公路高陡病害邊坡的三次治理淺析

1、公路高陡病害邊坡的三次治理淺析摘  要  本文結(jié)合云南某高速公路開挖高陡病害邊坡治理工程實(shí)例，在分析前兩次治理失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上，重新對(duì)該邊坡進(jìn)行勘察評(píng)價(jià)，找到病害邊坡存在的根源。最終提出了進(jìn)行全面整治的可靠方法，取得了極為寶貴的類似工程治理經(jīng)驗(yàn)。 關(guān)鍵詞  滑坡體  地下水  削坡減載  噴錨 灌漿補(bǔ)強(qiáng)  抗滑樁 Analysis on Three Treatments of High-steep Ill Highway Slope Yu Xingfu1 Zhou Hongwu2 (1.Underground Engin

2、eering Department of Tongji University, Shanghai ,200092, 2.Yunnan Guotu construction Engineering company) Abstract: Based on the analysis of experience and lessons from the two foregoing failed treatment of one high-steep excavated ill highway slope treatment engineering case in Yunnan province, ne

3、wly reconnaissance and judge of the slope were carried out to find the root of the ill slope and then comprehensive treatment scheme was put forward. Precious experience is earned for similar Engineering. Key Words: Landslide body underground water delete slope to reduce load shotconcrete and anchor

4、 grouting for strength slide resisting pile 1工程概況 云南某高速公路K259+470K259+640段下行線（東側(cè)）邊坡，系一開挖深約40m的明槽邊坡。該邊坡開挖施工完工及公路建成通車后，于1999年6月發(fā)生滑坡，嚴(yán)重影響公路的安全運(yùn)營。時(shí)值昆明世博會(huì)期間，為保證高速公路的暢通，建設(shè)方?jīng)Q定盡快對(duì)該邊坡進(jìn)行應(yīng)急治理。由于時(shí)間緊迫，所以未來得及對(duì)該邊坡進(jìn)行工程地質(zhì)勘察。 設(shè)計(jì)單位、施工單位中標(biāo)后，在建設(shè)方組織安排對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行踏勘的基礎(chǔ)上，根據(jù)以往的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了工程治理施工圖設(shè)計(jì)。采用常規(guī)的削方、預(yù)應(yīng)力錨索、豎向錨桿、坡面錨噴護(hù)坡和坡面排水工程的綜合

5、手段進(jìn)行治理加固。工程于1999年7月20日進(jìn)場施工，于1999年11月完工。完工后，坡體基本保持穩(wěn)定，保證了該段公路的正常運(yùn)營，但是在雨季，邊坡仍有變形跡象，并于2000年9月至10月再次進(jìn)行了補(bǔ)充治理，該次治理采用了灌漿及部份錨桿補(bǔ)強(qiáng)措施加以整治。 該邊坡通過前兩次的施工治理，雖部分已趨于穩(wěn)定，但尚未完全根除其病害隱患。于2001年5月和6月連續(xù)降雨后，坡頂?shù)亓芽p發(fā)育范圍有所擴(kuò)大，破面噴護(hù)砼再次出現(xiàn)拉裂，路肩墻拉裂變形及公路排水溝溝肩公路瀝青路面隆起等一系列變形跡象，表明此段邊坡正孕育著滑坡災(zāi)害，已較嚴(yán)重地威脅到高速公路的正常運(yùn)營安全。為徹底削除隱患，確保邊坡穩(wěn)定，建設(shè)方?jīng)Q定對(duì)邊坡進(jìn)行全面

6、勘察、設(shè)計(jì)、施工治理。 2地質(zhì)背景概況 2.1 地形地貌 邊坡的的開挖明槽長140m，寬4059m，最大高差約40m。由三級(jí)臺(tái)階（不含路肩臺(tái)階）組成，坡比一般為1：1.5，邊坡總體走向339°344°，坡面整體傾向250°，傾角34°。坡頂南端為NE45°50°延伸的負(fù)地形；北側(cè)為底寬約8.50m，下切深近5.00m，走向近南北的負(fù)地形；坡體頂端發(fā)育一走向約NE80°（與坡面近于垂直、與山脊近于平行）延長近300m，底寬2.004.00m，下切深1.002.40m的負(fù)地形。 2.2 地層巖性 邊坡區(qū)內(nèi)分布地層按其工程地質(zhì)特征

7、分為4層，分述如下： 填土：主要分布于坡體下端，為路肩擋墻砌筑及墻后回填塊石、碎石及砂漿等，厚1.501.90m。 殘積碎石土：主要分布于坡體頂部，為棕紅色強(qiáng)風(fēng)化泥巖、砂巖碎石混可塑狀粘土組成，厚度一般小于2m。 強(qiáng)風(fēng)化泥巖夾砂巖：分布于坡體中上部，厚3.5010.60m。鉆探時(shí)有塌孔現(xiàn)象，巖心呈碎石土狀、部分碎石狀。 中等風(fēng)化泥巖夾砂巖：分布于邊坡中下部，厚6.0018.00m，巖心呈碎石狀?yuàn)A碎塊狀或短柱狀。 邊坡巖土類型主要為軟質(zhì)層狀碎裂-散體的泥質(zhì)巖巖體，屬易滑巖體，且發(fā)育順坡向結(jié)構(gòu)面。 2.3 水文地質(zhì)特征 區(qū)內(nèi)賦存較豐富的基巖裂隙水，地下水受大氣降水和東側(cè)山區(qū)地下水補(bǔ)給。坡體中、下部

8、泄水點(diǎn)較多，由于地表裂隙發(fā)育，地下水動(dòng)態(tài)變化顯著。 3滑坡特征 該滑坡為推移式活動(dòng)滑坡，地表變形跡象明顯，滑坡周界清楚。主要下滑推力來自坡體中后部。通過勘察，查明了滑坡的工程地質(zhì)特征和滑坡要素，與進(jìn)行第一次施工治理前的認(rèn)識(shí)在以下幾方面存在一些較大的出入。 3.1 滑坡后緣邊界的認(rèn)識(shí) 原來的滑坡后緣邊界由于建設(shè)方征地所限，后緣開口（地裂縫）處于鐵絲網(wǎng)界定的施工范圍后8m左右的負(fù)地形區(qū)域內(nèi)，在治理時(shí)沒有進(jìn)行處理，從而造成了地表流水大量順縫下滲到滑面。此次勘察發(fā)現(xiàn)，地裂縫已發(fā)展至天溝之后27.40m處。滑坡平面形態(tài)呈波狀的不對(duì)稱扇形，分布面積約5209.60m2，體積約37082.88m3。 3.2

9、 滑面判定 經(jīng)過勘察后，判定滑面總體呈折線狀，中后部滑面深9.0010.20m，與原分析確定的淺層滑坡具有明顯的差別。 3.3 地下水的危害 勘察資料表明，滑體中地下水明顯受降雨控制，由于巖體破碎，基巖裂隙水較豐富，巖體裂隙發(fā)育，與地表裂縫連通較好，加之特有的有利于地表水匯集并沿滑坡后緣下滲的負(fù)地形條件，地下水動(dòng)態(tài)變化顯著，其特征表現(xiàn)為在滑坡內(nèi)徑流途徑較短，排泄快，同時(shí)，受大氣降水的影響，造成雨季坡體地下水經(jīng)常性短期富集，從而軟化巖體，使其強(qiáng)度大幅降低，這是該滑坡發(fā)展的主要因素，但第一次治理時(shí)沒有對(duì)地下水產(chǎn)生的危害引起足夠的重視。 3.4 滑坡的發(fā)展趨勢 由于前兩次的治理和補(bǔ)強(qiáng)工程，較大的減少

10、了滑體的下滑力，阻止了劇滑的發(fā)生，但隨著時(shí)間的推移，邊坡應(yīng)力調(diào)整的不斷發(fā)展，邊坡的穩(wěn)定平衡將被打破，若不及時(shí)徹底根治，隨著坡體應(yīng)力的不斷積累，滑體將摧毀原治理工程產(chǎn)生的整體效應(yīng)而產(chǎn)生突然劇滑，造成交通中斷。 4滑坡穩(wěn)定性計(jì)算 計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)選取與主滑方向一致或相近的工程地質(zhì)剖面為計(jì)算斷面。詳見圖1“滑坡穩(wěn)定性計(jì)算斷面圖（2-2剖面）”和圖2“滑坡穩(wěn)定性計(jì)算斷面圖（3-3剖面）” 4.1 計(jì)算公式選取 根據(jù)滑坡的滑面特征，選用巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-94）的折線滑面滑坡穩(wěn)定性計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 4.2 計(jì)算結(jié)果 詳見表4-1“滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表”。 5治理工程設(shè)計(jì) 5.1 前

11、兩次治理措施 5.1.1 第一次治理措施 根據(jù)當(dāng)時(shí)對(duì)現(xiàn)場的調(diào)查和分析，采取了以下幾種治理措施： （1）錨索： 在路肩擋墻之上臺(tái)階橫向布設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索加梁板19條，條間距8m，每條兩根錨索，每根錨索長15m，提供40T以上的預(yù)應(yīng)力，共計(jì)570m/38根。每根梁板之間用聯(lián)系梁連接。 錨索作用在于“鎖定”邊坡，平衡應(yīng)力釋放，阻止邊坡變形發(fā)展；聯(lián)系梁的作用在于增加防護(hù)工程整體性，保護(hù)坡面，抑制坡面變形。   （2）削坡減載： 削坡減載以減小淺部滑體的下滑推力，同時(shí)減緩邊坡坡角，降低邊坡應(yīng)力釋放程度。削坡后坡比為1：1.5（坡度約為34°）。 （3）噴錨護(hù)坡： 封閉整個(gè)面，隔離降水，保

12、持坡面穩(wěn)定。坡面封閉面積為8070m2，采用短錨桿掛金屬網(wǎng)噴射砼，錨桿長1.5m，掛網(wǎng)框架為1.5m×1.5m，網(wǎng)眼為15cm×15cm，框架與錨桿用焊接，其它編網(wǎng)鋼筋用鐵絲綁扎，噴射砼厚度為6cm。 （4）截（排）水溝： 在邊坡邊緣及坡面上修截（排）水溝。 以上措施的施工順序：先進(jìn)行削方清坡，然后預(yù)應(yīng)力錨索、坡面噴錨和截（排）水溝等工程同時(shí)開展施工。                   

13、0;   滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表                     表4-1 計(jì)算斷面 層號(hào) 計(jì)算參數(shù) 塊段編號(hào) 滑動(dòng)面形態(tài) 穩(wěn)定系數(shù)K 剩余下滑力E（KN/m） （KN/m3） C（KPa） （°） （°） L（m） 2-2 22.3 15.5 15.4 29 29 0.86(0.78)1.05 1785.4 22.3 15.5 15.4 25 18

14、2462.1 23.5 20.0 22 20.5 2102.6 3-3 22.3 23.5 29.9 21.6 19.4 44 21 0.81(0.74)0.98 813.4 22.3 0 15.4 22.3 15.5 15.4 27 30.8 2452.66 22.3 15.5 15.4 29 21.6 3448.9 23.5 20.0 21 22.5 2794.2 22.3 23.5 29.9 21.6 注：1、剩余下滑力已考慮了工程安全系數(shù)（1.25）。 2、（）內(nèi)數(shù)值為考慮地震時(shí)的穩(wěn)定性系數(shù)。 3、內(nèi)數(shù)值為考慮現(xiàn)有工程抗滑附加力條件下的穩(wěn)定性系數(shù)。 4、剩余下滑力未考慮地震力和治理工程

15、的附加力。 5.1.2 第二次補(bǔ)強(qiáng)措施 采用了灌注水泥漿措施對(duì)坡頂?shù)亓芽p進(jìn)行了密實(shí)處理，同時(shí)對(duì)部分錨桿采取了補(bǔ)強(qiáng)整治措施。 5.2 重新勘察后的最終治理方案 根據(jù)勘察資料反映，治理該滑坡的關(guān)鍵是消除或減小滑坡中后部的下滑推力；在滑坡前部采取適當(dāng)?shù)闹醮胧?，以確保路肩的穩(wěn)定，以及處理滑坡后緣及坡面的地裂縫，阻止地表徑流和地下水對(duì)滑面的軟化，完善排水系統(tǒng)。 原治理工程中的主體工程為預(yù)應(yīng)力錨索，其最終張拉荷載為580KN，目前仍發(fā)揮一定的作用，才使得該滑坡沒有產(chǎn)生劇滑，所以，該此次治理工程中仍保留。 （1）削方： 其主要目的是減少中后部的荷載，減小滑體上部下滑推力，消除滑坡后緣的負(fù)地形，所以，后緣一

16、直削至開口裂縫處。 （2）抗滑樁： 在滑坡下部下平臺(tái)即滑體前緣設(shè)置一排抗滑樁，共7根，其中Z1Z3樁心距為10m，Z3Z7樁心距為9m，樁長均為12m（伸入路面下5.0m5.5m）樁截面均為2.0m×2.0m，樁身砼強(qiáng)度均為C25。 （3）護(hù)坡工程：為保證坡體內(nèi)部的地下水從坡面溢出排泄通暢，在削方區(qū)下部，即預(yù)應(yīng)力錨索下部采用鋼筋砼格珊綠化護(hù)坡。 （4）排水工程： 設(shè)置環(huán)形天溝，截排后部山體地表來水，坡面和平臺(tái)根據(jù)地形設(shè)置相應(yīng)的排水溝并匯集于環(huán)形溝內(nèi)排走。 6施工效果 6.1 前兩次施工效果 第一次治理時(shí)，由于沒有進(jìn)行勘察，造成了對(duì)滑坡的認(rèn)識(shí)了解不透，對(duì)滑坡后緣開口（地裂縫）

17、進(jìn)行處理的重要性沒有引起足夠的重視，從而造成了工程治理的力度不夠、工程量不足及滑面被地表徑流和地下水軟化等隱患，致使治理不徹底。 第二次補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，對(duì)以上的隱患也沒有充分認(rèn)識(shí)到，只是對(duì)滑坡后緣開口（地裂縫）進(jìn)行了簡單的水泥漿灌漿處理，沒有從根本上對(duì)滑坡進(jìn)行治理，滑坡仍在變形滑動(dòng)，所以，灌漿處理的滑坡后緣開口（地裂縫）也將是再次被破壞的結(jié)果。另外，補(bǔ)強(qiáng)的錨桿由于對(duì)滑坡的具體情況了解不夠，造成了工程量不夠，其結(jié)果也是沒有起到應(yīng)有的效果。 6.2 第三次施工效果 通過再次削坡減載、支擋工程（抗滑樁工程）施工及對(duì)坡面排水措施的加強(qiáng)，該滑坡體已處于穩(wěn)定狀態(tài)，隱患和險(xiǎn)情已基本消除，高速公路已徹底恢復(fù)了正常的運(yùn)營。通過一個(gè)雨季的考驗(yàn)和監(jiān)測，充分表明治理是非