摘要：通过对广东龙怀高速某滑坡的成因机理研究，采用室内试验和反算分析法综合确定滑带岩土体抗剪强度，认为滑坡治理应建立在详细的分析基础之上，采用分区分块进行支挡防护，并且加强地表水的截流和地下水的排泄，充分发挥岩土体自身强度，以增加滑坡体的自稳能力。
关键词：抗滑桩、微型钢管桩、反算法、岩体结构分析；自稳能力
1 工程概况
滑坡工点位于K112+210-K112+630右侧，由两段挖方边坡构成，在施工开挖过程中，均发生了浅层滑塌，设计根据开挖出露地层岩性，进行过动态设计。受本段复杂山体地质条件及降水的影响，上方山体均发生了不同情况的开裂和变形，并最终连接、贯通形成一处滑坡体[3]。
滑坡与公路相对位置示意图
2 工程地质和水文地质条件
（1）地形、地貌
滑坡区所在山体属于剥蚀低山地貌，冲沟发育，地形起伏较大，斜坡自然坡度约为30°~45°，坡向近180°，地势北高南低，具北部呈陡坡向南呈缓坡状延伸的特征，龙怀高速从缓坡处切山体通过。
（2）地层岩性
根据地质调绘及钻探资料，滑坡体垂向分布地层由新到老依次为：第四系全新统人工填土、素填土，更新统坡积含碎石粉质黏土，下伏石炭系下统测水组泥岩、页岩、砂质页岩、砂岩、泥质砂岩；石炭系下统石凳子组灰岩、泥灰岩；以及由构造运动产生的构造角砾岩。
（3）地质构造
本区位于华南板块东南缘，自震旦系以来发生了多次构造运动。根据本次勘察结果，结合补充地质调查资料综合分析，滑坡区下伏基岩为石炭系下统大塘阶砂岩、泥质砂岩、页岩、炭质页岩等，滑坡区因构造运动较剧烈，岩层产状变化极大，局部见揉皱现象。经基岩露头量测，滑坡区南部岩层产状为305-350°∠15-53°，滑坡区北部岩层产状为200~230°∠19~61°，总体呈向斜构造，轴部位于边坡开挖线附近，根据开挖面基岩出露情况，地层岩性主要为砂岩、泥质砂岩、页岩、炭质页岩，多呈透镜体状分布。
（4）岩土工程地质特征
根据地质钻探成果，滑坡体主要为含碎石粉质黏土、全风化页岩、强风化页岩、全风化泥质砂岩、强风化泥质砂岩。滑动带主要由全风化页岩、炭质页岩及全风化泥质砂岩组成，钻孔揭露局部滑动痕迹。强风化、中风化灰岩、泥质灰岩、及部分强风化、中风化砂岩、泥质砂岩，本次勘察未见滑动迹象，稳定性较好[3]。
（5）水文地质条件
滑坡区所在山体坡脚为李坑河，其为该段主要地表水体，河面宽约10m，常年流水，主要靠大气降水补给，为当地居民生产、生活主要用水来源。滑坡区冲沟发育，主要通过4条冲沟汇水。
滑坡区地表水不发育，降雨时滑坡所在斜坡低洼冲沟地段的可汇聚少量地表水。在调查期间仅在冲沟1、3沟口内可见流水，在冲沟内沿滑坡裂缝消散，部分于沟口沿裂缝、裂隙流出。
滑坡区地下水类型主要为孔隙水和基岩裂隙水。裂隙水主要赋存于滑坡裂缝及滑动岩层中，其水量受大气降水控制明显，根据现场水文地质调查，滑坡前缘位置可见地下水泉眼11处，水量6～30L/H不等，其中最大出水点为K112+530断面第二级边坡平台处，位于泥质砂岩与炭质页岩、页岩界面位置，（泥质砂岩在上）涌水量15T/D，为泥质砂岩裂隙水，为当地村民临时生活用水井，已用水泥封面，有3根4cm引水管至村民蓄水池。
孔隙水赋存于斜坡局部坡积碎石土较厚地段，主要接受大气降水的补给，以下降泉及潜流形式分散排泄，因地形较陡、碎石土的赋水能力差，降雨后补给快、排泄快，水量较小[3]。
3 滑坡特性及原因分析
根据钻探可知，本滑坡体的物质组成主要为含碎石粉质黏土、全风化页岩、全风化泥质砂岩、强风化泥质砂岩等，滑坡体中部厚度较大，一般25m～30m，下部及上部厚度略小，一般8.0m-9.0m，总体平均厚度约20m，滑体方量近310万m3，属于巨型滑坡[1] [3]。
滑床主要由石炭系下统大塘阶测水组（C1dc）强-中风化砂岩、泥质砂岩、石磴子段（C1ds）灰岩、泥质灰岩等组成，根据现场地质调绘及钻孔资料综合分析，该段岩层稳定，未见滑动痕迹，为稳定层。
滑动带主要为全风化页岩、炭质页岩软弱带。钻孔揭露岩芯局部见明显滑动痕迹，含水量明显偏高，土体强度低。根据边坡坡面剪出口出露情况，滑动带呈土状，较潮湿，为软塑-可塑状，滑面光滑、平直[3]。
通过裂缝分布、钻探、监测资料综合分析，可知滑坡的形成原因为：
（1）路堑的实施开挖，切削边坡坡脚，形成新的临空面，破坏了原有斜坡应力平衡；
（2）地形条件，滑坡发生区域坡体前缓后陡，发生变形的前部缓坡自然坡面坡率约为15～20゜，后部陡坡自然坡面坡率约为30～45゜，属于易滑地形、地貌；
（3）地质条件，滑坡处于局部褶皱发育区，岩体破碎，岩层由砂泥岩夹炭质页岩构成，属于易滑地层；
（4）水的影响，斜坡体上部地形相对低洼，汇水面积大，遭遇到持续降雨，地表汇水下渗转化为地下水，增加了岩土体的饱和重度，削弱了岩土体的抗剪强度，同时，在滑面形成渗流，对滑坡体产生一定的动水压力，从而增大了下滑力，降低了抗滑力，导致斜坡体失稳下滑；
（5）滑坡体处于向斜核部，虽局部岩层处于反倾，但后缘整体为顺倾向，边坡开挖造成前缘卸载和剪断。
综上所述，本滑坡为沿全风化页岩、炭质页岩软弱带产生的牵引式巨型滑坡。
4.滑坡稳定性分析
典型断面K112+350稳定性分析计算结果
对上述4处典型横断面进行稳定性分析和计算。滑动面抗剪强度的选择是影响稳定性分析的重要参数，为此结合典型滑面的剪出口形态、滑面形成的时间顺序等进行反算，同时与室内试验成果相对比，综合取用。
4处典型滑面边坡均已发生滑动，处于临界极限状态，因此确定反算的稳定系数为0.95～1.05。根据不同断面裂缝的发展顺序、剪出口形态、地形特点，采用分区分块的原则，对不同滑面及同一滑面上不同区段的抗剪强度进行反算，反算采用简化Bishop法进行[1]，计算结果如下图、表所示。
按照反算的C、Φ值，结合拟采用的安全措施，计算不同滑面滑坡的剩余下滑力，其中稳定安全系数按1.2取用，结果如表所示。
典型横断面稳定性分析结果
5 治理设计方案
5.1 坡体卸载
本段滑坡处于山体北部呈陡坡向南呈缓坡状延伸的部位，滑坡后缘裂缝基本位于自然坡体陡缓相交地段，因此卸载的原则为：
（1）尽可能卸载土方，减少剩余下滑力，减轻抗滑桩的压力；
（2）卸载后缘形成的新的开挖边坡不宜过高，确保不致引起新的边坡失稳。
按上述卸载原则，选用控制性断面K112+230及K112+620，保证其卸载后缘边坡开挖不致过高，通过反复试算，确定其平台加宽宽度及后部边坡开挖高度及坡率。
边坡主体卸载形成后，结合抗滑桩的详细设计位置、局部进一步卸载位置处滑面抗剪强度以及最终对剩余下滑力的影响，对第一级宽平台进行二次卸载，以期进一步减小剩余下滑力。经反复试算，对于K112+350正向、K112+430正向、K112+575斜向断面，主体卸载后的宽平台继续向后清方卸载20m，则稳定安全系数提高约0.007。然而对于K112+280断面，如宽平台继续向后清方20m，则稳定安全系数反而降低0.003，因此本断面结合场区边坡形式，向后清方14.45m，保证侧界K0+030断面不再清方。
5.2 支挡、防护方案
计算参数取用滑坡稳定性分析获取的反算参数，分析不仅选用已发生滑面，同时根据岩层岩性，考虑卸载后可能发生的潜在滑动面，则4处典型断面计算结果如下图、表。
K112+350正向断面卸载后剩余下滑力分析
典型断面卸载后稳定性分析及剩余下滑力计算
滑坡卸载后形成的高边坡，稳定性不足，需进行支挡。综合分析确定，采用抗滑桩和微型钢管桩进行分区分块支挡防护。在下滑力较小的区段，采用设置帽梁的微型钢管桩；在下滑力较大的区段，采用刚度较大的抗滑桩，必要时，在抗滑桩顶部设置帽梁，以提高群桩的整体刚度，设置预应力锚索，以减少抗滑桩的弯矩。同时，加强地表水的截流，设置仰斜式排水孔，结合排水竖井进行地下水的排除，以增强岩土体的抗剪强度，从而加强滑坡稳定性。
6、结论及建议
1、滑带岩土体的抗剪强度可采用工程地质类比法、室内试验法与反算分析法综合确定；
2、滑坡治理应在充分分析的基础上进行分块分区处治，对于下滑力较小的区块，可以采用带帽梁的微型管桩支挡；对于下滑力较大的区块，应设置抗滑桩支挡，必要时增设帽梁和锚索，已提高抗滑桩的整体刚度和减小桩身弯矩。
3、滑坡治理过程中，应重视地下水的排泄，使岩土体充分发挥自身强度，提高滑坡稳定性。
参考文献：
[1]徐邦栋.滑坡分析与防治.[M].北京.中国铁道出版社，2001
[2]黄哲学，袁坤.广东某公路滑坡的变形特征与整治措施研究[J].路基工程，2016年第3期
[3]广东龙怀高速K112+210-K112+630右侧滑坡工程地质勘察报告[R].2016年9月.
论文作者:彭坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：滑坡论文; 页岩论文; 砂岩论文; 断面论文; 岩层论文; 稳定性论文; 岩土论文; 《基层建设》2019年第14期论文;