，对抗滑桩下部土体进行清方处理，于原有路堑墙顶1∶2放坡清方，由于坡体地面线较缓，为防止雨水下渗软化强风化层，坡面采用40cm 浆砌片石满铺封闭。

图4 方案一治理剖面图

方案二如图5所示，采用锚索加固处理，由于场区覆盖层较厚，且裂缝线位置距离房屋较近，为防止坡面清方牵引上缘土体下滑，造成房屋安全隐患，于裂缝位置设置3排钢管桩临时加固支挡处理，钢管采用直径108mm，注浆材料采用M30水泥砂浆。待钢管桩施工完毕后，于原路堑墙顶按1∶2坡率放坡，锚索框架植草防护。

图5 方案二治理剖面图

方案三如图6所示，采用抗滑桩并结合反压处理，于距离原路堑墙墙背约6m位置设置桩板墙支挡处理，抗滑桩设置桩顶高于原地约3m高度，并设置桩板，桩后填土对坡体进行反压。

图6 方案三治理剖面图

三方案比较分析，方案一设置抗滑桩可抵抗滑坡的进一步发展，且坡面封闭可防止雨水下渗进一步软化坡体。方案二锚索锚固虽可起到治理的目的，但由于锚索预应力松弛以及钢绞线防腐等问题其治理后仍会存在一定变形。方案三设置抗滑桩支挡后坡体反压，反压体位于斜坡上，其压实效果及后期防水存在一定不确定性。且三方案相比方案一造价最低。通过对三个方案的安全、造价、加固效果综合分析，最终选用方案一为本边坡的治理方案。

5 结束语

该边坡仅为路堑滑坡的一个特例，实际工程中的路堑滑坡差别很大，治理措施也不尽相同，应根据各滑坡的实际状况及其危害程度采取不同的措施，总体原则一定确保安全，在安全的基础上综合考虑造价、工期等因素综合确定治理措施。