高速公路滑坡稳定分析与处治对策

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2012-11-15浏览：22次

　　摘要：对高速公路 K132+900-K133+100滑坡的稳定性进行计算分析与评价，在认真分析诱发滑坡的原因基础上，结合工程实际特点提出了有效的处治方案。

　　关键词: 滑坡,稳定性分析,抗滑桩,滑坡治理

　　前言

　　高速公路桩号K132+900-K133+100段一级坡原设计坡比为1：0.75，二级边坡原设计坡比为1：1。2010年8月对该路堑开挖后出现滑坡体，其滑坡范围已超过红线120米，平均厚度约5.1m，潜在滑坡方量约80000 m3，主滑方向约为153°(垂直公路路堑边坡走向)。滑坡范围内水田出现了大规模沉降、开裂等明显特征，多达十一条裂缝，裂缝沉降最大达2.5cm，最宽有50cm，且直接危及到3.5KVA的高压线杆。为保障附近居民的正常生活及公路的安全，以及维护社会稳定、促进社会和谐，对该处滑坡体进行工程治理具有非常重要的意义。

　　1 边坡工程地质条件

　　1.1 地理位置与地形地貌

　　浙江省，位于我国东南沿海地区，地处长江三角洲南翼，其东、西、南、北方向分别与东海海域、安徽、福建、上海接壤。浙江的地貌多为低山与丘陵,著名的有喀斯特地貌、火山地貌、流水地貌和丹霞地貌等等，地势起伏较大，自西南向东北呈阶梯状下降。另外,浙江横跨“华南褶皱系”和“扬子地台”两大地质构造单元，两单元之间又以“绍兴——江山”深断裂带为界，其两侧的地层分布、构造形态和岩浆活动均有较大的差异。

　　1.2区域地质构造

　　该边坡岩土类型主要为粉质黏土、强风化泥质灰岩、中风化泥质灰岩，岩土分界面主要为粉质黏土或强风化泥质灰岩;下伏基岩为中风化泥质灰岩，属单斜岩层，岩层走向与路线呈小角度相交，不利于边坡稳定。

　　2 滑坡稳定性分析

　　2.1 滑动面抗剪强度参数反演分析及安全系数计算

　　该滑坡体地形平缓，平均地形坡度一般在17°左右，前缘局部地形较陡，岩土分界面亦较平缓;边坡在开挖过程中出现裂缝。根据滑坡边界条件、滑面特征和目前的变形特征综合分析，该滑坡为沿岩土分界面的整体滑动。为了进一步分析该滑坡的稳定性，选取沿滑坡主滑方向的K133+010剖面，采用刚体极限平衡法进行计算分析。分别计算沿岩土分界面的整体稳定性。滑坡剩余下滑力计算采用传递系数法。

　　Ti=KWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ciLi

　　ψi=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi) tanφi

　　式中 Ti ，Ti-1——第i和第i-1滑块剩余下滑力(kN/m);

　　Fi——安全系数,

　　Wi——第i滑块的自重力(kN/m);

　　αi，αi-1——第i和第i-1滑块对应滑面的倾角(º);

　　φi——第i滑块滑面内摩擦角(º);

　　ci——第i滑块滑面岩土粘聚力(kN/m);

　　Li——第i滑块滑面长度(m);

　　ψi——传递系数。

　　图1 稳定性计算示意图

　　根据现场滑坡区地形、本次勘察所取得的地质资料及目前边坡的稳定情况，根据目前情况下滑坡的稳定性，选取典型的横断面反算滑动面的残余抗剪强度参数。反算结果为φ=13.0°，C=4.66KPa。根据反算滑动面抗剪强度参数的反算结果，滑动面参数取粉质粘土的残余抗剪强度指标(φ=13.0°，C=4.66KPa)，采用‘理正边坡稳定分析软件’，弧形滑动法计算，边坡稳定系数计算结果见表1。

　　表1 目前坡面下滑坡的安全系数成果表

　　2.2 滑坡稳定性评价

　　根据滑坡的边界条件、滑面形态、滑坡变形特征和稳定性计算成果综合分析，由于高速公路施工对滑坡前缘的开挖，形成了临空面，破坏了山体原有的应力平衡，由于降雨导致地表水入渗，一方面降低了滑动面的摩擦系数，另一方面增加了地下水动水压力，从而导致了坡体的失稳。滑坡区大部分全风化泥质灰岩及以上土层岩土体松散，受地表水和地下水的影响，土体抗剪力强度低，自稳能力差。

　　2.2.2 建议边坡治理方案

　　1)抗滑桩方案

　　方案优点：结构较轻巧，先施工的抗滑桩可对滑坡体起一定的支挡作用，在施工期内对现有边坡稳定性影响较小，造价一般。

　　方案缺点：因抗滑桩需嵌入基岩一定深度，施工欠方便。

　　2)重力式抗滑挡墙方案

　　方案简介：采用浆砌片石挡墙支挡，系统依靠墙体自重挡土。

　　方案优点：施工工艺简单，取材容易。

　　方案缺点：结构笨重，挡墙施工开挖时可能诱发加剧滑坡活动。

　　综上所述：抗滑桩方案和重力式抗滑挡墙方案均是可行的，从岩土工程角度来说，抗滑桩方案更占优，推荐采用抗滑桩支挡方案。

　　3 滑坡处治

　　3.1 防治目标与原则

　　该滑坡的防治目标，主要是对高速公路桩号K132+900-K133+100段路堑边坡进行防护，确保公路路基以及该段公路路堑开挖边坡的稳定。

　　根据开挖揭露的岩体结构和构造特征，结合勘探、试验成果，以控制公路路基及以上滑坡体的稳定，确保边坡长期稳定为前提，全面分析比较加固措施，提出技术可行、经济合理的加固方案。经过对抗滑桩处治和重力式抗滑挡墙处治两种方案的技术经济比较，推荐采用抗滑桩处治方案。

　　3.2 滑坡处治设计

　　根据滑坡区地形、地质等条件，同时考虑经济、环保、方便施工等因素，根据对滑坡处治的整体设计思路，对滑坡体局部地段采用抗滑桩加固，采用2m×1.5m抗滑桩，沿路线方向间距4m，布置在距坡口线外5m的位置(桩中心距坡口线)，自K132+925至K133+057共布置34根抗滑桩(具体布置见图2)。设计桩长为18m，嵌入中风化泥灰岩6m左右深度，具体根据现场开挖情况进行调整;一级边坡坡比为1：1.25，二级边坡坡比为1：1.5，一级坡顶设2m宽平台，K132+900~K132+925及K133+057~K133+100段坡比为1：1.25，采用方格骨架护坡。平台上设置平台截水沟，坡面采用方格骨架植草防护。在后缘及两侧设置环坡顶截水沟，滑坡体区域坡面设8m深泄水孔疏排地表水和滑坡体内浅层水(详见图3)。对滑坡体已有的裂缝进行填塞或夯实以防止地表水直接渗入滑体内。

　　抗滑桩为人工挖孔桩，桩体和护壁混凝土强度等级分别为C25、C20;当开挖后的滑坡体厚度小于设计厚度而引起抗滑桩的桩长小于设计桩长时，抗滑桩应相应减少除锚固段之外的长度;当开挖后的滑坡体厚度大于设计厚度而引起抗滑桩的桩长大于设计桩长时，抗滑桩增加段的配筋应按锚固段配筋情况执行;预计抗滑桩位置处沿路基纵向滑坡中间断面处滑体厚度较大，两侧逐渐变薄。根据滑坡处理应进行动态设计、信息化施工的原则，施工过程中具体桩长应根据现场基岩揭露标高，同时按照上述原则，由现场监理工程师对桩长进行相应适当的调整，如有其它疑问或现场情况与设计不符的特殊情况，应及时与设计人员联系，以便及时采取合理的措施进行处理。