福建某高速互通順層滑坡治理設計

2020-01-07 03:58:24陳平燕

福建交通科技 2019年6期

陳平燕

(福建省交通規劃設計院有限公司，福州 350004)

福建三明和龍巖地區為沉積巖區，砂巖、粉砂巖、泥巖、煤系地層等易滑巖組廣泛發育。在此類地層區域的公路建設過程中，開挖山體形成的邊坡，隨著降雨和微裂隙的張開，往往會沿著層面或順層節理面滑動。在福建省永武高速三明段、漳永高速龍巖段建設過程中，順層節理邊坡的滑坡病害較為嚴重。對于陡傾結構面坡體，在完成上部坡體錨索框架加固后，大拉槽式開挖底階坡體時，錨索出現剪斷現象。本文以典型的順層滑坡治理為工程實例，詳細闡述滑坡病害成因和治理過程，以供順層滑坡病害治理借鑒。

1 工程概況

長深高速三明永安貢川互通D 匝道右側DK0+300～DK0+400 邊坡原設計為四階邊坡，最高約35m，原設計坡率為1∶0.75～1∶1.25，采用護面墻及植草防護。

2014 年邊坡開挖期間發生坡體開裂，上部采用預應力錨索框架加固，下部增設加厚護面墻。上部施工時坡體下部臨時堆土反壓。 2015 年5、6 月份雨季，施工至清除第一階反壓體后，邊坡開始緩慢變形，并于2015 年6 月26 日急劇變形滑動，在第一階高約3～5m 處見剪出口(其裂隙產狀與坡體巖層產狀基本一致)，滑坡體后緣下錯約3～6m，坡體變形開裂或拱出(拱出最大處平移約5m)，坡面上出現多處不規則裂縫(整體坡面呈頁片狀向下、向外開裂、滑塌)，坡體上多處裂縫開裂錯動。滑坡體表面出現較多裂縫，并有不同程度的塌陷現象，其裂縫寬0.3～3m不等，深度在0.5～6m 不等，最深裂縫未探測到底，裂縫延伸走向和長度不一，后緣裂縫呈拱形，后緣錯動裂縫距離D 匝道中心線約100m 處，繼而發展成為較大規模的滑坡。詳見圖1～2

圖1 滑動區域現場圖

圖2 滑坡平面圖

2 工程地質條件

場區坡殘積層覆蓋厚度約7.0～11.5m，下伏基巖為中薄層狀奧陶系淺變質砂巖，其風化層較厚，約7.0～24.5m，產狀為220∠25°，開挖坡面部位巖體極破碎，可見多處不利結構面，其中較為重要的有3 組，其特征分別為：

(1)90°∠70°，約8-10 條/米，裂面呈褐灰色，平直光滑，無填充。

(2)走向200°近直立，約8～10 條/m，裂面呈褐灰色，平直光滑，無填充。

(3)走向245°近直立，約5～8 條/m，裂面呈褐灰色，平直光滑，無填充。

地質斷面圖如圖3 所示。

圖3 地質斷面圖

3 滑坡成因分析

⑴坡體表層發育7.0～11.0m 的坡殘積粘性土，液限值為53～62%，為高液限土，下伏3.0～8.0m 全-砂土狀強風化奧陶系淺變質砂巖，且巖層產狀(220°∠25°)為順坡向，為邊坡變形和滑坡的形成提供了地質條件。結合勘察和位移監測資料的對比(詳見表1)，坡體變形較大位置位于全-砂土狀強風化層內，因此本次滑坡可判定為沿著下伏全-砂土狀強風化層滑動的順層滑坡。

表1 勘察與位移監測資料對比分析表

(2)貢川地區自5 月起多日普降大暴雨，大量雨水入滲坡體使得上覆松散土體迅速飽水軟化，自重增加，并且雨水入滲也使得砂巖的層理面不斷浸潤、泥質化，導致抗剪強度降低。此外，由于第一階邊坡臨時堆土挖除后未及時施做護面墻，導致坡體抗滑力減小。邊坡在抗滑力減小和下滑力增大的背景下產生滑動。從初步監測成果也反映雨后變形略有加大，因此地下水排水不暢是形成山體滑坡的長期外因之一。

⑶根據勘察與監測位移資料進行對比分析(表1)，除了HP06、09 孔外，其余的地下水位在監測期間均比勘察期間有不同程度的浮升，可從工程地質剖面圖上判斷出，勘察期間滑坡體上的鉆孔的靜水位均在滑動面之上，設置監測位移孔后水位均有不同程度的浮升，也證實了由于坡體滑動后，使得地下水排水不暢，從而進一步加速滑坡體的蠕滑變形。

4 滑動面土層綜合抗剪強度參數取值

考慮目前坡體處于不穩定狀態，安全系數應略小于1，據此進行滑動面抗剪強度參數反分析計算(主要利用Geo-Slope 軟件的Bishop 法計算穩定性，并反求c、φ 值，利用Geo-Slope 軟件將各區內的主滑斷面的滑坡體細分成若干塊，獲得各滑動面的抗剪強度參數，詳見表2)。滑動面附近地層土樣的室內重復剪試驗成果，其平均值全風化層為c=10.3kPa，φ=10.1°，砂土狀強風化層為c=8.0kPa，φ=16.3°，較反算結果相近。綜合分析，根據目前滑體破壞程度和滑移速度，原滑坡體穩定系數應取值在0.98～1.00 之間，并綜合考慮已有的室內土工試驗相關數據，故據此反算的各滑動面抗剪強度參數也應當是合理的。綜合土工試驗結果及以上各參數的反算結果，得出滑坡體的各地層設計參數建議值，詳見表3。