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川西高原公路建設誘發(fā)滑坡的綜合治理措施研究

文檔作者：馬菖林文檔來源：四川高路建設咨詢有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月25日
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Roads and Bridges 道路橋梁55
川西高原公路建設誘發(fā)滑坡的綜合治理措施研究
馬菖林
（四川高路建設咨詢有限責任公司， 四川 成都 610041）
中圖分類號：U45 文獻標識碼：B 文章編號 1007-6344（2019）01-0055-02
摘要：本文結合川西高原山區(qū)公路的滑坡實例，分析滑坡形成機理，根據(jù)變形特征、剪出口，確定滑面并計算下滑推力，根據(jù)
地形地質條件，下滑力大小，造價工期等確定改移路線，設置樁板墻，樁板墻和坡腳間填土反壓增強滑坡穩(wěn)定性的治理措施，根據(jù)
反壓后下滑推力的計算結果進行樁板墻的結構設計，確定抗滑樁樁長，間距，截面形式，配筋等；針對滑坡后緣的變形特點，確定
豎梁錨索加固措施；為防止水土流失影響生態(tài)，設置擋墻收縮填土坡腳；最終形成針對該滑坡的“改移路線+填土反壓+樁板墻+豎
梁錨索+擋墻”的綜合治理措施。
關鍵詞：公路工程；滑坡；改移路線；樁板墻；填土反壓；綜合治理
0 引言
公路工程作為一種線性帶狀工程，沿走廊帶穿越各異的地形地質單元。為滿
足功能要求，山區(qū)公路常不可避免的沿坡腳布設路線，切割既有邊坡坡腳，從而
使原邊坡平衡狀態(tài)被破壞，引起邊坡失穩(wěn)，危及公路安全。
公路工程建設中對于較大的滑坡災害，處理難度大，費用高，常采取改移路
線，繞避至滑坡影響范圍以外，對于小型滑坡，常采取工程治理措施進行處治，
目前滑坡處治中，常用的處治方式有后緣清方卸載，坡腳反壓，抗滑樁，抗滑擋
墻，預應力錨索，注漿加固，微型樁加固等。而具體工程常需結合現(xiàn)場地形地質
條件，工期，造價，施工難易等尋求綜合處置方案。
1 滑坡概況及發(fā)展趨勢
四川西部高原山區(qū)某一國道在修建過程中切既有山坡坡腳而過，原山坡較高
陡，主要由角礫土，碎石土構成，堆積物厚約20 余米，切坡嚴重破壞了原邊坡的
應力平衡，產(chǎn)生裂縫和下滑。該滑坡為崩坡積土層內(nèi)部滑坡，周界較明顯，后緣
呈圈椅狀，后緣裂縫垂直錯動變形約2 米，范圍內(nèi)見多級弧形拉裂面。滑坡軸向
長度約70m，平均寬度50，平均深度6m 左右，總方量2.1 萬立方米?；绿幱谇?
穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生后仍有進一步的變形跡象，可能牽引后緣山體進一步失穩(wěn)下滑，
形成更大規(guī)模的災害，嚴重威脅公路工程建設，。
2 現(xiàn)場地形地質條件
滑坡區(qū)域屬構造剝蝕侵蝕高山河谷地貌，擬建公路位于河流和斜坡之間，路
線展布空間有限?；聟^(qū)相對高差47m，坡面呈階梯狀，總體坡度約35°，坡腳
由于公路開挖造形成2-7m 陡坎，開挖面可見明顯滑動剪出跡象?；聟^(qū)覆蓋層厚
度18-20m，滑坡體為第四系角礫土、碎石土，坡腳及溝底為第四系沖積卵石土，
下伏三疊系上統(tǒng)雅江組（T3y）板巖。板巖強風化巖體完整性差，中風化巖體完整
較好。工程區(qū)地震動峰值加速度為0.20g，相應地震基本烈度為Ⅷ度?；聟^(qū)地下
水埋藏較深。
3 滑坡處治措施的確定
根據(jù)地勘鉆孔揭示及滑坡的后緣裂縫及前緣剪出口位置，確定滑坡滑動面為
沿碎石土內(nèi)部滑動，選取滑坡主滑斷面對該滑坡建模及穩(wěn)定性計算，得出暴雨狀
態(tài)下下滑力達716.21KN，抗滑擋墻難以滿足抗滑要求，而滑坡后緣山坡高陡，清
方卸載難以實施且存在牽引后部繼續(xù)發(fā)展的風險，因此擬設置坡腳抗滑樁；由于
覆蓋層厚度較大，抗滑樁為保證抗滑效果和減小樁頂位移，只能加大嵌入基巖深
度，因此會大幅提高樁長和鋼筋用量，如設置樁頂錨索減小樁頂位移和樁長，則
錨索長度太長，厚層堆積物中成孔質量一般且工期緊張，因此需尋求綜合治理方
案。
考慮到目前道路中線臨近坡腳，左側雖臨近河流但仍有一定的空間，因此對
目前路線進行適當像左側改移，（見圖1）于本段路線增設一線型“交點”，減小曲
線半徑，加大路線與滑坡之間的距離，而后利用路線與坡腳間的空間進行反壓坡
腳，減小滑坡下滑推力。施工時抗滑樁沿路基邊線布設，然后進行回填施工和樁
間掛板施工，最終形成改線+反壓坡腳+樁板墻支護的工程措施。
圖1 改移路線示意及滑坡主滑斷面
4 反壓后滑坡下滑推力計算
4.1 建立計算模型
該滑坡在天然工況下，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在地震或暴雨工況下穩(wěn)定性還將進
一步變差，隨時引發(fā)滑動。根據(jù)該滑坡變形特征，采用理正巖土6.5 版“復雜土層
滑坡計算”模塊對該滑坡進行建模（見圖1）及計算，設計時考慮反壓坡腳以增強
滑坡的穩(wěn)定性，計算時也加以考慮，計算模型如下圖2 所示。
圖2 填土反壓后滑坡計算模型
4.2 計算過程
結合地勘資料和目前滑坡變形現(xiàn)狀反算分析，同時類比參考附近同類型邊坡
的實驗參數(shù)，綜合確定滑坡計算參數(shù)如下表1：
表1 滑坡推力計算參數(shù)表
容重γ
（kN/m3）
粘聚力C
（kPa）
內(nèi)摩擦角φ
（°）
參數(shù)
工況 角礫碎石土 堆積土層 滑面堆積土層滑面
天然工況 20.00 21.00 5.0 4.0 25.0 23.0
暴雨工況 21.00 22.00 4.0 3.0 24.0 21.0
地震工況 20.00 21.00 5.0 4.0 25.0 23.0
滑坡計算采用通用規(guī)范法，以剩余下滑力為計算目標，工況為天然、暴雨、
地震三種工況，安全系數(shù)取1.1，安全系數(shù)用于擴大自重下滑力(KT 模型)，滑體土
層按不同土性分為填土，碎石土，角礫土三個分區(qū)，滑面采用已知滑動面。滑體
計算簡圖如下圖3 所示：
圖3 填土反壓后滑體土性分區(qū)及條分圖
56 道路橋梁 Roads and Bridges
4.3 計算結果
根據(jù)滑坡的后續(xù)變形趨勢，以從坡腳剪出的滑面為依據(jù)，分別計算天然、暴
雨、地震三工況下的滑坡剩余下滑推力，天然工況下滑力341.454kN，暴雨工況下
滑力579.362kN，地震工況下滑力408.486kN，因此取滑面K=1.10 的暴雨工況為最
不利工況，計算抗滑樁后的剩余下滑水平推力為579.362KN，以此下滑力作為樁板
墻設計依據(jù)。
5 樁板墻設計計算
5.1 樁板墻受力分析的兩種情況及計算模型
反壓填土后抗滑樁受力狀態(tài)，一為暴雨工況下的剩余下滑力，另一種為地震
時庫倫土壓力的作用，取最不利情況確定抗滑樁結構配筋。經(jīng)初步試算及樁孔施
工條件，采用人工挖孔方樁，樁截面短邊2 米，長邊3 米（沿滑坡推力方向），樁
總長26 米，嵌入穩(wěn)定巖土層共14 米（嵌入中風化板巖5 米，土層9 米），外露懸
臂端12 米，樁間距5 米，樁外露部分間的單塊擋土板厚0.5 米，寬4 米，沿樁長
方向高1 米，樁板墻布置橫斷面圖及計算模型見下圖4、5 所示：
圖4 樁板墻布置橫斷面（內(nèi)掛擋土板）
圖5 樁板墻計算模型
5.2 計算參數(shù)及過程
按照相應結構設計規(guī)范，確定樁身采用C30 砼，主筋HRB400 鋼筋，箍筋
HPB300 鋼筋，箍筋間距250mm。采用暴雨工況下的樁后下滑力計算，擋土板采用
C30 砼，縱筋HRB400 鋼筋，填土容重20kN/m3，內(nèi)摩擦角35°，墻背與填土摩
擦角20°，地震烈度8 度，水平地震系數(shù)取0.2，重要性修正系數(shù)1.0，綜合影響
系數(shù)0.25。 根據(jù)地質條件，樁底支承條件為鉸接，樁上的推力分布為矩形，采用
M 法進行計算，最后一塊滑面水平，水平推力即剩余下滑力 579.362kN/m，樁內(nèi)
力計算中，滑坡推力安全系數(shù)，庫侖土壓力分項系數(shù)取1.35。
5.3 樁板墻計算結果及結構設計
利用理正樁板墻模塊計算得出抗滑樁背側（擋土側）最大彎矩33721.5kN.m，
最大剪力5530.9kN，樁頂位移48mm 需配縱筋34448 mm2 ，擋土板最大土壓力
65.1KPa，彎矩814.7 kN.m，需配縱筋5626 mm2；地震時土壓力作用下背側最大彎
矩20091.1kN.m，最大剪力3552.8 kN，樁頂位移為28mm，需配筋面積20251mm2 ，
擋土板最大土壓力90.9KPa，彎矩1112.3kN.m，需配筋7968 mm2。
由上可知抗滑樁在推力作用下受力較大，板在土壓力下承受較大的荷載，因
此在滿足樁最大配筋的要求下，適當加大板的配筋，最終擋土板實配筋8038.4 mm2；
樁結構設計如下：樁縱筋采用φ32 鋼筋，背側設置雙排，每排11 束，每束由2φ
32 鋼筋組成，外側一排沿樁長通長設置，內(nèi)側一排根據(jù)彎矩計算結果，在受力較
大的截面范圍配置，以各截面實際配筋大于各截面所需配筋控制，面?zhèn)仍O置一排
12 束，每束由2φ32 鋼筋組成，通長配置，左右兩側架立筋分別為13φ25，箍筋
采用φ16，最終背側實配縱筋面積35368.96 mm2。抗滑樁鋼筋布置見下圖6
圖6 樁截面配筋圖
5.4 樁側地基橫向容許承載力驗算
根據(jù)勘測資料，中風化板巖單軸抗壓極限強度取為20MPa。當?shù)貙訛閹r層時，
折減系數(shù)為0.3，水平方向換算系數(shù)為0.5，計算得樁側地基橫向容許承載力為
3000KPa。理正計算得滑坡推力作用下嵌巖段樁身最大反力為781.97KPa，樁側承
載力滿足要求。對于樁基埋入的土層段，滑動面以上取回填土暴雨狀態(tài)下γ為
20KN/m3，滑動面下填土及卵石土內(nèi)摩擦角φ=25°，C=5KPa。計算得最大橫向容
許承載力為489.3KPa。而樁身土層段最大土反力為406.958KPa，滿足要求。
6 其他處治措施
由于滑坡發(fā)生后一直處于變形狀態(tài)，為減小變形、增加土體穩(wěn)定、防止后緣
臨空面的垮塌加載惡化滑坡穩(wěn)定性，于該滑坡后緣設置豎梁錨索；川西高海拔地
區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，為避免水土流失及環(huán)保，填土采用粗粒透水性土，樁板墻兩
側接擋墻進行填土的收坡；設置截排水措施，滑坡范圍以粘土封閉裂縫，填土上
覆蓋種植土，然后綠化。
經(jīng)上述處治措施后，滑坡處治的立面簡圖如下圖7：
圖7 滑坡處治立面圖
7 結語
從以上對于該滑坡的分析，可得出如下幾點：
①該滑坡的基本特征為地處川西高原，滑面沿土層內(nèi)部展開，基巖埋藏較深，
目前滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，威脅大；公路路線雖具備展線條件，但無法完全繞避
該滑坡。
②針對該滑坡設樁條件較差，下滑力較大但具備一定展線條件等基本特征，
確立了先改線，再填土反壓，設置樁板墻支擋的處治措施。
③計算得出暴雨工況下，滑坡反壓后的剩余下滑推力約579 KN；抗滑樁的受
力按下滑推力和地震時土壓力兩種情況考慮，按不利情況分別計算抗滑樁和樁間
擋土板的受力，進行抗滑樁和擋土板的結構設計；最終確定抗滑樁長26m，樁中
心距5m，截面2×3m，錨固段長14m，背側實配縱筋面積35368.96 mm2，擋土板
實配筋8038.4 mm2。
④設置豎梁錨索加強穩(wěn)定性，為保護生態(tài)，設置擋墻圍護填土，最終形成“改
線+反壓坡腳+樁板墻支護+豎梁錨索+擋土墻”的綜合滑坡處治措施。
參考文獻
[1]李安洪等.山區(qū)鐵路(公路)路基工程典型案例[M].成都：西南交通大學出版
社，2016
[2]王恭先，徐峻齡，劉光代等.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京：中國鐵道出
版社，2004
[3]蔣鵬飛等.公路邊坡防護技術[M].北京：人民交通出版社，2011
[4]陳祖煜.土質邊坡穩(wěn)定性分析—原理?方法?程序[M].北京：中國水利水電出
版社，2003
[5]許建聰.碎石土滑坡變形解體破壞機理及穩(wěn)定性研究[D].浙江：浙江大學，
2005
[6]GB50010-2010（2015 年版）混凝土結構設計規(guī)范
[7]JTGD30-2015.公路路基設計規(guī)范
[8]JTGB02-2013.公路工程抗震規(guī)范
作者簡介：馬菖林（1987- ），男，四川省南充市，道路與橋梁工程師，主要從事公路工程咨詢和設計工作。

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