錨筋樁在公路邊坡滑塌應急處置中的應用

陳 全，呂彥達

(廣西華通高速公路有限責任公司，廣西 桂林 541200)

0 引言

陽平高速公路為G65包茂高速陽朔至平樂段，全長約39.52 km。陽平高速K2587+060邊坡路段為丘陵地貌，路線沿著丘陵坡腳一帶展布，地形起伏較大，路基采用挖方形式通過，邊坡高度約60 m，目前該路段已通車10年。2016年4～5月，本段路塹邊坡出現蠕動變形，第一級邊坡原護面噴射混凝土出現剝落，邊溝推移破壞，路基邊緣硬路肩出現拱起開裂現象。經調查，邊坡滑動周界明顯，呈闊口圈椅狀。距該邊坡約120 m處，K2587+180邊坡點曾于2009年發生過一次較大規模滑塌，滑塌土方量多達20萬m3。

由于該路段處于正常運營階段，若該邊坡按照第一次滑動周界繼續滑動，勢必嚴重影響該路段車輛的安全通行，同時還將造成嚴重的經濟損失及不良社會影響。為防范于未然，該邊坡急需進行加固處治。

1 工程地質特征及方案比選

1.1 工程地質條件

滑坡區屬構造剝蝕中低山地貌，山體總體走向呈近南北向，山坡呈凹形，邊坡坡度達30°～45°，局部達50°。滑坡區揭露的地層可劃分為：第四系殘坡積層(Qel+dl)和泥盆系中統郁江組巖層(D2y)。地層巖石節理裂隙發育，巖體破碎，巖層總體傾向西北，滑坡周界出露的巖層產狀為294°～322°∠70°～75°。本區地震動峰值加速度0.05 g，地震烈度Ⅵ度。滑坡區地下水主要為賦存于覆蓋層中的孔隙水和基巖中的裂隙水，屬潛水類型。

1.2 巖土層物理力學參數

根據滑坡區工程地質條件，結合當地工程經驗，各巖土層物理力學參數如表1～2所示。

表1 土層物理力學性質參數表

表2 巖層物理力學性質參數表

1.3 滑坡形態特征與成因

滑坡在平面上呈舌形，縱長約102 m，平均寬度約100 m，高程為226～287 m，中部寬度約100 m，底部寬度約145 m。滑坡分為3個平臺，寬度2～5 m不等，坡腳地形較陡，坡中及后緣可見滑坡壁、錯臺、平臺等滑坡微地貌，錯臺一般高1～2 m，平臺寬1～2 m，滑坡后壁面傾向約25°，傾角約45°，滑坡屬于推移式中型中層新工程巖質滑坡。

滑坡體巖性主要為粉質黏土、全風化粉砂質泥巖、強風化粉砂質泥巖、粉砂巖和中風化粉砂質泥巖，分布厚度為2.75～12.08 m。其中粉質黏土呈硬塑狀，結構松散，主要分布在滑坡體表層，厚0.40～2.20 m，穩定地下水在該層之下；全風化粉砂質泥巖風化強烈，巖芯呈硬塑～堅硬粉質黏土狀，結構大部分已破壞，主要分布于表層或粉質黏土層之下，厚2.10～11.50 m；強～中風化粉砂質泥巖巖質軟，節理裂隙發育，巖體破碎～較完整，厚1.05～10.95 m，多分布于穩定地下水位之下。

根據現場工程地質條件，形成該滑坡的原因主要有：

(1)山體長期剝蝕，地形起伏大，斜坡坡度較陡；

(2)滑坡體巖性為粉砂質泥巖，在地下水浸蝕作用下形成軟弱夾層；

(3)斷層、裂隙發育，巖體破碎、風化嚴重；

(4)地表水下滲，形成地下水，對潛在滑動面起到軟化、潤滑作用，加速滑坡形成；

(5)強降雨使潛在滑坡體充水飽和，下滑力增加，降低了巖土體的力學性質指標。

2 滑坡治理方案

通過現場地質測繪，邊坡坡體主要由第四系殘坡積黏土混砂泥巖風化碎石及強風化巖層構成，屬巖質邊坡。邊坡第一級已采用噴射混凝土防護。通過現場踏勘，制定了在邊坡底部機耕道設置錨筋樁+坡頂卸載的方案進行應急排險處治(見圖1)。

圖1 滑坡治理方案平面圖

2.1 錨筋樁固腳

自坡底新近滑坡邊緣沿機耕道向上約96 m段落設置錨筋樁及面板，中部約33 m段落設置錨筋樁5排，其他位置設置錨筋樁4排，錨筋樁型號分為Ⅰ型樁、Ⅱ型樁、Ⅲ型樁三種。Ⅰ型樁區域樁長為12 m，主筋為5×φ36 mm鋼筋；Ⅱ型樁區域樁長15 m，主筋為4×φ36 mm鋼筋；Ⅲ型樁區域樁長20 m，主筋為4×φ36 mm鋼筋。注漿管采用DN40無縫鋼管，錨孔直徑≥21.5 cm，樁間距0.6 m，面板尺寸為300 cm×30 cm(見圖2)。

2.2 坡頂卸載

滑坡坡頂卸載采用1∶1.5的坡比進行放坡，一級平臺寬10～15 m，考慮減少征地范圍，坡頂陡坎高度>1.5 m處采用土釘墻支護。土釘墻支護采用6 m長C22錨釘，間距1.5 m×1.5 m，垂直坡面打入土體內，錨釘內采用M30砂漿灌注，鋼筋網采用φ8 mm鋼筋，間距0.2 m×0.2 m，向上及向下各延伸1 m，表面噴射10 cm厚C20混凝土。

2.3 截排水及封閉措施

由于地表、地下水對滑坡體穩定性有較大影響，在滑坡體治理前必須先處理好排水問題。截水溝布置在滑坡體邊界以外5 m，全嵌入坡面，以利于美觀和排水。同時為利于水流排出及應對水流沖刷，邊坡兩邊設置急流槽，每級平臺設置沉砂池。為防止地表水下滲，對坡面裂縫及時就地采用黏性土進行封閉。

(a)Ⅰ型

(b)Ⅱ型

(c)Ⅲ型

2.4 穩定性分析

通過PLAXIS 2D有限元計算軟件，分析中采用的本構模型為經典的Mohr-Coulomb模型，分析方法為傳遞系數法，選取三個滑坡典型斷面，計算出天然、飽和、加固后飽和時滑坡的整體穩定性系數以及剩余下滑力(見表3)。

表3 典型截面穩定性計算表

結果表明，三個滑坡典型斷面天然工況下穩定系數均>1.0，且<1.2，處于暫時穩定狀態；飽和工況下K2587+060、K2587+100截面穩定系數均<1.0，處于失穩狀態；加固后飽和工況下，各截面的穩定系數均>1.2，處于穩定狀態。

3 結語

(1)錨筋樁+坡頂卸載方案的施工機械以輕型機械為主，施工方便快捷，并且對場地條件要求低，施工周期短。

(2)方案不破壞巖體的整體性，對滑體的擾動小，能迅速在滑坡推力最大處形成初期支護，保證坡體及施工的安全。

(3)運用錨筋樁方案可實現減少挖方，有利于水土保持，對環境破壞小。

(4)針對已通車運營的高速公路且施工區域存在需交通管制的機耕道路的情況下，錨筋樁方案所需的施工區小，對交通管制壓力較小；同時可以靈活運用場地進行錨筋樁樁身加工以及水泥漿的制備及錨筋樁的吊裝。

(5)陽平高速K2587+060邊坡成功使用錨筋樁加固方案處治邊坡滑塌災害。經觀測至今，該邊坡無繼續滑移跡象，無裂縫發展，結構物均保持完好。