1、    關于滑坡工程地質特征的研究    韓利光摘 要：結合某高速公路路塹膨脹土滑坡案例，對該滑坡工程地質特征進行了研究，分析了滑坡發(fā)生的原因，并對滑坡進行了穩(wěn)定性分析，計算了其剩余下滑力，提出了該滑坡的整治方案，總結了膨脹土滑坡整治的設計及施工經(jīng)驗。關 鍵 詞：滑坡；膨脹土；穩(wěn)定性分析；剩余下滑力1 工程概況某高速公路路塹邊坡位于湖北省?？悼h黃堡鎮(zhèn)祚峪河南岸100m處斜坡處，路線以挖方形勢通過，最大挖深22m，左側邊坡最大高度為27m，右側邊坡最大高度16m。原設計一級抗滑擋墻，二三級漿砌片石防護。在下部擋墻施工完成，上部幾級邊坡已成型時，zk87+1

2、10-zk87+165段左側二級以上邊坡發(fā)生滑塌。當時施工單位立即上報管理單位，并及時對該邊坡坡率進行了調整，由原設計1：0.75坡率調整為1：1.25，并在坡頂增設了兩條截排水溝，對坡面及時施做了漿砌片石防護，以加強地表水的排泄。但在2014年7月份，作業(yè)區(qū)連降大雨，路塹邊坡發(fā)生大范圍滑塌，坡面防護工程及截排水系統(tǒng)被破壞，在坡頂出現(xiàn)圈椅狀張拉裂縫，滑坡體量測出現(xiàn)雁行裂縫，坡體從第二級平臺頂部剪出。2 滑坡區(qū)工程地質概況2.1 地形地貌滑坡區(qū)地形地貌為構造侵蝕剝蝕中低山，微地貌為緩坡地貌，自然坡度約為10-20°。斜坡一側發(fā)育沖溝，山體植較為茂盛，坡頂為一座茶園。滑坡體頂部山體地表覆

3、蓋層厚度約為3-4.5米。滑坡體縱向長度約為70米，橫向寬度55米，滑體厚度3-8米，滑體物質組成以膨脹土為主，下部為全-強風化泥質頁巖，地質鉆孔揭露該層厚度約為5-12米。2.2 地質構造勘察區(qū)位于新華夏系第三隆起帶與淮陽山字型西翼反射弧東段的復合部位，淮陽山字型西翼反射弧北西向至近東西向的褶皺帶、斷裂帶斜貫全區(qū)，北部為青峰斷裂帶，南為荊當盆地，西為牛頭山倒轉復式向斜，東部為南漳斷凹。新華夏系的北北東向構造帶、北北西向構造的斷裂和槽地帶復合于山字型構造帶之上，構造較為復雜。2.3 地層巖性滑坡區(qū)上部土層為第四系更新統(tǒng)殘坡積粉質粘土（qpel+dl），厚3-8m，下伏基巖為古生界志留系（s）泥

4、質頁巖，頁理發(fā)育，上部全-強風化巖層厚度約為5-12米，礦物成分顯著變化，但仍能分辨其原始結構。下部為中風化泥質頁巖，巖質屬較軟巖，產(chǎn)狀順坡向發(fā)育，具體情況如下：1、第四系更新統(tǒng)殘坡積粉質粘土（qpel+dl）：分布于坡體及坡頂表層，厚度3-8米不等，黃褐色-紅褐色，可塑狀，局部有條帶狀灰白色高嶺土分布。2、志留系下統(tǒng)龍馬溪組（s1l）：根據(jù)巖石風化程度，可分為全風化帶、強風化帶及中等風化帶，其特征分別如下：2-1全風化頁巖：灰黃色，巖石組織結構已基本破壞，礦物成分顯著變化，巖芯呈碎屑狀，層厚1.04.50m。2-2強風化頁巖：灰黃色-青灰色，巖石組織結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯多呈

5、碎塊，頁理十分發(fā)育，巖芯斷口處可見大量鐵錳質浸染。該層厚度4.08.0m。2-3中風化頁巖：青灰色，細粒結構，薄層狀構造，絲絹光澤，主要由泥質、鈣質組成，可見少量方解石細脈。頁理清晰，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖芯多呈短柱狀、餅狀，屬軟巖，最大揭露厚度23.0m。2.4 水文地質特征根據(jù)鉆孔及當?shù)厮馁Y料顯示，該處地下水主要為松散巖類孔隙水（上層滯水）、基巖裂隙水兩大類。其中松散巖類孔隙水主要賦存于區(qū)內(nèi)第四系殘坡積層中。地表徑流條件好，大氣降雨入滲補給是其主要來源，主要為季節(jié)性的上層滯水，水位極不穩(wěn)定，對混凝土有微腐蝕性?；鶐r裂隙水主要賦存于頁巖裂隙中，一般為順層徑流，接受大氣降雨和地表水體入滲補給，

6、以下降泉或濕地形式排泄。3 滑坡成因分析該滑坡形成的原因有內(nèi)因及外因兩類，其中的內(nèi)因有：1）易滑地層的影響1。邊坡所處地區(qū)普遍分布膨脹土、紅粘土、泥巖、頁巖等易滑地層，尤其是膨脹土邊坡，在遇水后極易失穩(wěn)，這是滑坡形成的主要原因。2）地下水位較高。根據(jù)鉆探揭示，該坡體穩(wěn)定水位高度在地表以下3米左右的位置。說明水位以下的土體飽和度較高，飽水后的膨脹性土的力學指標將會明顯降低，這是滑坡的內(nèi)因之一。另外，滑坡的形成還有以下幾種外因：1）降雨影響。降雨入滲后，坡體自重應力增加，下滑力進一步加大，加上地下水位上升后進一步降低了水位上部土體的強度，最終導致坡體發(fā)生破壞。2）施工擾動影響。在路塹邊坡開挖后，斜

7、坡前緣產(chǎn)生臨空面，與此同時邊坡的抗滑力減小，使得邊坡失去自然平衡，造成坡體變形失穩(wěn)。4 滑坡防治方案4.1 方案比選目前處理類似膨脹土滑坡的方案主要有清方卸載輔助生態(tài)防護、錨桿框架梁防護以及抗滑樁幾類2，3，4?？紤]到工期、費用以及適用性，最終提出清方卸載輔助生態(tài)防護與抗滑樁方案進行比選。方案一：清方卸載輔助生態(tài)防護方案。在zk87+110zk87+165段范圍內(nèi)進行。清方橫向寬度約5565m，縱向長度55m，厚度約12m。經(jīng)過清方，可基本將坡體上覆膨脹土層清除。之后立即對坡體表面掛三維網(wǎng)進行噴播植草。在清方輪廓線附近設置環(huán)形截水溝，并在滑坡體內(nèi)部設置坡內(nèi)排水暗管。該方案的優(yōu)點是施工操作簡單，

8、作業(yè)面開闊；缺點是清方工程量較大，涉及到對坡體頂部茶園進行征地，征地難度較大，另外，清方后未完全清除上部覆蓋層，邊坡有二次滑動的可能性，存在一定的安全隱患。方案二：抗滑樁方案。對邊坡進行適當放緩，后緣開口線在茶園以外。在zk87+105zk87+170段第一、二級邊坡平臺處設置兩排抗滑樁，同方案一，在清方輪廓線附近設置環(huán)形截水溝，并在滑坡體內(nèi)部設置坡內(nèi)排水暗管，對坡面采用漿砌片石防護。該方案的優(yōu)點是對滑坡根治較為徹底，缺點是技術難度及費用較高。經(jīng)過反復比較后，最終確定采用抗滑樁的方案，一次性根治滑坡體。4.2 設計參數(shù)的確定4.2.1 土體物理力學指標的選取物理力學指標的選取是通過室內(nèi)試驗、工

9、程地質類比法以及參數(shù)反演得到的。對于膨脹土，其=18.6kn/m3；中風化頁巖=23.4kn/m3，飽和單軸抗壓強度r=15.4mpa；滑帶土=15.3kn/m3，c=13kpa，=12.3°。4.2.2 安全系數(shù)的選取對于整個坡體的深層滑動而言，采用k=1.15。對于上部覆蓋層而言，采用k=1.25。4.2.3 滑坡推力前排抗滑樁的滑坡推力為712kn/m，后排樁，推力為2235kn/m，樁前抗力為743kn/m。4.2.4 結構設計抗滑樁內(nèi)力計算采用“k”法，滑坡推力按矩形分布，抗滑樁樁底支撐采用自由端，抗力采用樁前剩余下滑力。地基系數(shù)對頁巖來說取kh=200000kn/m3?？?/p>

10、滑樁設計采用極限狀態(tài)法，結構安全系數(shù)對于抗彎取k=1.2，抗剪k=1.3。4.3 整治措施針對該滑坡誘因，結合現(xiàn)場實際情況，為保障一次根治，采用抗滑樁與坡面封閉、截排地表水的方案。1）首先應適當放緩邊坡，并將坡體表面遺留的裂縫及時進行封堵，封堵時采用黏土球回填。2）抗滑樁分兩排布置，第一排位于一級邊坡平臺處，共設置12根，5m的樁間距，樁基截面尺寸2m（寬）×3m（高）。樁頂高出平臺2m，高出部分樁身設置側翼，樁間設置擋土板。第二排樁設置在第二級平臺處，樁間距5m，截面尺寸與第一排樁相同。3）排水工程。由于地表水及地下水是導致膨脹土邊坡滑塌的主要原因，因此截排水是治理該滑坡的關鍵。因

11、此在滑坡體后緣裂縫頂部設置一道環(huán)向截水溝，攔截滑坡體以外地表水，并順暢排至排水溝，導出滑坡區(qū)域。另外在滑坡體范圍內(nèi)設置兩道截水溝，攔截坡體以內(nèi)的地表水，并使之與截水溝順接，另外在坡體內(nèi)部設置數(shù)十條排水暗管，及時將坡體內(nèi)部積水排除。除此之外，在坡面增加漿砌片石防護，防止降雨通過坡面滲入坡體內(nèi)部。6 結語該滑坡整治完工后，目前已歷經(jīng)2個雨季的考驗，未再出現(xiàn)變形滑動現(xiàn)象，工程使用情況良好。通過該滑坡的設計與施工，讓工程技術人員認識到，此類膨脹土邊坡的設計與施工首先要把握“水”的防治，其次才是支擋結構的設計，而且只有充分考慮到實際操作上的適用性，才能達到對癥下藥，一次根治，不留后患的效果。參 考 文 獻1 李遠耀，殷坤