权衡利弊的滑坡处治方案确定
原创
成永刚
悠游2019
悠游2019
WXCYG20190220
博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家。
发表于
工程斜坡病害的处治方案是多解的，最终实施的方案却一定是建立在综合考虑各种有利、不利因素基础上权衡所得的。这些因素既包括技术因素、管理因素，也包括周边自然和人文环境等因素，最终在多个方案中择优选之。虽然最终确定的方案并不一定是完美的，但一定是综合评分值相对最高的。
公路通过自然坡度约
15
°的富水自然斜坡，经勘察发现，坡体上部存在厚约
11~27m
的含碎石粉质粘土，下伏中风化产状近水平泥岩，坡体地下水位埋深
1.2-9.1m
，地表径流发育，且多有泉水渗流。
图1 坡面地表径流发育
由于技术人员失误，技术人员没有对宽缓的富水斜坡的不良地质体属性引起重视，而采用
1:0.75~1:1
的坡率开挖坡体通过，最大边坡高度约
29.2m
，采用坡面绿化进行防护。
工程施工期间，施工在外侧进行开挖时，坡体上部不断发生牵引变形，且随着开挖规模的不断扩大，坡体上部的牵引裂缝不断向后发展，在坡面的前后不同部位形成了多条长大的贯通性圈椅状裂缝。在坡体开挖高度约
15m
，开挖方量约
3.2
万方，暂停开挖时引发体积约
32
万方的大型工程滑坡。滑坡后缘裂缝距开挖坡脚约
130m
，滑坡宽约
260m
，滑体平均厚度约
11m
，滑坡剪出口从开挖坡脚出露。
图2 开挖部位地下水渗流严重
图3 开挖诱发的工程滑坡地质断面图
基于此，对滑坡进行补充勘察发现，滑坡所依附的堆积体总长约
320m
，如若不及时对目前诱发的工程滑坡进行处治，将会进一步导致工程滑坡的不断扩大，且滑坡的剪出口将最终可能在下部的路基标高附近的坡脚剪出，即滑面的深度也会有所增加。
故对开挖体进行应急反压，从而有效缓解坡体变形速率，在此基础上，决定对坡体病害进行永久处治。
根据土工试验，反算和经验的综合确定，现已发生变形的主滑面参数取粘聚力
C=12.5KPa
，内摩擦角
φ=10°
，而下伏潜伏滑面的内摩擦角可适当提高
1~2°
，继而依次进行滑坡下滑力计算。根据计算，控制性的暴雨工况条件下，路基开挖至路基面的潜在滑坡下滑力在坡脚部位为
2720 KN/m
。
基于此，如果在坡脚部位设置支挡工程，则需设置
2.4
×
3.6
×
30m@6m
抗滑桩，且需在抗滑桩的悬臂部位设置
3
排
6
孔，设计拉力为
500KN/
孔的锚索，共同与抗滑桩抵抗坡体的下滑力。
图4 坡脚大型抗滑桩支挡方案
该方案的优点是工程占地少，对周边环境的影响较小，但工程造价达到了
A
万元，工期较长，施工难度大和工艺复杂，也没有对滑坡造成的
6
处农户房屋进行考虑。且抗滑桩悬臂长度达到了
16m
，严重影响行车的舒适性。因此，该方案存在较大的缺点。
考虑到以上不利因素，以及坡体的地质条件，决定在滑坡中部滑面较浅、下滑力较小的部位设置抗滑桩工程，继而对桩前的滑体进行清除，从而有效降低工程难度和工程造价。
根据计算，控制性的暴雨工况条件下，半坡设桩部位处的滑坡下滑力为
650 KN/m
，故可设置
1.8
×
2.4
×
23m@6m
抗滑桩进行支挡，坡脚设置长
23m
的仰斜排水孔对后部地下水进行疏排，防止在抗滑桩后富集。此外，桩前需清除滑体约
22
万方，继而对清除的坡面进行绿化防护。
图5 最终采用的综合处治工程地质断面图
该方案的缺点是工程占地量大，对周边环境的影响较大，且须拆除滑坡区的
6
处农户。但该方案的工程造价较低，费用约为
0.73A
万元，工期较短，施工难度小和工艺简单。且对滑坡区的
6
处老式土坯房农户民居进行拆除，进行补偿后附近重新选址重建，有效地改善了农民的居住环境。因此，该方案得到了农户的积极响应。
因此，经综合考虑后，决定采用半坡支挡
+
桩前清除
+
排水
+
民居拆除重建的相对较优方案，最终并得到了快速有效实施。
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