张含伟
四川交投设计咨询研究院有限责任公司，四川 成都 610000
摘要：依据重庆某高速公路一处高填路基滑坡治理工程，根据现场情况及地质勘察，查明滑坡的范围、规模、变形破坏及形态特征，在此基础上并对滑坡的稳定性及危害性进一步作出评价，并提出滑坡的处治。
关键词：滑坡成因；变形破坏；稳定性分析
1概况
1.1原设计情况
重庆某高速公路第HC01标段ZK11+800～ZK11+920 段原设计为填方路堤，地势右高左低，右侧为一级边坡，高度 5～6 米，防护采用衬砌拱护坡。右侧最大边坡高度 18 米，上部为 8 米，坡率 1:1.5，采用衬砌拱护坡，下部最高为 10 米，采用桩板墙支挡。右侧共设置抗滑桩 21 根，桩尺寸为 2×3m，桩中心间距6m，最大桩长为 21m，最小桩长 7m。桩板墙下部埋深 4～11 米，地面线以上至桩顶填土高度 4～11 米，桩顶以上填土平均约 8 米。路基右侧填方边坡坡脚存在积水区。 在地表横坡陡于 1:5 地段，开挖宽度不小于 3m 的台阶；为防止路基工后沉降过大，路基每填筑 2m，采用强夯或冲击碾压补强压实，且在路床部位各铺设三层土工格栅。
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1.2变形情况及应急措施
该段抗滑桩于 2017 年 6 月份开始施工，2018 年 1 月份施工完成。路基
填筑于 2018 年 2 月开始，2018 年 6 月份完成。前期施工方测量班组按照每
月 2 次对抗滑桩进行观测，均无位移发生。5 月 30 号观测 12 号桩位移月
2.4cm；2019 年 6 月 21 日，施工人员发现该段填方路基表面出现纵向裂缝， 位置距离左侧土路肩边缘约 1～2 米不，左侧桩板墙出现水平位移，其中 11#、12#、13#抗滑桩位移最大分别为 95.3cm， 75.0cm、59cm。桩顶部 8 米高填土坡面出现裂缝，衬砌拱骨架开裂。
变形主要表现为后缘土体沉降、开裂变形，中部抗滑桩歪斜变形，前缘房屋、地面开裂。前缘剪出裂缝不明显。现场可见的裂缝多位于 K11+810～K11+840 左侧（2 号到 4 号抗滑桩外侧）20m～46m 范围内的居民房屋墙体和水泥硬化的地面。其中，裂缝 LF5 为次级剪出口，造成局部垮塌，位移约 0.5～1.0cm；裂缝LF1、LF2、LF3、LF4 位于鼓丘变形区，裂缝多于变形方向平行，开裂约 1～5mm； 中部抗滑桩主要表现为顶部向线路外侧倾斜，桩顶最大倾斜位移约 95.3cm，中部抗滑桩左侧外侧地表，未见明显隆起、裂缝等变形；后缘裂缝长约 50m,宽约10cm，裂缝最大可见深度达 0.5m，最大沉降高差约为 5cm；侧缘裂缝不明显。
出现位移过大后，施工方立即采取将桩后填土开挖卸载方案，桩顶位移趋于收敛，目前保持稳定状态。
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2滑坡特征及原因、稳定性分析
2.1滑坡边界、规模、形态特征
滑坡总体平面形态近似呈近似扇形，由于路基出现滑动变形后及时清方卸 载，滑坡周界后缘较清晰，前缘剪出口及大里程侧缘不明显。滑坡宽约 95m，纵向长约 66.3m，面积约 6.0×103m2，桩前滑体平均厚度约 7.0m，桩后滑体平均厚度约 14.0m，体积约 5.6×104m3，为一小型滑坡。滑体由第四系残坡积层及路基填土组成。钻孔中局部见擦痕、镜面等滑动过迹象，局部孔段含水量相对较高， 土质较软，但分布不均，未成连续、带状分布。
根据边界特征、形态特征及变形特征综合判定，边坡滑动变形主要由填方加载引起，其滑动方式为推移式。滑坡桩前水平位移较小，桩顶位移较大，处于强变形阶段，经清方减载后未见变形加剧，目前总体处于欠稳定状态。路面按设计标高整平后，在暴雨时滑面进一步饱和，如不直立滑体将失稳滑移。
2.2滑体土及滑面特征
2.2.1滑体土特征
滑体土由含碎石粉质黏土及填筑土组成：
填筑土：紫褐色，稍密状，主要由粉砂质泥岩、砂岩、灰岩块、碎石组成， 黏性土充填。块、碎石含量约 70～80%，分布不均，粒径约 30～500mm。主要为高速路路基填土。
含碎石粉质黏土：黄褐色，可～硬塑状，主要由粉质黏土、强风化粉砂质泥岩组成，碎石粒径 15～200mm，次棱角状，手可捏碎，含量约为 38～51%。勘察区均有分布。
2.2.2滑面（带）特征
本次勘察表明该滑坡为一土质滑坡，滑面位于土体内部及岩土界面。钻探于部分岩芯中见擦痕、镜面等滑动过迹象，局部孔段见软弱面、含水裂隙等现象， 但分布不均，未成连续、带状分布。
2.3滑床特征
根据工程地质测绘、勘察揭露及滑面特征分析，滑坡由后缘向前缘逐级推动， 各滑面不断延伸、贯通，形成后缘及中部沿土体内部产生圆弧滑动，受地层分布影响前缘形成沿岩土界面的折线型滑动。滑床主要岩土层为填筑土、含碎石粉质黏土及强风化粉砂质泥岩。滑床埋深约为 4.0～21.0m。勘察中在滑床中取样 2
组， 滑床与滑体岩土体性质相近，试验成果共同统计。
2.4原因分析
根据地面调查及勘探点揭露情况综合分析，滑坡产生位移变形受控于地质结构，物质组成和地形条件。
（1）人类工程活动：高速公路从一坡向北的自然沟谷通过，区域原始地形坡角 5～23o，路堤填方加载前处于稳定状态。高填路堤加载破坏了原斜坡岩土体的整体稳定性及力学平衡机制，是滑坡形成的主要因素，它为滑坡的形成提供了物质基础，为下滑力的形成提供动力源泉。
（2）地形地貌：区域原始地形坡角 5～23o，路堤填方加载前处于稳定状态，路堤通过段原状地形为一冲沟，在冲沟附近处变形距离最远，滑坡受地形控制明显。
（3）地层岩性：滑坡分布地层主要为填筑土及含碎石粉质黏土，强度较低，在重力及地下水作用下易产生软弱面，从而沿软弱面产生蠕动变形。
（4）水的影响：大气降水与地下水的作用，是边坡失稳的激发因素。据调查滑坡变形始于连续降雨之后。填筑土透水性较好，大气降水随孔隙、裂隙下渗， 增加坡体重度，同时降低滑带、滑体的强度，造成下滑力增大，抗滑力减小，为滑坡的最后形成起到了促进作用。
（5）勘察设计原因：桩板墙上方填土高，最大填方约8m，土压力大，最不利段抗滑桩全长21m,其中悬臂长约10m,锚固段11m；锚固段为土质，未嵌入基岩， 锚固段地质参数取值较高，随着土体饱和，抗剪强度降低，不能抵抗上方土压力也是产生滑动的主要原因之一。
路堤段设置的排水涵洞伸缩缝已产生开裂变形，道路右侧所汇地表雨水多沿裂缝渗透至坡体内部，加剧和诱发坡体变形。填方路堤抗滑桩挡墙泄水孔排水不畅，多为堵塞，表明墙后填土路堤地下水排泄不畅，在降雨期间，地下水从填方路堤坡面和墙底部呈股状流出。
2.5稳定性分析
滑坡现阶段后缘裂缝连续，前缘局部剪张开裂。根据施工单位监测，清方减载后目前仍在进一步变形，其中 10#桩桩顶位移变形最为强烈，在最近（7 月1 日～7 月 15 日）降雨天气其向外位移约 0.9～3.8mm/d，处于蠕滑阶段。说明该部位宏观判定滑面已基本贯通，处于欠稳定状态。坡下房屋在清方减载后变形较小，处于基本稳定状态。滑坡整体在天然状态下处于稳定～基本稳定状态，在暴雨、连续暴雨状态下处于基本稳定～欠稳定状态。
3高填方路段稳定性评价
3.1高路堤稳定性现状
该处高填方路基中线最大边坡填方高度约 21.0m，原设计第 4#～15#抗滑桩出现明显位移，但桩前土体未见明显剪出现象，桩后填土在进行应急卸载部分挖除后，未见进一步变形加剧现象，结合原地形地貌等条件，可知凹地段斜坡体在卸载后，整体处于欠稳定～基本稳定状态。
补充地质勘察地质纵断面图（4-4’剖面）可知，原设计4#至11#抗滑桩下部为较为狭窄的沟槽，含碎石粉质黏土层较厚，桩板墙进行填土后，填土自稳能力较弱，回填加载对桩板墙产生一定推力，持续降雨饱水状态下处于欠稳定的蠕变状态，导致抗滑桩产生一定水平位移。在上部进一步填土堆载后，将导至桩板墙进一步失稳下滑，对该段高填方路堤稳定产生不良影响。
3.2稳定性分析
3.2.1计算剖面的确定
补充勘察选取了 3 个横向剖面、1 个纵向剖面开展钻探工作。根据位移观测，设计抗滑桩 4 号～15 号变形最为明显，其中 8 号～11 号桩最大变形均超过 50cm。
1-1’剖面对应桩号 ZK11+830，4 号～6 号桩水平位移分别为 31cm、64cm、48cm；
2-2’剖面对应桩号 ZK11+860，9 号～11 号桩水平位移最大，分别为
85.3cm、95.3 cm、82.8cm；
3-3’剖面，对应桩号 ZK11+900，16 号～18 号桩水平位移分别为 10.7cm、2.3cm、1cm。
出现变形后，施工方采取应急卸载方案，将上部填土卸载至抗滑桩顶部标高后，抗滑桩位移趋于稳定。
虽然 1-1’剖面位移较大，其横向ft脊部分布的民房出现了局部开裂现象， 但其横向ft脊部与路线垂直，处于该路段整体滑移的侧缘，民房开裂属于侧缘拉
裂，沿 1-1’形成整体滑移可能性较小。
3-3’剖面靠近大桩号侧ft体，地层岩性情况较好，相对应的 16 号～18 号抗滑桩位移较小且基本稳定，形成整体滑移的可能性小。
考虑到 2-2’剖面的抗滑桩位移最大，外侧为分布陡坎等临空面，故主要对2-2’剖面作为主画面进行滑动面的分析验算。
（1）2-2′剖面
滑面一：以前缘临空坡脚为剪出口，以后缘裂缝（LF6）为剪入口，根据 BZK8 钻孔等揭露滑面位置确定滑动面。
滑面二（潜在滑面）：以前缘临空坡脚为剪出口，以填方路基右侧坡脚为剪入口，以土层界面及岩土界面确定潜在滑动面。
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3.2.2计算参数
对高路堤沿地基软弱滑动面稳定性分析的计算参数选用，在参考试验成果的基础上，进行了抗剪强度指标的反算分析。根据室内试验数据并参考当地经验数据，滑体稳定性验算参数取值如下表所示。
填筑土：天然重度为 22.00kN/m3、饱和重度为 22.30kN/m3。
含碎石粉质黏土：天然重度为 21.50kN/m3、饱和重度为 22.00kN/m3。粉质黏土：天然重度为 20.20kN/m3、饱和重度为 20.50kN/m3。
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3.2.3计算工况
本高路堤稳定性验算采用旱季少雨季节的天然状态作为正常工况，选择连续降雨或暴雨状态的非正常工况Ⅰ作为最不利工况进行考虑。
3.2.4安全系数及安全标准
根据《公路路基设计规范》（JGT D30-2015），本高填方路堤段沿软弱层滑动产生变形，安全系数按高速公路标准，非正常工况Ⅰ安全系数采用 1.15，正常工况安全系数采用 1.25，考虑暴雨作用，但不考虑地震力作用。
3.2.5稳定性计算公式
（1）根据高填方路堤沿软弱层滑动的破坏边界条件和可能失稳方式，高填方路堤沿最危险滑动面滑动，按此破坏模式，根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），进行该高填方路堤段正常填土完成后的稳定性验算。
根据计算结果对滑坡进行稳定性分析评价，参照有关规范，滑坡稳定性状态划分标准为：稳定系数 F≥Fst 为稳定，Fst＞F≥1.05 基本稳定，1.05＞F≥1.0 为欠稳定，F＜1.0 为不稳定，其中 Fst 为滑坡稳定安全系数。
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通过上述计算分析结果可知，该高填方路基目前在天然状态下均处于基本稳定状态；在暴雨、连续暴雨工况下处于不稳定～欠稳定状态，需采取治理加固措施。
4滑坡的防治原则和防治方案
4.1滑坡防治原则
该滑坡防治过程中应始终贯彻以下原则：
（1）综合治理与监测相结合。
（2）支挡工程与排水工程相结合。
（3）滑坡支挡与道路建设相结合。
4.2处治方案
本工点根据处置位置大致有两类，其一为在既有抗滑桩外侧采用填土反压+ 新建抗滑桩，该措施因在滑坡体外缘，剩余下滑力小，较为经济安全，但因外侧为水田民房，二次征拆困难，周期较长，因此不考虑此方案；另一类为在不产生新增用地情况下进行处置，也是本次重点阐述方案。
根据补充地勘报告，产生滑动的主要原因是陡坡上新增路基填土，在强降雨作用下产生圆弧滑动，局部滑动面位于抗滑桩底下方，已有抗滑桩无法提供抗力， 本方案首先将原有路堤填筑土全部清除，在清除后路基底设长20m抗滑桩，抗滑桩截面尺寸为3×2m,桩间距5m(中-中)，桩顶高程与原地面线齐平；待抗滑桩强度稳定后，采用碎石土分层回填，每隔0.75米设高强度土工格栅，其极限抗拉强度不小于150KN/m，以减小既有桩板墙土压力。
5结论
（1）高填陡坡路堤是山区高速公路路基的一种常见形式，山区公路一般挖余较多， 为尽量保持土方平衡，采用高填方消化多余弃方，可以尽量减少土石方不平衡， 减少弃方，节约工程造价的目的，但路基设计人员也应高度重视高填路堤的适用条件，本工点高填陡坡路堤作者认为风险较高，采用高填路堤和抗滑桩未必是最优经济方案，可与桥梁方案做经济技术比选。
（2）方案合理、技术先进、安全可靠的设计方案是工程项目得以顺利实施的基本前提和技术保障，勘察设计人员应本着责任与担当，在方案阶段秉着实事求是的态度对于重要工点应有自己的见解与坚持。
参考文献：
[1]李弘.陡坡地段路基差异沉降影响因素及控制措施研究[J].交通科技.2016,(04):70-72.