溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡加固治理

李建忠

（溫州市安居房開發(fā)有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。滑坡防治是指在無法繞避滑坡地段或斜坡不穩(wěn)定地段進行工程建設時，所采取的防治措施。根據(jù)邊坡巖體特征，采取相應措施防止邊坡失穩(wěn)，以保證生產(chǎn)和人員的安全。本文以溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡為例，分析滑坡加固治理的機理，并介紹其設計方案[1-5]。

1 溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡

溫州大橋南岸挖方邊坡由連續(xù)暴雨引起滑動。原邊坡由七級組成，其中一級邊坡4m高，擋墻支護；二級邊坡6 m高，采用護面墻防護；三級邊坡北側(cè)采用漿砌片石防護，南側(cè)采用坡面噴漿防護；4-7級邊坡采用菱形混凝土骨架、植草防護，其坡率為1∶1.5。發(fā)生滑坡的位置在三級邊坡以上，后緣拉張裂縫位于6級邊坡上，裂縫貫通成圈椅狀，沿邊坡斷面方向的錯動約30～60 cm，兩側(cè)裂縫沿邊坡坡面向下延伸、貫通，造成5級邊坡平臺上的排水溝、平臺鋪砌嚴重變形、破壞。該邊坡滑體物質(zhì)主要為全風化凝灰?guī)r，成分較為單一，結(jié)構(gòu)松散，滑體厚2～8 m，平均厚度約4 m，滑體規(guī)模約1.5×104m3，屬淺層小型推移式滑坡，滑動方向大致垂直路線走向；滑動帶位于全風化凝灰?guī)r與強風化凝灰?guī)r的交界處，為黃褐色全風化凝灰?guī)r，巖芯松散。由于強風化凝灰?guī)r為相對隔水層，因此滑帶物質(zhì)含水量大，且滑帶有揉搓現(xiàn)象；滑床為強風化及弱風化的凝灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，凝灰狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙有鐵錳質(zhì)浸染呈黃褐色-黑褐色，滑坡基本上沿強風化基巖頂面滑動。下覆巖體以侏羅系棲山組的灰白色凝灰?guī)r為主，巖層傾向公路，傾角14°，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖性比較完整。

該邊坡所處區(qū)域構(gòu)造屬新華夏系第二隆起帶南段東側(cè)。該區(qū)域介于鎮(zhèn)海-溫州斷裂帶和象山斷裂帶之間，NNE向構(gòu)造為其主要構(gòu)造線。所在地區(qū)位于東南沿海，屬中亞熱帶季風氣候，經(jīng)常遭受臺風影響，短時間內(nèi)降雨量巨大，每小時溫州最大降雨量達133 mm。該區(qū)地下水為第四系孔隙水和基巖裂隙水，第四系孔隙水主要接受大氣降水補給?；鶐r中有一定的裂隙水活動，補給來源主要為大氣降水，3級邊坡局部有地下水從噴漿護面層滲出。

2 滑坡成因分析及滑動帶強度指標

坡體物質(zhì)主要為結(jié)構(gòu)松散的全風化凝灰?guī)r，而滑坡所在坡體坡度較緩，坡面植被較好，為降雨入滲提供了有利條件；全風化凝灰?guī)r下為強風化或弱風化凝灰?guī)r，傾向公路，傾角14°，加之形成不透水的隔水層，且下伏強風化凝灰?guī)r呈簸箕狀，使地下水能相對集中地聚集在潛在滑動面部位。降雨入滲到隔水層頂面時，將在這里聚集，并使這里的物質(zhì)軟化甚至泥化，降低摩阻力形成滑帶。在“海棠”臺風期間，溫州發(fā)生了連續(xù)降雨時間大于24 h的大到暴雨，降雨量約400 mm，邊坡土體達到飽和，加大了坡體重量，增大了下滑力，坡體產(chǎn)生失穩(wěn)，繼而形成滑坡。

3 支護設計方案及加固機理分析

目前，常用的滑坡治理工程措施有地表和地下排水、減重和反壓、支擋、滑帶土改良等。但對于這個正在運營的高速公路邊坡的滑坡，且滑坡只發(fā)生在4-6級坡上，因此減重和反壓工程不適合處理該滑坡，從排水、支擋、滑帶土改良三個方面考慮。邊坡的設計是選用錨索框架加固滑坡區(qū)域中心，錨桿框架加固滑坡區(qū)域邊緣，微型樁群協(xié)助錨索框架加固滑坡區(qū)域中心，并且設置坡面排水，其布置見圖1所示。

圖1 滑坡治理措施布置圖

錨索行距為4.6 m，列距為3.5 m，共3排26列，每2列由1片錨索框架連為一體，錨索框架的截面尺寸為800 mm×500 mm，2片錨索框架之間設置2 cm的伸縮縫。錨索每根長18 m，其中錨固段8 m，自由段10 m，鉆孔孔徑為130 mm。錨索設計荷載為700 kN，鎖定荷載為660 kN。

微型粧布置在錨索框架的中間，每個錨索框架方格均勻布置2根，由微型粧連梁把微型粧與錨索框架連為一體。微型粧有上下2排，其中上排長14 m，下排長11 m，微型粧鉆孔孔徑為150 mm，微型粧粧身由3根028 mm的鋼筋焊接而成，采用全長粘結(jié)式注漿。

錨桿的行距和列距均為2 m，每5行5列由1片錨桿框架連為一體。錨桿框架的截面尺寸為250 mm×250 mm，2片錯桿框架之間設置2 cm的伸縮縫。從圖1中可以看出，除靠近滑坡區(qū)域中心下部的三排為8 m外，其余均為5 m，錨桿鉆孔孔徑為90 mm，桿身為1根?28 mm的鋼筋，釆用全長粘結(jié)式注漿。

3.1 預應力錨索及錨索框架的作用機理分析

預應力錨索穿過邊坡滑動面，錨固于滑動面以下的穩(wěn)定巖體中，在坡面施加預應力使表層松散的不穩(wěn)定巖體或土體與深部穩(wěn)定的巖、土體連在一起，主動地改變了邊坡巖體的受力狀態(tài)和滑動面上力的不平衡條件，既提高了巖土體的整體性，又增加了滑面上的抗滑力，從而達到了加固邊坡、提高穩(wěn)定性之目的。預應力錨索框架(地基梁)是通過鋼筋混凝土框架將錨索巨大的錨固力傳遞給坡體，改變坡體應力狀態(tài)，調(diào)用坡體自穩(wěn)能力的一種主動加固方法。這種加固方法相比于單一的錨墩，它相當于一個錨索群，更加能夠有效地把錨固力傳遞給坡體，減小后期的預應力松馳，并且可以加固松散的表層土。

3.2 微型抗滑樁及樁群的作用機理分析

微型樁為抗滑樁，埋設于穩(wěn)定地層中，其直徑通常為100～300 mm，插入鋼筋束、鋼管、型鋼或鋼軌，可以注純水泥漿、水泥砂漿或混凝土，依據(jù)與圍巖（土）體的相互嵌制作用來承受土體的下滑力，使變形體得到穩(wěn)定。微型樁一般呈網(wǎng)狀或樹根狀設置，在邊坡工程中與土釘墻、錨索配合使用。在工程中，一般把抗滑樁分為兩部分，滑面以上視為懸臂梁，滑面以下的樁身變位和內(nèi)力是根據(jù)滑面處的彎矩和剪力按地基的彈性抗力進行計算。

如果將注漿方法與微型樁群方法聯(lián)合使用時，即可把微型樁與注漿體結(jié)合在一起考慮，受力分析時，將其看作一個抗滑擋墻，其最大特點是將滑坡中的一部分滑動體加固成抗滑體來達到對滑坡治理的目的。

4 支護條件下的邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡穩(wěn)定分析采用給定滑動面的Morgenstern Price法，綜合考慮各種支護措施的加固作用，以及坡面加固框架的加載作用。

錨索、錨桿的支護作用都是抗拉。根據(jù)試驗，雖然錨索的極限抗拉力遠大于設計張拉力，但是在分析中仍以設計張拉力為準，而錨桿將根據(jù)它在穩(wěn)定坡體內(nèi)的錨固長度來計算它的最大抗拉力；微型樁在邊坡穩(wěn)定分析中主要考慮它的抗剪作用，極限抗剪力由鋼筋的截面積確定。

在邊坡加固中，預應力錨索對邊坡穩(wěn)定的貢獻是最大的，因此用它來加固邊坡滑坡區(qū)域中心是合適的；而微型樁雖然量小，但是由于它的抗剪力大，發(fā)揮著抗滑樁的作用，能夠有效地協(xié)助錨索加固滑坡區(qū)域中心。沒有考慮滑坡體以外的錨桿對邊坡的增穩(wěn)貢獻，但事實上，它們對于加固未滑土體，防止發(fā)生新的滑坡起著很重要的作用。

5 結(jié)語

溫州大橋南岸挖方邊坡滑坡屬淺層全風化凝灰?guī)r滑坡?；碌漠a(chǎn)生是由邊坡土體受暴雨浸水飽和后滑動面強度降低、下滑力增大而引起的。根據(jù)滑坡地質(zhì)條件及滑坡體特征，選用了坡面排水、預應力錨索、微型樁、錨桿及護坡框架的綜合加固支護方案。加固后邊坡整體上滿足穩(wěn)定要求。