重庆某高速公路滑坡原因分析及治理措施

郝记秀，申福先

(中交投资有限公司，北京 100029)

0 引 言

重庆市某高速公路滑坡治理工程地处巫山县，位于路线K39+080～K39+390右侧，滑坡纵向长度为10 m。高速公路高边坡设计挖方段正好通过该古滑坡的前部，原设计地勘资料同实际现场开挖揭露的地质情况出入较大，出现了厚度较大且不均匀分布的钙质泥岩地质，部分地段范围不良地质侵入路床；在开挖部分段落的路基后，坡体出现纵向裂缝，线外村民房屋亦出现裂缝，加之该路段正处于雨季，整个古滑坡体全面复活的可能性极大，急需采取有效措施加以治理[1-3]。滑坡情况如图1所示。

1 滑坡地质特征及原因分析

1.1 滑坡地质特征

该滑坡体主要由含碎石亚黏土、碎石土以及全风化碳质泥灰岩形成的残积土组成[4-6]。碎石土呈松散状，局部有大块石，碎、块石为次棱角状，亚黏土充填，局部亚黏土含量较高。

通过现场勘测，滑坡体滑面主要为软塑至硬塑亚黏土、含碎石亚黏土，局部为全风化碳质泥灰岩形成的残积土。滑面总体西高东低，呈倾斜状[7-8]。现场坡面有大量明显裂缝，裂缝发展速度较快，坡脚及边坡坡面出现明显的剪出迹象。

1.2 原因分析

该区域存在古滑坡体和地质条件差是引起滑坡滑动变形的首要原因；其次是该古滑坡体在工程建设前曾产生过滑动，坡体已松动，雨水容易下渗并汇聚在老滑坡面附近，降低了滑带的抗剪强度指标[9-10]；再次是由于路基挖方设计正好处于滑坡前部，路基挖方切断了滑坡前缘的阻滑段，原有滑坡的力学平衡被打破，滑坡抗滑力减小，导致滑坡产生滑动[11]。

2 滑坡稳定性分析

根据滑坡治体钻孔资料和现场坑探滑带处取样土的抗剪指标及经验指标，采用滑坡极限平衡反算法进行边坡稳定性分析[12]，计算参数及抗剪强度标准见表1。

表1 土样计算参数及抗剪强度标准

对路基边坡K39+114、K39+160、K39+245、K39+275分别在工况一(路基开挖后的自重(天然状态))、工况二(路基开挖后的自重+暴雨(饱和状态))条件下进行稳定性分析和支挡线剩余下滑力[13-14]，计算结果见表2。

表2 滑坡稳定系数表

结合滑坡体工程地质情况和稳定性系数综合分析如下

(1)在K39+080～K39+120段边坡岩土体处于稳定状态，采用适当的坡面防护措施。

(2)在K39+120～K39+200段边坡岩土体处于欠稳定状态，采用抗滑桩进行支挡。

(3)在K39+200～K39+270段边坡岩土体处于不稳定状态，由于下滑力较大，采用抗滑桩和桩顶预应力锚索进行支挡[15-17]。

(4)在K39+270～K39+300段边坡岩土体处于不稳定状态，采用抗滑桩进行支挡。

3 主要治理措施

3.1 地表和坡面排水

通过设置山坡截水沟、急流槽、边坡平台截水沟及跌水，及时排除地表水；在第1级边坡设置多排深层排水孔，进行坡体深层排水[18-19]；在渗水量较大的坡面设置支撑渗沟，支撑渗沟宽和深均为1.2 m，沿坡面间距6 m纵向设置，采用干砌片石码砌。

3.2 预应力锚索抗滑桩加固

根据对滑坡体进行现场踏勘和稳定性分析，通过抗滑桩和预应力锚索相结合的方案进行坡体加固[20-22]。分别在原设计第1、2、3级边坡平台设置共计35根钢筋混凝土抗滑桩，抗滑桩断面尺寸分别为2.4 m×1.6 m、3.0 m×2.0 m，中心间距为6 m。在第2级边坡抗滑桩桩顶均设置6Φj15.24的30～40 m的预应力锚索，提高桩体抗滑能力，抵抗滑坡体的剩余下滑推力，确保边坡安全稳定[23-28]。

4 挖孔抗滑桩施工

4.1 施工工艺流程

施工工艺包括：施工准备、测量放样、安全防护、开挖并设置临时安全支撑、出渣、安装护壁钢筋、安装护壁模板、浇注护壁混凝土、护壁模板拆除、地质描述、挖至设计标高、根据实际开挖地质情况调整设计桩长、成孔验收、桩身钢筋加工与安装、桩基检测。工艺流程如图2所示。

图2 工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

(1)桩位坐标计算、复核与放样。根据设计图纸计算桩位坐标，复核准确无误后再进行现场坐标放样，并设置边坡沉降位移监控观测点。

(2)平整施工场地，设置排水沟。根据桩位情况平整场地，保证挖孔施工安全，出渣便利。在桩位附近设置临时排水沟，孔口还应搭设防雨棚，防止边坡渗水或雨水进入孔内。

(3)根据实验室提供的配合比采购合格砂石料、水泥，安设并调试机械搅拌设备，护壁混凝土模板试拼并调整。

(4)安装提升设备、通风设备和防护设施等。提升设备采用单梁起重机，铺设出渣轨道或通道。安设空压机，为风镐和爆破钻孔提供风压。孔口周围设置安全防护网和安全标识，提升设备平台铺设防滑竹夹板，并绑扎牢固。

4.2.2 桩身开挖

(1)锁口部分桩身开挖。为了防止桩身开挖时护壁混凝土下沉，挖孔抗滑桩孔口先施工锁口护壁混凝土，孔口处50 cm高护壁加厚至50 cm，并高于原地面30 cm，采用C20混凝土浇注施工，护壁采用双层Ф12 mm钢筋进行配筋。

(2)桩身掘进采用人工开挖方式，遇到孤石或硬岩时改为风镐掘进。每开挖1节，拉十字线测量定位，安装钢筋和模板，及时浇注钢筋混凝土护壁。对于土层和强风化岩层，每节护壁长度通常为1 m；如遇到软弱夹层或砂层等地下水较为丰富且易塌的地层，可根据实际情况减小每节护壁长度；遇到较大且坚硬的弱风化岩层，根据坡体情况可局部采用浅眼松动爆破施工。

(3)桩身护壁钢筋一般采用单层Ф12 mm钢筋进行配筋，上一级竖向钢筋必须与下一级的竖向钢筋连接牢固，搭接长度为30 cm。桩身护壁厚20 cm，采用C20混凝土进行浇注。对土层和岩层分界、滑动面上下2 m处护壁厚度可加厚至30～40 cm，并设置双层钢筋网加强，尽量避免护壁混凝土在该处分节。

(4)孔内遇到承压水时可在护壁上预留Ф20 mm的排水管，防止地下水损坏护壁，并做好抽排水措施。

(5)孔内采用空压机进行通风并为风镐提供风压，确保孔内空气新鲜，人员安全。

(6)采用1台配置2 t卷扬机的扒杆作为提升设备进行出渣和提升系有安全绳的人员上下孔。

4.2.3 地质描述和动态设计

挖孔抗滑桩开挖过程中应派有地质专业基础知识的技术人员及时对地质情况进行记录，并保留揭露的地层土样和岩样，如发现滑动面，还应对滑动面的位置和地层岩性进行判断，挖至设计标高后将信息及时反馈到设计方，由设计方进行动态设计，重新验算滑坡稳定性，从而判定是否调整桩长或进行其他设计变更调整，已确保滑坡治理安全可靠。

4.2.4 灌注桩身混凝土

(1)桩基混凝土采用C25或C30，钢筋采用Ф32 mm螺纹筋，靠近山体一侧根据滑动面情况布置2～3排3束的Ф32 mm钢筋，箍筋采用Ф16 mm钢筋。

(2)钢筋骨架安装。拆除出渣提升设备，在孔口搭设钢管支架，安置提升滑轮，在孔口绑轧钢筋，下垫枕木，钢筋连接采用套筒或双面搭接焊接的方式，提升用的钢丝绳固定在滑轮和钢筋骨架上。每制作1节，及时进行验收，合格后抽出枕木下放第1节钢筋骨架至预定位置，孔口下垫枕木，进行下节钢筋骨架制作与下放。循环操作至钢筋骨架安装至设计标高。钢筋安装如图3所示。

图3 钢筋安装

(3)灌注混凝土。采用拌和机集中拌和桩身混凝土，由于抗滑桩桩身混凝土方量较大，可采用灌车运输，输送泵泵送混凝土至孔口。混凝土下放孔底需采用专用分节串筒，确保进入孔底的混凝土不离析，专门安排振捣人员在孔内进行分层振捣。如孔内渗水量较大或地下水位较高无法及时排除，应采用导管法进行水下混凝土灌注施工。

5 结 语

(1)根据高速公路不良地质边坡滑坡的实际情况，提出一种滑坡治理的措施。抗滑桩施工便利，可快速组织实施，是处理滑坡体有效措施之一。

(2)治理方案实施后，测量监控数据表明，整个滑坡体已处于稳定状态，该滑坡治理工程从设计到施工均达到了滑坡治理的目的，产生了较好的治理效果，而且施工工期短，对于同类型滑坡治理工程具有较好的参考价值。

(3)在不良地质地区，高边坡设计与施工相辅相成，详实的地勘设计、先进的施工工艺和管理是预防高边坡滑坡的有力保障。