摘要：對三凱高速公路南約溝大型滑坡的形成機制進行了分析，提出了可行的治理措施，並淺析了排架抗滑樁、預應力錨索在滑坡治理中的運用。滑坡治理施工完畢近兩年，坡體穩定，滑坡治理達到預期效果。
關鍵詞： 大型滑坡 形成機制 穩定性分析 排架抗滑樁 預應力錨索 綜合治理
Abstract: This article analyses the formation mechanism of Nan-Yue-Gou large-scale slope slide, which locates in San-Kai expressway, and proposes feasible treatment measure. Besides, it briefly introduces the application of Shelving anti-slippery piles and Pre-stressed cable in slope slide treatment engineering. The treated slope has remained stable for two years since the completion of the construction, which proves that the treatment has done its work.
Key words: Large-scale slope slide, Form mechanism, Stability analysis, Shelving anti-slippery pile, Pre-stressed cable, Comprehensive treatment
1 引言
山區高速公路建設中，對山體深開挖常會誘發工程滑坡，工程滑坡已成為山區高速公路的主要地質病害之一。大型滑坡治理中，抗滑樁常與其他工程措施如預應力錨索、擋牆等一起結合使用對滑坡進行綜合治理。本文對三凱高速公路南約溝大型滑坡的形成機制進行了分析，淺析排架抗滑樁在大型滑坡治理中的應用。
2 工程概況
貴州三穗至凱里高速公路南約溝滑坡位於路線右幅K126+900～K127+020右側，場區地處黔中高原向湘西低山丘陵過渡地帶，邊坡地表森林植被髮育，第四系覆蓋層遍佈。邊坡施工切腳開挖過程中，由於連續降雨，誘發古滑坡體上部復活，衍生為一個次級滑坡。邊坡坡口後緣30m～50m多處出現裂縫，裂縫寬3cm～80cm不等，可見深度3m～5m，該滑坡平面上呈弧形圈椅狀展布，長約250m，寬度約120m，高差約160m，滑坡體較厚，一般在20m～30m，最厚處達42m，滑坡體體積約80萬方，為一大型滑坡。該滑坡平面位置如圖1。
3工程地質條件
採用地表地質測繪、鑽探、平硐、物探（孔內聲波）、坑槽探以及室內試驗等方法對該滑坡進行了地質勘察。場區位於“江南古陸”西緣，基岩地層為前震旦繫上板溪群，由陸源碎屑和火山凝灰物質沉積而成的巖系，因區域變質而變成的副變巖系。由於地層古老，受多期區域構造的影響，區內岩層節理裂隙特別發育，其中以NWW和NE向節理為主。主要裂隙有以下幾組：①N10°～20°E/NW∠73°～83°，可見延伸長度1～10m，切割深度大，發育密度10～20條/m；②N20°～50°W/NE，可見延伸長度1～10m，切割深大，發育密度8～15條/m；③EW/S∠82°～89°，可見延伸長度5m～10m，切割深度大，發育密度1～5條/m；④ N75°E/SE∠49°，可見延伸長度5m～10m，發育密度3～5條/m；⑤NS/E∠20°，可見延伸長度3m～5m，發育密度1～3條/m。
滑坡平面位置圖1
地質勘察揭示滑坡體物質成份複雜，主要的岩土層為：①覆蓋層（Qel+dl）：為殘坡積層及人工開挖邊坡棄渣堆積，物質成分主要為黃、黃褐色碎塊石夾少量粘土，厚大多在10m左右，其中邊坡中部最厚，最厚達24m，後部及兩側較薄。②蠕滑變形巖體：巖性為上板溪群清水江組第一段（Ptbnbq1）黃褐色、灰褐色及灰色等雜色薄—中厚層變餘雜砂岩。邊坡內均有分佈，厚0～22.50m，一般厚10m～20m ，呈散體結構，產狀零亂，綜合產狀為100°∠20°。③基岩：該路段出露地層均為上板溪群清水江組第一段（Ptbnbq1）。a、強風化層：為黃褐色、灰褐色等雜色薄—中厚層變餘雜砂岩，分佈於整個路段。b、中風化層：為灰色及青灰色中厚層變餘雜砂岩，分佈於整個路段。取現場原狀岩土進行室內試驗，試驗資料見表1。
土石層名稱 容重γ (kN/m3) 粘聚力C(KPa) 內摩擦角φ(°)
滑體 18.4 18 21.2
滑帶土 19 15 28.4
岩土試驗資料表1
地下水主要為上層滯水及裂隙水組成，其補給亦為大氣降水通過高處滲透，在較低處以面狀或線狀泉水形式排出地表。據鑽探資料分析，中風化帶及以下岩石結構緻密，裂隙主要為隱節理，是常年地下水位；強風化帶具有強透水性，是季節性含水層，滑面附近為常年地下水位所在位置。
4 滑坡形成機制
根據勘察資料、地質調查情況綜合分析滑坡形成機制。路基開挖前古滑坡沒有變形跡象，處於穩定狀態，而路基第一、二級邊坡開挖後，在覆蓋層前緣形成臨空面，導致邊坡體內部應力重分佈，區域性應力集中，平衡狀態被破壞，雨水的下滲進一步降低岩土體物理力學性質，導致古滑坡體上部復活，沿古滑坡體內的不利結構面產生蠕滑變形，形成新的滑動面，衍生為一個次級滑坡。
通過對槽探在勘察期間的.形觀測，發現滑體在此處有明顯滑移變形，平硐在掘進過程中30m～35m段洞頂及側壁也多次坍塌，因此南約溝古滑坡上部目前正處於失穩狀態或臨界穩定狀態。邊坡坡面的變形主要為覆蓋層及蠕滑變形巖體滑動引起，結合鑽孔、平硐、槽探及地質調查資料確定滑動面為蠕滑變形巖體底面，滑動面剪出口位於路基左側邊坡坡面上，與設計路基高差約70m。設計路基至剪出口範圍坡體為南約溝古滑坡的鬆散堆積體。
5 綜合治理措施
該滑坡前後的構造物已大部分施工，路線線位改移受限，僅能將路線線位靠左側改移約30m，但仍然無法完全避讓該滑坡，同時綜合考慮本合同段內滑坡附近將有一大橋改路堤需要大量的土石方進行填築，為保證高速公路施工和營運安全，必須對該滑坡進行綜合治理。因此將路基至剪出口範圍的古滑坡鬆散堆積體進行清除，對正在滑動的衍生次級滑坡採用排架抗滑樁進行支擋，坡面設定預應力錨索框架進行加固，並設定截水溝、仰斜式排水孔加強坡體、坡面排水。
（1）清方：根據工地現場實際情況，對第一至八級邊坡按1:1～1:1.25坡比進行清方，將古滑坡的鬆散堆積體進行清除，清方量約32萬方，清除的土石方可完全用於填築路基，坡面設定框架錨索加固及植草防護。
（2）滑坡推力計算：根據試驗資料，同時結合工程類比及反演算法等等方法，選取滑帶土綜合物理力學引數γ＝19KN/m3,綜合內摩擦角φ=30°，在正常工況條件下對清方後的滑坡體採用傳統的傳遞係數法進行穩定性驗算，得出衍生次級滑坡體的穩定性安全係數為1.08，邊坡現處於臨界穩定狀態。按照《公路路基設計規範》要求，選取邊坡在正常工況條件下穩定性安全係數K=1.25，經驗算滑坡產生的最大滑坡推力達7316KN/m。場區地震動峰值加速度小於等於0.05g，相應地震基本烈度小於等於6度，按照《公路工程技術標準》要求，地震荷載可不予考慮。
（3）支擋措施：由於滑體厚度大，清方後的滑體厚約20m，滑體下的穩定岩層巖體破碎，地基強度較低，滑坡推力巨大，若採用普通抗滑樁或錨拉抗滑樁難於對滑坡體進行支擋，需設定兩排抗滑樁，其中一排抗滑樁最大樁長將達到50m，抗滑樁的施工安全及施工質量難於保證，且不經濟。因排架抗滑樁具有轉動慣量大，抗彎能力強，樁壁阻力較小，樁身應力較小等優點，能抵抗較大的滑坡推力，因此該滑坡治理中選用了排架抗滑樁對滑坡進行支擋，設置於第八級邊坡平臺。由於自然橫坡較陡，抗滑樁以上邊坡按1：0.75放坡，邊坡最高達137.47m。坡面設定12道預應力框架錨索對上邊坡進行加固，錨索橫向間距為4m，預應力錨索的拉力作用增加了滑動面上的法線應力σ，提高了抗剪強度τ（τ＝C+σφ），使滑坡體得到加固，從而減小了滑坡推力對抗滑樁的作用，抗滑樁實際承受的最大滑坡推力為5281 KN/m。典型斷面如圖2。
典型斷面圖2
（4）排架抗滑樁的佈置：排架抗滑樁截面呈“h”型，靠近坡體一側的抗滑樁稱為主抗滑樁，另一根抗滑樁稱為附抗滑樁，橫向通過橫向樑連線，抗滑樁及橫樑截面均為3m×4m。抗滑樁長22m～30m，主抗滑樁比附抗滑樁高出地面4m，橫樑淨長5m，排架抗滑樁橫向樁間距為6m（中對中），共佈置15根。主抗滑樁頂設定兩道預應力錨索，以減少抗滑樁的移位偏移量。抗滑樁截面及配筋按框架超靜定結構模型進行驗算。主抗滑樁受拉側配置180根φ32鋼筋（3根一束，一排20束，共3排），受壓側配置120根φ32鋼筋（3根一束，一排20束，共2排）。附抗滑樁對稱配筋，每側配置40根φ32鋼筋（2根一束，一排20束，共1排）。排架抗滑樁共配置1281.5t鋼筋。
6 施工注意事項
為保證施工的安全，邊坡開挖需採取分層開挖方案，開挖一級及時支護一級。不得一次開挖到底。為保證邊坡治理中施工安全，在邊坡坡口線以外5m設定部分框架樑錨索對邊坡進行超前加固。抗滑樁必須採用跳槽開挖，排架抗滑樁中的兩根抗滑樁不能同時開挖，首先施工主抗滑樁，待主抗滑樁全部施工完成後再施工開挖附抗滑樁。因邊坡坡面岩土體破碎，承載力較低，為防止錨索框架樑因不均勻沉降而發生斷裂，導致錨索失效，每個框架錨索應對兩對角的錨索同時施加預應力，另對群錨採用大迴圈的方式安排張拉程式，即對全部群錨施加第一級張拉荷載後鎖定，再對全部群錨施加第二級張拉荷載，以此類推，直到全部群錨都張拉至超張拉荷載。
7 結束語
三凱高速公路南約溝大滑坡治理完畢近兩年，坡體穩定，滑坡治理達到預期效果。我們在滑坡治理工作中，只有加強地質勘察工作，才能對滑坡形成機制及穩定性進行合理的分析評價，最終制定安全可靠經濟合理的整治方案。
參考文獻：
［1］中華人民共和國行業標準.公路路基設計規範（JTG D30-2004）［S］。
［2］中華人民共和國行業標準.公路工程技術標準（JTG B01-2003）［S］。
［3］張卓元，王士天，王蘭生.工程地質分析原理［M］.地質出版社，1985；134～136。
［4］交通部第二公路勘測設計院編.公路設計手冊.路基（第二版），北京：人民交通出版社，1996；243-248。
［5］趙明階，何光春，王多垠.滑坡工程處治技術［M］.人民交通出版社，2003；89-91
［6］水利部水利水電規劃設計總院，預應力錨杆技術.中國水利水電出版社，2000；102-104
［7］李海光等.新型支擋結構設計與工程例項［M］.人民交通出版社，2003；227-229
