某高速公路K2段边坡滑坡分析及加固措施

周雨
（广东华路交通科技有限公司，广州 510420）

【摘 要】通过对某段边坡的地质情况及滑坡病害发展情况展开论述，从成因及力学方面对边坡滑坡进行了分析，强调勘察对边坡设计重要性，并提出抗滑桩结合锚索治理措施，起到了较好效果。

【关键词】抗滑桩；边坡治理；计算分析；加固

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.03.037

某高速K2+305～K2+560左侧路堑边坡长255m，最大高度12m，开挖坡面反映为粉质黏土。原设计1:1一坡到顶，坡面防护采用人字形骨架+三维网植草防护。

1 滑坡病害发展情况

2014年7月份K2+350～K2+420，K2+455～K2+495两段路基左侧挖方边坡发生坡面滑塌，如图1所示。经现场进行踏勘，发现垮塌部位主要位于边坡坡面范围，边坡范围外未见裂缝。后在K2+330～K2+420，K2+455～K2+495增设片石挡土墙以及坡面护面墙，以此对垮塌部位坡面进行防护。

2015年6月份连续暴雨，现场施工人员发现K2+330～K2+420段挡土墙出现多条横向裂缝，裂缝宽约2mm，在K2+415位置出现1道竖向裂缝，裂缝宽约5mm，在K2+430人字骨架顶平台位置出现一长约5m，宽约50mm的裂缝，K2+420～K2+455位置人字骨架出现多处横向裂缝，裂缝宽约1mm，人字骨架底部浆砌片石已发生往外突出现象。K2+455～K2+495挡土墙位置出现护坡面下松土下陷，护面前边坡处于临时稳定状态墙多处破裂，K2+455～K2+460在挡土墙与护面墙衔接位置出现1道20mm横向裂缝。

图1 K2+350～K2+420挖方边坡发生坡面滑塌

出现上述情况后，施工单位对该段边坡范围外的坡面情况进行排查，发现在距离K2+330～K2+420路基边坡顶约30～40m外的山体坡面上出现多条纵横向裂缝，裂缝宽1～5cm，暂未形成错台；其中有一条贯通坡面的纵向裂缝，（见图2），初步判断为滑坡。因雨水较多，坡面流水均汇入裂缝中。整个山体坡面出现轻微滑移现象，对路基边坡造成了较大的安全隐患。

后对该区进行钻孔勘察揭示滑坡体主要出现在K2+350～K2+420段，主要由坡残积土组成，下卧中微风化灰岩。推测滑动面在残积土可塑状层与硬塑状层之间。潜在滑动面在该层底部，即基岩面上，该层厚约2～4m。

图2 K2+330～K2+420路基边坡顶裂缝平面图

2 滑坡成因分析

滑坡的形成、发生是由自然和人为两种因素引起的。地形地貌、地层岩性以及地下水发育是其滑动的自然因素[1]，坡体前缘建设高速公路时开挖坡脚是诱发滑动的人为因素。

2.1 地质

本边坡地层主要由为坡残积土、及风化灰岩，钻孔揭露土岩交界面平行于地形线呈顺坡分布，层厚2～4m。容易形成滑坡体。

2.2 水的影响

坡体以上出露较厚松散坡残积层，有利于大气降雨下渗，导致降雨沿节理裂隙渗入坡体，土岩接触带可塑层的不透水性及持水性，易形成软弱滑动带。下渗地下水，起了润滑、软化作用，使滑动带抗滑减小，岩体沿倾向坡外的结构面很容易产生滑动，是边坡失稳的重要原因[2]。

2.3 人的工程活动影响

高速公路施工开挖坡脚，在施工挡墙开挖基础底部时，软弱层失去支撑力，坡体因临空面卸荷进行应力调整，促使坡体向临空面变形松弛，降低坡体的稳定性，给滑动面切出提供条件[3，4]。

3 滑坡计算分析

本滑坡体主要由坡残积土组成，下卧基岩灰岩。以地质断面K2+410断面为例，主滑面处于在残积土可塑状层与硬塑状层之间，考虑挡墙中下部存在横向裂缝，为滑坡剪出口。基岩面为潜在滑面。为了提高滑动面取值的合理性，设计对该断面进行了反算。反算如下：正常工况现有推测滑动面,滑动稳定安全系数为0.95；潜在滑动面滑动稳定安全系数为0.98。连续暴雨工况现有滑动面滑动稳定安全系数为0.90；潜在滑动面滑动稳定安全系数为0.93。

如图1所示，图中阴影部分岩土体对现有推测滑面线及潜在滑动面进行反算。

岩土体力学指标值见表1。

表1 岩土体力学指标值表

C φ/ (°)地层名称 天然容重/(kN/m3)饱和容重/(kN /m3）粉质黏土（坡积） 18 20 15.0 18.0粉质黏土（坡积） 19.0 21 18.0 20.0强风化变质砂岩 22.0 23 28.0 28.0

采用理正软件按推测滑动面及潜在滑动面的力学指标反算，反算结果见表2。

表2 滑面力学指标反算结果表

工况一（正常情况） 工况二（连续暴雨工况）反算 现有滑面(安全系数0.95)潜在滑面(安全系数0.95)现有滑面(安全系数0.90)潜在滑面(安全系数0.93) C/kPa φ/(°) C/kPa φ/(°) C/kPa φ/(°) C/ kPa φ/(°) 1 8.0 16.9 8.0 17.2 7.0 16.3 7.0 16.7 2 9.9 16.6 9.0 16.9 8.0 16.0 8.0 16.4 3 10.0 16.2 10.0 16.6 9.0 15.6 9.0 16.1 4 11.0 15.8 11.0 16.3 10.0 15.3 10.0 15.8 5 12.0 15.4 12.0 16.0 11.0 14.9 11.0 15.5

通过上述反算，并参照相关工程综合考虑，设计取值如下：

根据上述计算分析，正常工况当安全系数为1.20时，现有滑面剩余下滑力为715kN/m，潜在滑面剩余下滑力为947kN/m。

连续暴雨工况当安全系数为1.10时，现有滑面剩余下滑力为650kN/m，潜在滑面剩余下滑力为891kN/m。

结合地表现状勘察及稳定性计算结果，可以判明该边坡处于整体滑动破坏阶段。

4 加固措施

K2+350～K2+420段取K2+410断面947kN/m下滑力作为计算依据，设置1.8m×2.6mC30锚索抗滑方桩，间距5m,桩长22m。计算结果如图3。

图3 K2+410断面锚索抗滑桩计算结果图

计算可得：桩身最大剪力为4 880kN、桩身最大弯矩18 552kN·m、桩顶位移为1.6cm，满足规范要求。

施工过程中，该边坡坡顶平台上方进行一排C30锚索抗滑方桩加固。桩径1.8m×2.6m，间距5m，共设14根。为防止滑坡冒顶，桩顶高出平台3.0m，桩顶间设置桩间挡墙挡土。桩顶锚索钻孔直径

150mm，锚索体采用6束

15.24mm普通预应力钢绞线编制；锚索设计张拉力500kN，锁定拉力为550kN。经历两次暴雨季节，该边坡各项监测指标均满足要求，边坡已趋于稳定。

5 结语

通过成因分析及计算分析边坡的变形破坏迹象，提出抗滑桩结合锚索治理措施，取得较好效果。充分反映出:

1）边坡设计时应重视地质勘查工作，本滑坡段区域发生几次设计变更，设计资料中未发现有断层的迹象，详勘时未做专门的断层勘查，导致漏勘；

2）边坡地质产状变化不大，不能排除断层存在；

3）抗滑桩结合锚杆在边坡整体滑坡治理中重要作用，对边坡设计与滑坡治理有一定的参考意义。

【参考文献】

【1】郑敏洲，简文彬，吴茂明.滑坡敏感性因子分析及治理措施研究[J].岩土工程界，2004，7（3）：29-31.

【2】蔡宁.路基边坡稳定性的影响因素[J].公路工程，2011（6）:36-38.

【3】姜德义，王国栋.高速公路工程边坡的工程地质分类[J].重庆大学学报，2003，26(11)：114-116.

【4】雷文杰,郑颖人,冯夏庭.边坡加固系统中沉埋桩的有限元极限分析研究[J].岩石力学与工程学报,2006,25(1):24－33.

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《工程建设与设计》编辑部

AnalysisandReinforcementMeasuresRegardingtheSlopeLandslideofK2Sectionofan Expressway

ZHOU-Yu
（GuangdongHualuTransportationTechnologyCo.Ltd.，Guangzhou 510420，China）

【Abstract】Through the discussion on slope geological conditions as well as the situation of landslide detriment of an expressway section,thispaperanalysestheslopelandslideintermsofthecauseandfrommechanicalaspect,stressestheimportanceofinvestigation to the slope design and puts forward a treatment measure by using slide-resistant piles together with anchor ropes,which has better effects.

【Keywords】anti-slidepile;landslidecontrol;calculationandanalysis;reinforce

【中图分类号】U416

【文献标志码】B

【文章编号】1007-9467（2017）03-0120-03

【收稿日期】2016-08-23

【作者简介】姓名（出生年～），性别（民族—汉族可省略），籍贯（省、县级名），专业技术职称，从事的研究方向或工作领域，（电子信箱）。并附详细通信地址和联系电话及网址。

【作者简介】周雨(1986～),男,湖北黄冈人，助理工程师，从事结构工程设计与研究。