吳思思
(四川省交通運輸廳 交通勘察設計研究院, 四川 成都 610017)
滑坡是山區(qū)公路處治中遇到的較多也較難治理的不良地質災害[1].在實際工程中,科研人員對于不同的滑坡類型也提出了針對性的處治措施.比如,對于基巖埋藏淺,滑動面淺的淺層滑坡,可采用抗滑擋土墻;抗滑樁可用于滑面(地形)較緩的中深層滑坡;截排水措施可用于地表水、地下水較多的區(qū)域;減載、反壓、錨桿、錨索等也都是行之有效的處治措施[2-3].實際工程案例表明,處治措施應結合實際情況,綜合運用,才能達到較好的處治效果[4-5].本研究對山區(qū)較常見的一類滑坡工點的處治進行分析,并提出合理的處治措施.
作為研究對象的某公路位于西南山區(qū)的一條三級公路,在某個雨季時,其K7+580~K7+700段路基出現(xiàn)滑坡.該滑坡軸向長度約85.43 m,沿公路長約120 m,面積約0.90×104m2,滑坡體厚度約10.0 m,總方量約9.0×104m3,屬中層中型牽引式滑坡.該滑坡目前變形跡象較明顯,對公路的后期運營和行車安全構成嚴重威脅.實際勘查顯示,該滑坡屬于某大型古滑坡后緣的次生滑坡,該古滑坡目前未發(fā)現(xiàn)明顯的變形破壞跡象,處于穩(wěn)定狀態(tài).
工程區(qū)內的地表水系主要為地表水及溝水,其水位高程及流量主要受溝水上游水位、大氣降水的控制和影響,補給源主要為溝水,排泄于溝谷.根據(jù)現(xiàn)場鉆孔勘探顯示,滑坡區(qū)域內地下水發(fā)育一般,在鉆孔內,地下水深約6.0 m.但根據(jù)現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn),在滑坡處發(fā)育一條較為明顯的沖溝,說明在雨季,特別是暴雨情況下,滑坡的地表水十分豐富.
滑坡區(qū)地形總體上呈東南側高,北西側低,滑坡范圍內地形為斜坡地形,坡度約15 °,公路填方路段局部出現(xiàn)坡度較大現(xiàn)象,坡度約25 °~35 °,斜坡坡向約306 °.滑坡后緣高程約1 442 m,前緣高程約1 417 m,高差約25 m.擬建線路從滑坡中后部穿過,目前滑坡后緣變形跡象較明顯,可見裂縫發(fā)育.
該滑坡變形時間主要集中在雨季,變形范圍集中在滑坡中前部鄉(xiāng)村公路兩側,其主要變形特征表現(xiàn)為:
1)現(xiàn)有公路路基出現(xiàn)嚴重變形,下沉最深約1.0 m,出現(xiàn)明顯的拉裂縫,拉裂縫寬度約40 cm,延伸長度約15 m.
2)滑坡發(fā)育一明顯沖溝,在樁號K7+680附近,原有路基垮塌較嚴重,最大垮塌高度約1.5~2.0 m.
3)該滑坡兩側邊緣已較為明顯,但剪出口不明顯,公路以外坡度漸緩,現(xiàn)場調查也未見前緣有較明顯的變形跡象.
4)據(jù)現(xiàn)場調查訪問,每年雨季時,滑坡后緣即現(xiàn)有公路內側斜坡耕地上出現(xiàn)寬約5~8 cm,延伸約5~7 m的裂縫,延伸方向大致同線路走向,后因耕地人工改造,勘察期間已看不到明顯的裂縫.
本研究分析認為,該滑坡區(qū)原始地貌為一堆積體,坡度較緩,天然狀態(tài)下處于相對穩(wěn)定狀態(tài),但現(xiàn)有鄉(xiāng)村公路在滑坡中前部以填方通過,公路內側發(fā)育有一條沖溝,因未有良好的防排水處理措施,雨季時導致大量地表水沿土體松散裂隙入滲形成地下水,使土體達到飽水狀態(tài),在增加巖土體自重的同時降低其抗剪強度,加上公路行車荷載作用,大大降低斜坡的穩(wěn)定性.在以上幾種因素的綜合作用下,公路兩側填方路基發(fā)生蠕滑破壞,同時牽引深層巖土體產生向下滑移,形成滑坡.
本研究選取滑坡工程地質縱斷面對該滑坡進行建模(見圖1)及穩(wěn)定性計算.
圖1 K7+580~K7+700滑坡計算模型
結合工程類比附近相同地質條件的斜坡計算參數(shù)指標及試驗分析成果,暴雨工況下,表層滑體處于臨界狀態(tài),取臨界系數(shù)K=0.98,選取淺層滑面進行參數(shù)分析,算出暴雨工況下的土體綜合參數(shù)為:角礫(飽和)C=0.0 kPa ,φ=15.4 °.計算參數(shù)指標:角礫(天然)C=0.0 kPa,φ=16.4°;角礫(飽和)C=0.0 kPa,φ=15.4°;粉質黏土(天然)C=6 kPa,φ=8.0°;粉質黏土(飽和)C=5.0 kPa,φ=7.0°.計算參數(shù)如表1所示.
取深層滑面K=1.10的“地震+暴雨工況(非正常工況Ⅱ)”,計算抗滑樁后的剩余下滑水平推力為465.778 kN.
表1 滑坡穩(wěn)定性計算參數(shù)表
計算結果表明:淺層滑面在天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),可能沿滑面產生蠕滑變形,而在地震及暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài),極可能發(fā)生失穩(wěn)滑動;深層滑面在天然工況下處于相對穩(wěn)定狀態(tài),變形破壞發(fā)展緩慢,在暴雨工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),可能沿深層滑面產生蠕滑變形,而在地震、地震+暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),可能局部發(fā)生滑動破壞下處于最不穩(wěn)定狀態(tài).由于該滑坡處于擬建公路外側,如不及時治理,滑坡一旦失穩(wěn)將直接危害公路,嚴重影響擬建公路的后期運營和安全.
本研究根據(jù)實際調查的現(xiàn)有地形地質條件與相關計算結果,擬對本段邊坡采取抗滑樁、截水溝綜合防護措施.具體方案為:
1)監(jiān)測.包括滑坡后壁邊坡、滑坡體2個單元.滑坡后壁邊坡和滑坡體監(jiān)測內容為水平和豎向位移.設置坡體變形觀測樁4個,觀測斷面2個.并在4號、8號、12號和15號抗滑樁上設置變形觀測樁.
2)排水.滑坡體后緣(裂縫處)采用黏土封閉回填,并設置截水溝.
3)防護.在路線右側滑面剪出口附近修建抗滑樁.修整原垮塌坡面,碾壓整平后,并在其上直接噴播植草防護.
滑坡處治的平面圖和斷面圖如圖2、圖3所示.
圖2 K7+580~K7+700滑坡處治平面圖
圖3 K7+580~K7+700滑坡處治典型斷面圖
通過該工程案例,本研究認為,在山區(qū)雨季通常是滑坡頻繁發(fā)生的季節(jié),而排水不暢以及地質軟弱面的存在是造成滑坡的直接原因.在處治滑坡時,截留地表水,疏導地下水是處治滑坡必不可少的措施.此外,抗滑樁是處治滑坡常用的措施,設計時應從經濟合理的角度選擇合適位置布置樁位.