淺談黃土滑坡的處治

王 偉

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

滑坡是在一定的地形、地質條件下的邊坡，由于斜坡大量土體和巖體在重力作用下，破壞了原有的力學平衡條件，使邊坡上的不穩定體在自重或其他荷載的共同作用下，沿著一定的相對軟弱面（帶）作整體地緩慢地、間歇性地有時甚至是突發性地向下滑動的不良地質現象?；率巧絽^公路的主要病害之一，尤其在地形復雜的黃土高原，會經常遇到。因此研究黃土滑坡問題具有重要意義。

1 滑坡的基本特征

本文以某高速公路挖方邊坡出現的滑坡為實例?；侣范卫锍虨镃K0+300—CK0+420，坡體的變形主要表現坡體向下、向外產生滑動，后緣及坡體產生裂縫?；潞缶壩挥邳S土塬頂部，裂縫為圈椅狀；線路以挖方形式通過滑坡前緣，二、三級邊坡出現鼓脹現象（見圖1）；一級邊坡剪出路面，破壞護面墻，土體堆積于路面之上；原路面出現底鼓（見圖2）。

圖1 路基邊坡鼓脹

圖2 路面出現底鼓

滑動區地質結構較為簡單，上部為全新系上更新統粉土、粉質黏土和卵石土，下伏灰白色全風化泥巖和粉砂巖互層。滑坡滑動方向為57°，主軸長100 m，橫寬約120 m，滑體厚度約15.0 m，滑坡體方量為18.0萬m3，屬于覆蓋層沿基巖面失穩的中厚層滑坡。

2 滑坡的工程地質條件

2.1 地形地貌

滑坡路段位于山西省臨汾地區，區地貌單元屬黃土覆蓋低山丘陵區，線路以挖方形式通過滑坡前緣。

2.2 地質概況

根據地質鉆探，滑坡區地層由石炭系上統太原組（C3t）、第四系中更新統沖洪積（Q2al+pl）卵石土、上更新統風積（Q3eol）粉土組成。下面依次介紹地層揭露自下而上的地層巖性特征。

2.2.1 石炭系上統太原組（C3t）

主要巖性：底部為灰白色中厚層狀中粒石英砂巖，泥質膠結，節理裂隙發育，鐵質充填，強風化；其上為淺灰、灰白色薄、中厚層狀細粒砂巖，灰、灰黑色頁巖及薄煤層。中部以3層淺灰色中-厚層狀含燧石結核石灰巖為主，中夾灰色、灰黑色泥巖、砂質泥巖，灰、灰黑色頁巖及薄煤層組成。上部為淺灰色含鋁泥巖、灰色頁巖夾薄煤層及一層灰褐色中厚層狀灰巖。泥巖、煤層在露頭處易風化成碎粒狀。本組地層在地貌形態上表現為中緩坡。

2.2.2 第四系（Q）

卵石土主要成分為砂巖、頁巖、灰巖、白云巖等，磨圓度好，具有分選性；粉土分布穩定，覆蓋卵石之上，呈淺黃色，土質較均勻。

2.3 地震

滑坡路段地處臨汾斷陷盆地北端，新構造運動較活躍，沿汾河河谷分布的嵌入型Ⅲ級階地是新構造運動的表現。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011—2010），滑坡區地震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g。

2.4 水文地質

鉆探資料顯示滑坡體內22.0 m內未發現地下水?；率艽髿饨邓绊戄^大，因此具有明顯的階段性。

3 滑坡處治方案

3.1 滑坡失穩分析

a）路線所在區域存在全風化泥巖具有隔水性質，遇水易滑。大氣降水滲透上部覆蓋層弱化泥巖層強度是滑坡失穩破壞的重要原因。

b）從地形上來看，滑坡下伏易滑泥巖有較大外傾角，路線邊坡以挖方形式通過滑坡前緣，使滑坡體臨空，這為路基滑坡移動提供了空間條件。

c）坡面施工時，坡體出現滑塌，可見滑坡處于極限平衡狀態?；率Х€產生的裂縫和失穩后的坡體松散物使滑動面對于大氣降雨變得更加敏感，可以預見未來降雨天氣將極大影響滑坡穩定。

3.2 滑坡處治設計

滑坡處治設計時一般考慮采用卸載和支擋等綜合措施進行處治。由于該高速即將通車，工期很短，同時考慮以下兩個因素進行處治設計。

a）由于征地困難，大開挖卸載致使征地范圍較大，對工程處治進度有影響。

b）考慮施工單位已在坡腳位置修筑了部分擋土墻，為保證工程連續性和節約處治成本，經綜合考慮，保留原抗滑擋土墻，在二級平臺設置抗滑樁，并對二級及以上邊坡進行適當卸載。根據抗滑效果和卸載坡體范圍擬定3個方案：

（a）方案一 抗滑擋土墻+矩形抗滑樁+局部邊坡卸載；

（b）方案二 抗滑擋土墻+圓形抗滑樁+局部邊坡卸載；

（c）方案三 抗滑擋土墻+圓形抗滑樁+坡頂卸載。

根據《公路路基設計規范》，按正常工況和非正常工況（地震力作用）兩種情況考慮，結合鉆孔資料、區域經驗參數和反分析綜合考慮，確定滑動面土體平均重度為18 kN/m3，滑坡前部失穩滑坡（抗滑樁與擋墻之間部分）滑動面強度參數取值為c=8 kPa，φ=9°；后部潛在滑動面強度參數為c=15 kPa，φ=15°。利用局部卸載和坡頂卸載后最不利斷面（見圖3、圖4），計算得出抗滑樁前后土體的下滑推力，結果見表1、表2。

圖3 局部卸載后最不利斷面

圖4 坡頂卸載后最不利斷面

表1 局部卸載后滑體剩余下滑力

表2 坡頂卸載后滑坡體剩余下滑力

根據剩余下滑推力，采用理正巖土工程系列軟件，抗滑樁單排布設。經計算，在抗滑、彎矩、位移均滿足要求的條件下，得出抗滑樁斷面尺寸、樁長及樁間距，見表3。

表3 抗滑樁尺寸及布設結果

3.3 方案比選

通過對3組方案的抗滑效果、征地情況、現場施工條件及經濟合理性的綜合對比（見表4），確定方案一為該滑坡的最終處治方案。

4 滑坡防治措施

4.1 修復及完善排水設施

表4 方案對比表

坡面修整及抗滑樁施工前，應設置臨時及永久截排水設施，確保排水通暢，防止雨水再次下滲到邊坡土體內。擋土墻墻后設置仰斜排水孔，管上部留有小孔，長度深入到滑動面（隔水層）以后，確保滑坡土體內的層間水排出。

4.2 山體卸載及坡面修整

對樁頂以上邊坡進行卸載修整，卸載的土方堆置在樁前并進行壓實，壓實度不小于90%，以確?？够瑯妒┕て陂g坡體的穩定。

4.3 落水洞、裂縫充填處理

為防止雨水再次滲入，對滑坡后緣坡頂落水洞及裂縫采用灰土填塞并壓實，壓實度不小于90%。同時，每隔3 d對填塞處及周邊進行排查，對新的裂縫進行填塞，對已變形裂縫進行補填。

5 結論與建議

a）通過工程地質勘察，調查清楚了滑坡的基本特征、工程地質條件及滑坡范圍，為分析滑坡和未來變化趨勢提供了依據。

b）滑坡處治設計時應充分考慮地形、地質因素，結合征地和施工條件，同時重視降水影響，做好防滲排水工作。

c）工程施工中及運營期間，建議對滑坡進行監測工作，確保高速公路運營安全。