某工程的滑坡防護(hù)與治理方案選擇

靳雨欣,王澤云,唐笑一,何 銳

(西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川成都 610039)

1 工程概況

本工程位于大渡河與流沙河所圍限的寬緩斜坡地帶上。該斜坡長(zhǎng)約8.5 km，寬約1.5～1.9 km，總體走向北西40°，傾向北東，山體平均坡度10～25°，地勢(shì)西北高、東南低，海拔高程850～1 230 m，相對(duì)高差達(dá)390 m，屬中、低山單斜順向坡地貌。場(chǎng)地及其周圍的構(gòu)造穩(wěn)定性總體為基本穩(wěn)定，場(chǎng)地工程建設(shè)適宜性總體為較適宜～適宜性差。但場(chǎng)地地處單斜順向坡地帶，上覆有成因、性狀不均勻且厚度不等的土層，建設(shè)用地及其周圍分布有類型各異且規(guī)模大小不等的不良地質(zhì)現(xiàn)象，影響局部場(chǎng)地或地基的穩(wěn)定性以及邊坡處理方案的選擇。

2 場(chǎng)地地質(zhì)概況與穩(wěn)定性分析

該工程所在場(chǎng)區(qū)內(nèi)覆蓋層多較為深厚，巖體呈層狀，巖層之間夾有不同類型的軟弱層，軟弱層厚度從幾毫米至十幾厘米不等，在單斜地層及軟弱夾層的雙重作用下，加之在巖體前沿存在臨空面，巖體便產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象，形成不同規(guī)模的基巖滑坡現(xiàn)象。為保證各級(jí)場(chǎng)地在場(chǎng)平后的建設(shè)穩(wěn)定性，根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)的覆蓋層及巖體性狀采用不同的處理方式和支護(hù)形式，從而有效解決各級(jí)場(chǎng)地的穩(wěn)定性問(wèn)題和用地平臺(tái)的需要。按場(chǎng)區(qū)不同部位巖土體的結(jié)構(gòu)特征及變形特征等，總體將該場(chǎng)地分為五個(gè)區(qū)域。

(1)形成于流沙河早期古滑坡體，地形坡度小于10°，在較長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)該處滑坡體沒有出現(xiàn)明顯的再次失穩(wěn)跡象，因此可以認(rèn)為目前該滑坡整體穩(wěn)定性良好。但是調(diào)查結(jié)果也表明，當(dāng)滑坡前緣擋墻基槽開挖后，墻后坡體表層覆蓋層出現(xiàn)明顯的小規(guī)模的滑體失穩(wěn)現(xiàn)象。

古滑坡體區(qū)存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題是在開挖、地表水下滲等不利因素影響下可能誘發(fā)的滑體失穩(wěn)。為保證滑體上擬建公路和古滑坡前緣建構(gòu)筑物的安全，須對(duì)滑坡進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹卫怼?/p>

(2)滑坡堆積區(qū)，滑坡及其影響區(qū)巖體整體穩(wěn)定性較好，其物質(zhì)主要由厚1～2 m、局部厚約5 m的滑坡殘留物組成，結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度低，出現(xiàn)較大規(guī)模失穩(wěn)的可能性較小，但在工程開挖切腳、地表水體下滲等因素影響下，可能誘發(fā)局部巖土體失穩(wěn)。

對(duì)于滑坡堆積區(qū)變形體厚度小于5 m的部分及其周圍拉裂松弛巖體而言，滑坡殘留物較少，巖體整體穩(wěn)定性較好，但在降雨、開挖等因素誘發(fā)下殘留物以及被局部強(qiáng)烈卸荷拉裂的巖體可能發(fā)生局部失穩(wěn)破壞。雖然規(guī)模較小，但在施工期間仍應(yīng)注意安全，為保證上部和下部建筑物的安全，建議將殘留物和變形強(qiáng)烈的巖體進(jìn)行清除，并對(duì)邊坡加以適當(dāng)治理，保證坡體穩(wěn)定。

(3)松動(dòng)變形區(qū)，該區(qū)巖體實(shí)際上屬滑坡的強(qiáng)烈影響區(qū)，變形體的厚度可達(dá)15～20 m，區(qū)內(nèi)巖體拉裂松動(dòng)現(xiàn)象明顯，巖體發(fā)育多條順層發(fā)育的軟弱夾層，巖體沿軟弱夾層向臨空方向的變形顯著，一般錯(cuò)動(dòng)位移可達(dá)數(shù)米，局部可達(dá)數(shù)十米。

該區(qū)變形區(qū)巖體拉裂現(xiàn)象普遍發(fā)育，拉裂縫寬度較大，拉裂變形巖體厚度較大，尤其是在工程開挖切腳、地表水體下滲等因素影響下存在失穩(wěn)的可能，對(duì)這部分巖土體應(yīng)進(jìn)行合理的治理，以保證后部巖體的穩(wěn)定和建筑物的安全。

(4)覆蓋層堆積區(qū)，主要由厚度達(dá)數(shù)米至10余米的碎石土組成，這部分巖土體實(shí)際上屬滑坡的殘留物。

該區(qū)覆蓋層下伏巖體發(fā)育有寬大拉張裂縫，且這些拉裂縫的分布位置難以確定，因而該區(qū)場(chǎng)地工程建設(shè)不適宜，為保證其后緣建筑物、構(gòu)筑物安全，須對(duì)邊坡進(jìn)行相應(yīng)治理。

(5)松馳變形區(qū)，該區(qū)巖體穩(wěn)定性較好，出現(xiàn)較大規(guī)模失穩(wěn)的可能性較小，但安全儲(chǔ)備不夠，須對(duì)坡體進(jìn)行相應(yīng)治理，且不排除在工程開挖切腳、地表水體下滲等因素誘發(fā)下，局部開挖面上的塊體失穩(wěn)的可能。對(duì)于局部穩(wěn)定性差巖體，須采取必要治理措施，保證穩(wěn)定。

3 治理方案

3.1 治理原則

根據(jù)治理區(qū)內(nèi)滑坡影響區(qū)的特點(diǎn)、同時(shí)考慮到規(guī)劃方案調(diào)整對(duì)建設(shè)用地要求的要求，確定治理方案原則如下：

(1)對(duì)不同地質(zhì)區(qū)域，根據(jù)相關(guān)規(guī)范采用不同的治理標(biāo)準(zhǔn)。

(2)由于治理區(qū)內(nèi)修建有民用建筑，在滿足邊坡穩(wěn)定基礎(chǔ)上，盡量采用使邊坡變形量小的支護(hù)措施并且避開建筑物。

(3)治理措施應(yīng)選擇技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、可靠性高、施工安全性高、施工工期短的方式。

(4)治理措施應(yīng)因地制宜。根據(jù)地形特征、穩(wěn)定性情況及建筑物布置，采用與之相適應(yīng)的支護(hù)措施。

3.2 治理措施選擇

滑坡治理是一項(xiàng)綜合治理工程，包含多個(gè)治理措施，主要有排水、小型滑坡體的清除以及對(duì)坡體的穩(wěn)固、而對(duì)坡體的穩(wěn)固主要有擋土墻、抗滑樁等，不同治理措施的比較見表1。

表1 不同治理措施比較

通過(guò)比較得出：

(1)重力式擋土墻和新型擋土墻墻高相對(duì)較低，對(duì)于規(guī)模小、滑體厚度不大的滑坡比較適用，并且對(duì)于中小型滑坡體可優(yōu)先選用重力式擋土墻，本工程中不適用；

(2)單純抗滑樁適應(yīng)范圍較大，可靠性較高，在投資控制范圍內(nèi)可以大范圍適用。在樁頂位移指標(biāo)基本相同的控制指標(biāo)下，單純抗滑樁的截面比錨索抗滑樁的截面面積增加約40 %，投資增加15 %左右；

(3)錨索抗滑樁適用于剩余下滑力較大的陡坎或斜坡位置，但需避開建筑物樁基；

(4)錨索墻受地形限制大，與上部建筑樁基沖突多且目前部分擋墻為漿砌石結(jié)構(gòu)且已施工完畢，因而只可在局部下滑力小且坡上無(wú)建筑物位置結(jié)合已建混凝土擋墻使用；

(5)錨洞受其混凝土既受拉又受剪的不利受力特點(diǎn)和施工安全難以保障的局限，本工程中不適用；

(6)框架錨索受地形限制必須布置于斜坡地段，且避開上部建筑物樁基較難、而斜坡位置大部分為半填半挖結(jié)構(gòu)，因而只適用于部分挖方邊坡且下滑力小、坡上無(wú)建筑物的局部地段。

因此本工程治理采用支護(hù)措施以抗滑樁和錨索抗滑樁為主，局部位置可采用錨索墻和框架錨索。古滑坡區(qū)在暴雨工況下剩余下滑力較大，但其上部沒有建筑，可采用抗滑樁進(jìn)行支護(hù)；滑坡堆積區(qū)滑體厚度小于5 m，采用挖出的方式進(jìn)行處理；松動(dòng)區(qū)剩余下滑力較小，為避免對(duì)上部建筑物樁基產(chǎn)生影響，同時(shí)結(jié)合房建和道路布置，對(duì)該段采用小斷面抗滑樁進(jìn)行支護(hù)；松弛區(qū)前緣部分剩余下滑力較小，末端剩余下滑力相對(duì)較大，因此對(duì)松弛區(qū)前緣采用小斷面抗滑樁進(jìn)行支護(hù)，對(duì)松弛區(qū)末端采用錨索抗滑樁進(jìn)行支護(hù)。

3.3 治理方案中參數(shù)的選擇

巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)確定。試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50266 的規(guī)定。然而在計(jì)算滑坡推力時(shí)，還要考慮到滑坡失穩(wěn)主要是由于土體強(qiáng)度降低引起的，這就需要對(duì)試驗(yàn)所得的參數(shù)進(jìn)行折減，可以采用有限元強(qiáng)度折減法，用土體的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備系數(shù)F將滑體的強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行折減，得到折減參數(shù)Cf、φf(shuō)，同時(shí)可使滑坡體處于極限狀態(tài)，即可獲得斜坡受抗滑樁加固后的安全系數(shù)。折減計(jì)算公式如下：

4 總結(jié)

根據(jù)該工程所在場(chǎng)地的地質(zhì)情況的不同，對(duì)不同的地質(zhì)情況有針對(duì)性的選擇治理措施是十分必要的。

對(duì)于滑坡堆積區(qū)滑體厚度小于5 m，采用挖出的方式進(jìn)行處理；滑體厚度大于5 m，根據(jù)地形特征、穩(wěn)定性情況及建筑物布置，采用與之相適應(yīng)的支護(hù)措施。例如：采用抗滑樁進(jìn)行支護(hù)可避免對(duì)上部建筑物樁基產(chǎn)生影響，但樁的截面面積較大，而采用錨索抗滑樁進(jìn)行支護(hù)時(shí)可節(jié)省投資，但要注意避開建筑物樁基。

[1] GB 50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S]

[2] 鄭穎人, 趙尚毅. 用有限元強(qiáng)度折減法求滑(邊)坡支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)力[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2004, 23(20):3552-3558

[3] 郭樹清.淺談邊坡防治措施[J].甘肅地質(zhì),2007，(6):81-84