貴州高速公路某特大橋滑坡勘察及處治探討

摘要：文章以貴州某高速公路滑坡為例，采取調繪、鉆探、監測等綜合勘察手段分析工程地質條件及滑坡病害特征，并在力學計算與分析的基礎上提出了采取抗滑樁+花管注漿+鋼管樁+冠梁+擋墻+截排水溝等綜合治理措施對滑坡進行處治。

關鍵詞：高速公路；滑坡；勘察；滑坡防治；抗滑樁

中圖分類號：U445.7+5 A 49 164 2

0 引言

近年來，隨著國民經濟的快速增長，貴州省高速公路建設隨之迅速發展。“十三五”末至“十四五”初，該省高速公路里程將達到1萬km。

貴州省地處云貴高原，其中92.5%的面積為山地和丘陵。在貴州修建高速公路，勢必比平原地區更加困難，工程地質問題也更多，其中滑坡災害是最為突出、最為嚴重的問題。

本文以貴州高速公路某特大橋滑坡為例，結合多種技術勘察手段，在力學計算與分析基礎上提出了采取抗滑樁+花管注漿+鋼管樁+冠梁+擋墻+截排水溝等綜合治理措施對滑坡進行處治。

1 工程地質條件

1.1 自然地理條件

依托工程的場區地處貴州高原向廣西丘陵過渡斜坡地帶的中低山盆谷區，區內地形起伏較大，斜坡自然坡度為35°～45°。場區高程為864.5～1 151.2 m，相對高差為286.7 m，屬構造-剝蝕低中山地貌。

1.2 工程地質條件

場區上覆土層為第四系填筑土（Qme4），本次勘察鉆探揭露厚度為1～14.8 m；殘坡積層（Qel+dl4）含碎石粉質黏土，本次勘察鉆探揭露厚度為0.8～4 m；殘坡積層（Qel+dl4）碎石土，本次勘察鉆探揭露厚度為2～14.2 m。

場區下伏基巖為泥盆系上統代化組-桑郎組（D3d+s）灰巖夾泥巖夾燧石巖、中統火烘組（D2h）泥巖（含少量灰巖）。其中：全風化泥巖，本次勘察鉆探揭露厚度為0.5 m；強風化泥巖，本次勘察鉆探揭露厚度為1.2～6.6 m；中風化泥巖，本次勘察鉆探揭露厚度為4.6～20.5 m。

1.3 水文地質條件

據調查，橋位區無常年地表徑流，項目邊坡區域地表水不發育。

2 滑坡病害特征

受項目區連續降雨影響，位于主線樁號K11+300～K11+500處的特大橋右幅18#～20#墩所處邊坡坡面出現大量張拉裂縫、坡體中部既有護腳墻開裂錯位、坡腳形成大量堆積，最終發展成為中型規模的滑坡。

2.1 滑坡邊界、規模、形態特征

特大橋右幅18#～20#墩滑坡體平面形態呈“圈椅型”，主滑方向為149°，與高速公路呈斜交，交角約為32°。滑坡后緣以滑坡壁為界，左側以山脊為界，右側邊界位于21#～23#墩右側斜坡處，滑坡前緣以坡腳公路處堆積前緣為界。邊坡整體向坡腳公路發生沉降滑移，并于坡腳公路附近剪出。滑坡平面尺寸約為120 m×170 m，滑體平均厚度約為14 m，滑坡面積為20 400 m2，滑坡體積為285 600 m3，屬中型-牽引式滑坡。

2.2 滑體特征

根據勘察及監測結果，滑體物質主要由填筑土、碎石土和含碎石粉質黏土組成。填筑土主要成分為灰巖與泥巖碎塊石，含量約為90%，直徑一般為2～50 mm，厚10～14.8 m；含碎石粉質黏土的碎石、角礫含量為15%～40%，成分為泥巖、灰巖，厚0.8～4 m；碎石土的碎石成分主要為泥巖、灰巖，含量為60%～85%，直徑一般為20～50 mm，厚2～14.2 m。

2.3 滑帶（面）特征

根據本次勘察及深層位移監測結果，滑坡滑帶（面）多沿覆蓋層及巖土界面滑動。根據鉆孔資料顯示，滑坡體滑帶土為填筑土、碎石土和含碎石粉質黏土，滑面（帶）埋深4～20 m。

2.4 滑坡機理分析

該滑坡屬中型-中層-牽引式-覆蓋層滑坡，根據綜合地質分析，該滑坡形成原因如下：

（1）地形地貌：該邊坡為單斜坡，橋梁18#～20#墩目前所處的位置為山體中部相對寬緩地帶，地勢總體為后緣高前緣低。滑坡區后緣山體自然坡度較陡，而橋墩處又相對寬緩，這易于地徑流及雨水的匯集和下滲，為滑坡形成提供了基礎。

（2）地質情況：滑坡區覆蓋層較厚，主要為填筑土、碎石土和含碎石粉質黏土。土體松散，均勻性差，滲水性強，抗剪強度低。其中所含碎石、角礫成分主要為泥巖，遇水易軟化、崩解，加之下伏基巖為泥巖，中風化泥巖為相對隔水層，在持續強降雨情況下，大量地表水下滲使土體強度降低，為滑坡形成提供了物質基礎。

（3）強降雨作用：滑坡區位于山體斜坡前緣，為匯水區。自2020年9月以來項目區持續強降雨，短時間內地表水無法以地表徑流的形式排泄出場，大量地表水入滲至坡體內部，使滑體含水量在極短時間內迅速提高，致使滑體重度增大和滑帶土體抗剪強度指標急劇降低，綜合導致滑坡發生。

2.5 滑坡體位移監測

除地質鉆探外，勘察過程中還布置了3個深部位移監測孔，每周測1次，用于滑面深度確定和主滑方向判斷及滑坡穩定性狀況分析。

此次勘察采用了地質調繪、地質測量、地質鉆探、取樣試驗及監測等多種手段，對滑坡情況的調查較為清楚且完善。

貴州高速公路某特大橋滑坡勘察及處治探討/李 陽，張文勇

3 滑坡治理措施

3.1 滑坡計算與分析

為防止滑坡進一步發展，現須對滑坡進行工程處治。根據反算所得參數，安全系數取1.2進行計算，得出該滑坡的剩余下滑力為1 114.2 kN/m，設樁處下滑力為999.1 kN/m。

綜合考慮工期、經濟、現場實際情況等因素，確定治理范圍為特大橋右幅18#～21#墩。

3.2 支擋工程措施

3.2.1 抗滑樁

沿滑坡前緣設置抗滑樁，總計16根抗滑樁。其中A型抗滑樁設計樁長為16 m，截面尺寸為1.8 m×2.4 m，樁間距為6 m，共5根；B型抗滑樁設計樁長為16 m，截面尺寸為2 m×3 m，樁間距為6 m，共6根；C型抗滑樁設計樁長為18 m，截面尺寸為2 m×3 m，樁間距為6 m，共5根。

3.2.2 花管注漿

在18#、19#、20#、21#橋墩前面布設三排花管注漿，處治范圍長15 m，寬2 m。設計花管長為20 m，縱向間距為100 cm，橫向間距為160 cm，呈梅花型布置。

3.2.3 擋墻

在滑舌前緣設置擋墻，擋墻高3 m，墻頂寬1 m，埋置深度為0.5 m，采用C20混凝土砌筑。

3.2.4 護腳墻

在18#、19#、20#、21#橋墩前側、花管頂部設置護腳墻，護腳墻高度與橋墩承臺底標高齊平。擋墻頂寬1 m，面坡坡率為1∶0.25，背坡坡率為1∶0，材料采用C20混凝土。

3.2.5 鋼管樁加工字鋼+冠梁

在18#、19#、20#、21#橋墩前側、花管注漿下方（坡腳側）設置鋼管樁加工字鋼加冠梁。18#、19#橋墩處置范圍長10 m，寬1.5 m；20#、21#橋墩處置范圍長15 m，寬1.5 m。其中18#墩設計鋼管樁長為22 m；19#、20#、21#墩設計鋼管樁長為15 m。鋼管樁外直徑為159 mm，間距為0.5 m，整體呈梅花型布置。同時，鋼管內放置12#工字鋼。

冠梁高1.5 m，寬1.4 m，材料采用C30混凝土。

3.3 截排水工程措施

在橋墩前部、后部及滑坡前緣均修筑截（排）水溝，攔截路基頂面的上坡地表流水，防止其流向滑體沖刷下部邊坡，同時考慮將滑體內部的地表水引排至場區天然溝谷地帶。設計截（排）水溝凈尺寸為60 cm×60 cm，溝幫和溝底厚30 cm，材料采用C20混凝土。

通過以上措施形成規則的排水系統，以此將地表水排出滑坡區，同時加以裂縫封閉措施，避免坡體繼續受到雨水浸泡而加劇滑坡形成。

3.4 邊坡穩定性分析與計算

邊坡治理后穩定性系數計算結果見表1。由表1可見，治理后的邊坡穩定性系數明顯提高，滿足規范要求，且具有一定的安全儲備。

4 結語

本文通過調繪、鉆探、監測等綜合勘察手段對貴州山區高速公路某特大橋滑坡進行了詳細勘察，后續通過計算分析進行治理設計，最終提出了抗滑樁+花管注漿+鋼管樁+冠梁+擋墻+截排水溝的綜合治理措施，并證明是行之有效的，為同類型工程的勘察、設計及監測提供借鑒。

參考文獻

［1］張 華，游 宏，黃晚清.山區高速公路運營期路塹滑坡病害處治設計實例［J］.成都大學學報（自然科學版），2020，39（4）：422-426.

［2］宋昱宇.某山區公路邊坡穩定性分析及滑坡治理措施［J］.工程技術研究，2020，5（7）：72-74.

［3］解 偉.山區高速公路滑坡處治方案［J］.交通世界，2019（9）：81-82.

收稿日期：2022-10-20