某高速公路滑坡穩(wěn)定性評價(jià)及治理建議（交通）
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某高速公路滑坡穩(wěn)定性評價(jià)及治理建議（交通）
劉宏力 龍 維 劉 品
（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司 貴陽 550081）
摘要山區(qū)高速公路通常會通過滑坡地段，由于路基的開挖及填筑，往往會導(dǎo)致滑坡復(fù)活，增加了高速公路建設(shè)成本。文中在野外地質(zhì)地貌調(diào)查基礎(chǔ)上，對位于某高速公路通過地段的滑坡基本特征進(jìn)行研究，并對其在路基填筑前后不同工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明，路基填筑前滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，而路基填筑后滑坡會發(fā)生復(fù)活，建議坡腳設(shè)置抗滑樁支擋，坡面采用漿砌片石防護(hù)，且需設(shè)置排水溝。
關(guān)鍵詞 滑坡路基填筑穩(wěn)定性治理建議
1 工程地質(zhì)概況
某高速公路項(xiàng)目位于貴州省黔西南州境內(nèi)，區(qū)域?qū)僭瀑F高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，總體地勢北西高，南東低，為構(gòu)造侵蝕、剝蝕型低山地貌，區(qū)內(nèi)最高海拔649. 00 m，最低海拔523. 00 m，相對最大高差126 m左右。區(qū)內(nèi)主要出露中三疊統(tǒng)泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r、砂巖等，巖體節(jié)理發(fā)育，表層風(fēng)化強(qiáng)烈。區(qū)域位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺一黔南臺陷一望謨北西向構(gòu)造變形區(qū)。經(jīng)地質(zhì)調(diào)繪，近滑坡區(qū)有斷層發(fā)育，見圖1。區(qū)域?qū)俦北P江水系，地表水主要為平洞河水流，為區(qū)內(nèi)地表水、地下水匯集、排泄通道。區(qū)域處于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候帶，降雨充沛，多年平均降雨量一般在1 000～1 300 mm。
2滑坡特征
某滑坡位于擬建高速公路項(xiàng)目第1合同段K3+890～K3+965路段，坡體表面除部分地段
為耕地及民房外，其余地段多生長雜草及灌木，植被較發(fā)育。
2.1 滑坡基本特征
滑坡在平面上呈一簸箕形，主滑向?yàn)?/font>1420，滑坡體地表上部陡下部緩，坡角00～160，滑坡長約114 m，寬20～75 m，厚3～12 m，平均厚度約9m，經(jīng)計(jì)算滑坡體積約為6.2×104 m3，屬小型滑坡。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該滑坡具有混合式下滑特征，現(xiàn)階段無明顯滑動跡象。
2.2滑坡物質(zhì)組成
根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探及物探資料，滑坡組成物質(zhì)為第四系殘坡積層（
）含碎石粉質(zhì)粘土、塊石土以及三疊系許滿組( T2 x m)薄～中厚層泥質(zhì)粉砂巖，見圖2。
2.3 滑坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)
根據(jù)取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)類比，得到組成滑坡各巖土體力學(xué)指標(biāo)，見表1。
3 滑坡穩(wěn)定性評價(jià)
3.1定性分析
根據(jù)滑坡形態(tài)特征、地質(zhì)環(huán)境條件、氣象條件等因素綜合分析，現(xiàn)階段滑坡整體穩(wěn)定較好，在一定的降雨作用下能保持穩(wěn)定狀態(tài)，但是在滑坡體上方進(jìn)行路堤填筑后，在巨大的堆載壓力作用下，滑坡極有可能會失穩(wěn)破壞，對擬建高速公路的建設(shè)產(chǎn)生不利影響。其理由如下：
(1)滑坡體表面地形相對平緩�；麦w表面坡度前緩后陡，前緣坡角30～70，中后部坡角8～160，滑坡堆積體表面平均坡角80，整體坡度較緩，勢能小，穩(wěn)定性較好。
(2)地表無變形破壞跡象。野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，滑坡堆積體表面及后緣并未見拉裂縫發(fā)育，前緣未見明顯鼓脹跡象，滑坡體上植被未見異常。
(3)滑坡地表具有一定排水條件。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡體表面發(fā)育小型沖溝，溝深約0.2 m，寬0. 1～0.2 m，沖溝的存在有利于雨水的排走，不會造成大量地表水下滲，從而對滑坡穩(wěn)定性造成影響，減小了地表徑流對滑坡堆積體的破壞。
(4)坡體表面植被發(fā)育。堆積體表面植被發(fā)育，減緩了風(fēng)化剝蝕作用，對地表水有一定的吸收作用，同時(shí)也有效地減緩了地表水的下滲，對滑坡堆積體起到一定保護(hù)作用。
(5)路基填筑后會引起滑坡復(fù)活。路基進(jìn)行填筑后，滑坡段中心最大填方高達(dá)到14.5 m，平均填方高度11 m，填方邊坡最大高度將達(dá)19 m，平均填方邊坡高度16 m，經(jīng)計(jì)算坡體表面單寬受壓將達(dá)到300 k Pa。滑帶土天然抗剪強(qiáng)度力學(xué)參數(shù)c=2 k Pa，
=80，在填方體巨大的壓力作用下，滑坡極有可能沿滑帶復(fù)活。
3.2定量評價(jià)
本文采用理正軟件對滑坡在不同工況下進(jìn)行穩(wěn)定性評價(jià)，該軟件基于條分法進(jìn)行計(jì)算。條分法將滑坡體分割成許多小直條塊，穩(wěn)定性系數(shù)為抗滑力與下滑力的比值，計(jì)算式如下。
理正巖土邊坡穩(wěn)定性分析系統(tǒng)包括簡化畢肖普( Bishop)、簡布(Janbu)和瑞典條分等方法，同時(shí)，軟件還采用多種方式確定滑面，使軟件使用起來更加靈活方便，也更能接近實(shí)際情況。
本文分析了路基填筑前及填筑后不同工況下的滑坡穩(wěn)定性情況，工況分為：
工況I。自然工況，巖土體采用自然條件下的參數(shù)。
工況II。暴雨工況，表層巖土體采用飽和狀態(tài)下的參數(shù)。
工況III。地震工況，據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306-2001)得區(qū)域地震動峰值加速度為0.1 g，場區(qū)地震基本烈度為VII度，計(jì)算時(shí)地震系數(shù)取0.1。
工況IV。地震工況十暴雨工況。
由軟件自動搜索滑面，采用Bishop和Janbu2種方法進(jìn)行計(jì)算．結(jié)果見表2。
由定量計(jì)算結(jié)果可知，路基填筑前，自然工況、暴雨工況及地震工況條件下，滑坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)，而暴雨十地震工況條件下，滑坡會發(fā)生失穩(wěn)破壞；路基填筑后，在路基填筑材料加載條件下，滑坡會發(fā)生失穩(wěn)破壞。
4治理建議
首先計(jì)算路基填筑后滑坡剩余下滑力，計(jì)算式如下。
滑坡及填筑路基劃分為35個條塊，帶入巖土體物理力學(xué)參數(shù)，計(jì)算得到路基填筑后滑坡主滑軸線單寬最大推力為1 850 k N／m，以此作為防護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)。
在選擇防治措施前，要詳細(xì)調(diào)查工程地質(zhì)條件，綜合考慮公路的重要等級、施工條件及其他各種情況。本滑坡雖屬于淺層滑坡，規(guī)模較小，滑坡體積約為6.2×104m3，考慮到滑坡在路基填筑前穩(wěn)定性較好，路基填筑后在自然工況處于穩(wěn)定狀態(tài)，整體挖出滑坡體再回填夯實(shí)工程量較大，不合理也不經(jīng)濟(jì)，所以可直接在滑坡體上進(jìn)行路基填筑，但需采取一定防護(hù)措施。
滑坡防治的主要目的是降低滑坡下滑力，提高滑體下滑力。綜合考慮穩(wěn)定性評價(jià)結(jié)果及剩余下滑力數(shù)值，為保證高速公路的順利建設(shè)及正常運(yùn)營，從工程實(shí)際出發(fā)，并考慮到施工、經(jīng)濟(jì)等因素，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，建議采取如下治理措施。
(1)做好排水工程。滑床為泥質(zhì)粉砂巖，具有一定隔水作用，受雨水的影響極易沿滑面再次滑動，坡面排水工程對于有效攔截和排除地面水，保證坡體的穩(wěn)定是非常重要的。首先應(yīng)做好排水措施，在填方路基兩側(cè)設(shè)置排水溝，把滑坡周邊坡面水流引走。
(2)放緩填方邊坡及坡面防護(hù)。清除滑坡表面厚1m左右表土層，在此基礎(chǔ)上超挖臺階，臺階寬度至少2m，內(nèi)坡不緩于4%。路基采用土石混填并進(jìn)行夯實(shí)，采用2級邊坡，每級高8m，放緩填筑路堤坡度，第1級邊坡坡率為1：1. 75，第2級邊坡坡率為1:2，坡面采用漿砌片石進(jìn)行防護(hù)。
(3)抗滑樁支擋�？够瑯蹲鳛橐环N大型的支擋措施，是治理滑坡的主要手段之一�？够瑯对诨麦w上挖孔設(shè)樁，避免大開挖而破壞其整體穩(wěn)定性，樁身嵌固在滑動帶以下穩(wěn)固地層內(nèi)，以抗衡滑坡體的下滑力。針對本滑坡，可在坡腳設(shè)置一排方形抗滑樁進(jìn)行抗滑防護(hù)，根據(jù)計(jì)算并結(jié)合場地地質(zhì)情況，樁長20m，截面尺寸2 m×3m，樁間距6m，樁后設(shè)置擋板。
5結(jié)語
該滑坡目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，在一定的降雨條件下能保持穩(wěn)定，并能夠抵抗一定強(qiáng)度的地震作用而不至發(fā)生整體破壞，但是在地震與強(qiáng)降雨共同作用下，滑坡會發(fā)生失穩(wěn)破壞。在滑坡上部進(jìn)行路基填筑后，在路堤填筑材料堆載作用下，滑坡在自然工況下就會發(fā)生失穩(wěn)破壞。
為保證高速公路的順利建設(shè)及正常運(yùn)營，從工程實(shí)際出發(fā)，考慮到施工、經(jīng)濟(jì)等因素，建議放緩填筑路基邊坡坡度，加強(qiáng)排水措施，并在填方邊坡坡腳設(shè)置抗滑樁進(jìn)行抗滑支擋，坡面采用漿砌片石進(jìn)行防護(hù)。
