柳州某膨胀土滑坡的地质特性及处治技术探讨

郑勇 唐咸远

摘要：文章以柳州某碳酸盐岩风化而成的残积膨胀土滑坡为例，在对滑坡的钻探勘察及进行土性、强度测试的基础上，提出了采用适当放坡卸荷、修筑浆砌片石挡墙、施加锚杆及格梁、修筑排水沟和坡面植草等治理技术措施，并介绍了工程质量检测与施工安全监测措施。实践表明该处治技术能有效地处治膨胀性红黏土地质滑坡。

关键词：膨胀土滑坡;红黏土;锚杆;格梁

中图分类号：U416.163 文献标识码：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.002

文章编号：1673-4874（2019）07-0004-03

0引言

膨胀土吸水膨胀软化和失水收缩开裂的特性，极易使此类人工边坡出现浅层滑塌破坏。在广西，膨胀土地质灾害主要集中在南宁、百色、崇左、钦州等地区，而在柳州市区，膨胀土灾害却较为少见，相关资料较少。

本文以广西柳州市区某大学一膨胀土边坡滑坡治理工程为例，通过地质勘察，进行了膨胀土地层的相关土性试验，确定了设计参数取值，提出了采用适当放坡卸荷、修筑浆砌片石挡墙、施加锚杆及格梁、修筑排水沟和坡面植草等治理技术措施，并对工程质量检测与施工安全监测进行了介绍。

1场地工程地质条件

柳州洛维工业园区某大学校区一人工边坡位于学生宿舍CD组团北侧土丘斜坡地段，因坡面较陡且未采取相应的防护措施，边坡在雨水的冲刷下，局部出现浅层滑坡，危及下方建筑物及道路的安全。实测的边坡滑动周界及主滑方向如图1所示。

1.1地形地貌

拟建场地位于校园内西南角，其南侧为东西向的石灰岩山，山顶标高248～288m，本场地在山体北侧山脚斜坡地带。山体植被发育，勘察时场地北面地段有填土堆积，场地标高92.86～105.27m，相对高差约12.41m。区域地貌为柳州峰林谷地（平原）区。

1.2地质构造

据相关地质资料及工程勘察成果可知，场区位于桂中凹陷来宾断褶带北部，场地上覆地层主要为碳酸盐岩风化而成的残积红黏土，下伏为中石炭统黄龙组（C2h）白云岩，处于河表向斜西翼，岩层呈南西向北东倾斜的单斜构造，倾角约为15°，场地稳定性较好。

1.3地层岩性

勘察时共钻孔10个，勘察场地揭露深度范围内岩土层为：

（1）杂填土①层（Q4）：灰褐色，稍湿，结构松散，主要成份为碎石、块石、黏性土等建筑垃圾，堆填时间约5年。该层仅ZKI号钻孔有分布，层厚为2.00m。

（2）硬塑状红黏土②层（Q）：黃褐色、灰褐色，结构致密，手指压略有印痕，干强度、韧性高，无摇振反应;局部含5%～10%铁锰质结核及强风化白云岩碎块。该层分布连续，层厚3.10～13.20m。

（3）中风化白云岩⑨层（C2h）：呈灰色、灰白色，细晶结构，中厚层状构造，结构部份破坏，岩质硬脆，裂隙较发育，岩芯以碎石、碎块状为主，干钻难钻进。本层分布连续，顶板埋深3.10～13.20m（标高84.31～94.87m），揭露厚度1.20～1.30m，未钻穿。

1.4地下水

本次勘察在枯水期间进行，地下水埋藏较深，场区各钻孔均未见地下水。查区域水文地质资料可知，场区地下水主要为裂隙溶洞水，赋存于下部白云岩中。

1.5土性试验

由于边坡场地主要覆盖层硬塑状红黏土②层较厚且工程性质较差，故取该层原状（Ⅱ级）土样6件做常规土工试验，试验按JTGE40-2007E4]要求进行，所取土样的土工试验成果、各力学参数详见表1。

从表1可知：

（1）边坡坡面黏土自由膨胀率为42%，塑性指数高达27.87。按2004年公路路基设计规范，应判定为弱膨胀土。

（2）根据广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程，场地②层为碳酸盐岩风化形成的黄色残积红黏土，属B2亚类，综合判定红黏土②层为中等膨胀土。

（3）场地类别为一类，因②层土直接受高温作用，故按收缩变形量计算，经计算收缩变形量Ss=97.72mm，则胀缩变形量Ses=Ss=97.72mm，依据表1，综合判定场地②层土地基胀缩等级为Ⅲ级。

2边坡治理工程设计

2.1岩土参数取值

根据土样的试验结果及当地经验值确定的设计岩土参数取值如下页表2所示。

2.2治理工程设计

综合该边坡的滑坡实际情况，治理工程设计采用适当放坡卸荷、施加锚杆及钢筋混凝土格梁、修筑浆砌片石挡墙、修筑排水沟和坡面植草等工程技术措施，典型的断面设计如图2所示。

2.2.1放坡卸荷

（1）整个边坡放坡卸荷，边坡开挖应与边坡支护相结合进行，分段分层开挖。

（2）边坡按离地（拟建道路）7m高设一级平台，平台宽度为1.O m。

2.2.2全长粘结锚杆

坡面锚杆设计要求如下：

（1）锚杆钢筋采用直径为Ф25mm的HRB400级热轧钢筋制作，其抗拉强度设计值fy=150kN;锚杆长12.00m，下倾20°，水平及竖直方向间距均为2m，第一排的垂直高度距离挡墙顶为1m，有效锚固长度6m以上，钻孔直径为130mm。

（2）坡面按设计要求修整好后，采用锚杆工程钻机成孔;钻孔时要保证位置及角度正确;钻孔钻进时应要求比设计深度多钻进100～200mm。

（3）锚杆接长应采用机械连接并对锚杆钢筋表面进行防腐蚀处理;在锚杆上每隔1500mm设置定位器一个，以保证其位于钻孔的中心部位;钻孔后应立即清孔并及时安插锚杆以防塌孔。

（4）锚杆采用一次性注浆，注浆管应随锚杆同时插入;注浆用水泥砂浆强度≥30MPa，水泥与砂的重量配合比为1：1，水灰比为0.4，为增加浆液的和易性及早期强度，可掺入适量的减水剂和早强剂;注浆压力≥0.5MPa，灌浆后自然养护≥7d。

2.2.3浆砌片石挡土墙

坡脚挡土墙设计要点为：

（1）整个边坡坡脚通长设M10浆砌片石挡土墙。墙高出路面1.00m，宽1.00m;基础埋置深度为0.5m，基底设30cm厚的C10混凝土垫层，墙背设300mm厚的砂礫反滤层。

（2）墙身高出地面20cm处设PVC泄水孔，泄水孔水平间距为2.00m，墙背孔口下设20cm厚C20混凝土隔水层;墙顶和墙脚设散水，散水宽度不小于挡墙高度。

（3）挡土墙每隔10m设置宽约1cm的沉降缝，并用油毡或木丝板填实。

2.2.4混凝土架格构梁和植草及平台硬化基本要求如下：

（1）放坡坡面采用030混凝土格梁防护。格构梁间距为2.00m×2.00m，横断面为O.30m×0.30m。格构梁基础要夯实，并铺设10cm厚的C10素混凝土垫层。

（2）放坡平台采用10cm厚的C15混凝土进行表面硬化以防冲刷;格构梁间坡面植草防护，防雨水冲刷，同时种植当地草进行绿化。

（3）在边坡后缘约2m处上方设截水沟，在挡土墙墙角设排水沟，均采用红砖修筑，M10砂浆抹面;坡面依地势在地势低洼地带修筑C15混凝土的竖向集水槽，横断面为0.30 m×0.30 m，将坡面雨水集排入边沟。

3治理工程检测与监测

3.1锚杆质量检测

（1）锚杆非破坏性验收试验数量不少于锚杆总数的3%，且不能少于5根。锚杆锚固性能试验不少于3根。

（2）锚杆非破坏性验收试验时，荷载应分级施加，分级加荷值分别为设计拉力值的0.3、0.5、0.75、1.00、1.20、1.33和1.50倍，且最大试验荷载不应大于钢筋强度标准值的0.8倍。

（3）锚杆性能试验应采用逐级一次循环加、卸荷载，其中初始荷载为最大预估试验荷载（≤0.8倍钢筋强度标准值）的0.1倍;锚杆极限承载力取破坏时的前一级荷载，但在最大试验荷载下未达到规定的破坏标准时，就取最大试验荷载值作为极限承载力。

3.2监测工程布置

对边（滑）坡进行监测的目的是保证边坡在治理的过程和运行中的安全。此滑坡治理的主要监测为：墙顶的水平和垂直位移监测、截排水沟及格构梁变形监测。

（1）治理施工过程中主要安排人工巡视，观察滑坡体是否有蠕变，施工过程中的截排水沟有否异常裂缝，锚杆格构梁是否异常变形等。要求施工过程中每天都有人巡视检查，遇异常情况及时反馈。

（2）支护结构施工完毕后，建立整个边坡治理工程的监测网，采用精密水准仪和全站仪，安排专门的监测人员，定期、不定期对治理工程施工实施动态监测。

（3）在挡土墙顶设4个监测点、格构梁设4个监测点、截排水沟设3个监测点进行变形监测。在垃圾填埋场所建立的控制网中选取3个远离边（滑）坡的稳定地段且通视良好的控制点作为监测基准点。水平位移采用极坐标法。

4结语

该边坡处治工程完工后，经过检测，锚杆施工质量符合要求，监测情况表明墙顶的水平和垂直位移均在设计的合理范围内，截排水沟及格构梁变形监测也符合设计要求。由此可见采用锚杆+混凝土格梁为主的处治技术整治此类膨胀土滑坡是成功的，达到了经济环保、安全美观的处治目的。