山區高速公路收費站滑坡治理設計

余 灝， 項少華

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司；公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

某山區高速主線收費站受地形限制等因素，設置于滑坡位置處，滑坡周圍界線較清晰，平面正投影呈圓弧形，后壁位于山坡坡角變化處，后緣處山坡坡度變陡，滑坡體前緣局部風化呈土狀。需對此滑坡進行治理以滿足設置收費站要求。

1 工程地質

1.1 地層巖性

⑤1強風化粉砂質板巖(Qnzh)：灰綠色、灰黃色，層理構造，巖芯呈塊狀、碎塊狀，粉砂質板巖夾變質巖屑砂巖，以及透鏡狀礫巖夾青綠色、條紋狀絹云母板巖，較軟巖～較硬巖，節理裂隙很發育，取芯率為62%～67%。層厚6.10～9.00 m。

⑤2中風化粉砂質板巖(Qnzh)：灰綠色、紫紅色，層理構造，巖芯呈柱狀，粉砂質板巖夾變質巖屑砂巖，以及透鏡狀礫巖，夾青綠色、條紋狀絹云母板巖，較軟巖～較硬巖，節理裂隙很發育，取芯率為91%～95%。揭露層厚2.10～3.80 m，未揭穿。

1.2 滑坡宏觀特征

根據勘察報告，滑坡目前為古老死滑坡，滑坡體已恢復平衡，沒有移動跡象。滑坡周圍界線較清晰，平面正投影呈圓弧形，后壁位于山坡坡角變化處，后緣處山坡坡度急劇增大，為60°～80°，垂直距離為5～10 m，滑坡體前緣局部風化呈土狀。

1.3 滑坡周界

滑坡周界平面正投影呈圓弧形，前緣位于縣道東側邊坡處，后緣位于山坡坡度變化顯著交界處。滑坡為古滑坡，當前處于穩定狀態，未發現移動現象。

1.4 滑坡空間形態

通過現場調查及勘察資料，滑坡基本呈圓弧形，兩側為山間溝谷，后壁位于山坡坡角變化處，后緣處山坡坡度急劇增大，為60°～80°，垂直距離為5～10 m。前緣為縣道。通過鉆孔結果，在深度16.10～16.80 m位置發現滑帶土。

1.5 滑動面

根據勘察資料鉆孔Z04中發現滑動帶深度15.60～16.80 m，Z05發現滑動帶深度14.90～16.10 m，取滑動帶底面作為滑動面。連接前緣剪出口、鉆孔中滑動帶底面、滑坡后緣即可得滑動面，近似為圓弧。

1.6 滑坡方量估算

根據滑坡形態，勘察發現滑動面位置，采用剖面1-1'中圓弧形滑帶及滑體面積乘以滑坡總長簡易估算滑坡方量為17×77×55=7.2×104m3。

1.7 滑坡類別

該滑坡按運動形式分類為推移式滑坡，按滑體體積分類為中型滑坡，按滑坡厚度分類為中層滑坡，按滑坡物質和結構分類為逆層巖質滑坡[1]。

1.8 滑坡巖土物理力學性質

滑坡滑體、滑帶及滑床的物理力學指標統計見表1。

表1 滑坡巖土物理力學指標建議值

2 滑坡擬整治設計方案

考慮到滑坡體前緣為縣道，擬對滑坡采用樁板墻進行處理，樁板墻后進行反壓回填。

3 滑坡穩定性分析

根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330-2013)、《公路路基設計規范》(JTG D30-2015)、《工程地質手冊(第五版)》(2018年)的規定，選取代表性主滑動斷面(圖2)，采用極限平衡法和折線滑動法對其進行定量計算，以分析滑坡的穩定性[2-5]。

圖2 典型斷面

極限平衡計算法是在路塹邊坡穩定性定性分析與評價的基礎上，確定基本的變形類型、范圍和破壞模式，再結合工程地質勘察資料，以及有關巖土力學試驗指標與經驗參數，運用極限平衡原理，計算滑坡的穩定系數[6-8]。具體采用規范規定的Bishop、平面滑動解析法與不平衡推力計算法，運用較為成熟可靠的GEO5巖土計算軟件進行分析與計算，計算參數根據勘察報告、路基規范及地區經驗確定。

根據巖土力學試驗指標與經驗參數，計算出滑坡剩余下滑力為338.56 kN/m，同時對土壓力亦進行了計算，水平土壓力合力為686.91 kN/m。設計以土壓力686.91 kN/m作為結構設計依據。經穩定性計算得知，剪力最大值為1088.37 kN/m，彎矩最大值為7105.33 kNm·m，位移最大值為55.5 mm。

結合定性工程地質量化分析及定量計算分析，設計采用樁板墻(3×2 m抗滑樁，間距5 m)，滿足設計安全系數要求。

4 滑坡處理措施

對滑坡采取以下方式進行處理(圖3)：

圖3 典型斷面設計方案圖

(1) 前緣支擋：采用抗滑樁(方樁)+樁間板處理，樁徑3×2 m，樁間距5 m，設計樁長28～34 m，樁間設置擋土板。

(2) 回填輕質材料：對滑坡體路床底以下反挖2 m并回填(回填材料采用泡沫輕質土)，斜坡分臺階開挖采用泡沫輕質土回填，臺階下設置滲溝。

(3) 排水工程：在路基內通過設置縱、橫向滲溝將路基內部滲水排出。

5 結束語

由以上論述可知：抗滑樁設計的前提是須對滑坡滑動類型及滑動面位置、形態進行判定；抗滑樁設計的基礎則是對計算滑動面的正確選擇和計算參數的合理選用；而使用更加嚴密的結構計算理論及地基強度的校核理論并加強滑坡工程的綜合治理措施(坡面防護、工程排水、減載等)是抗滑樁設計的保證[9-12]。