成永刚：权衡利弊的滑坡处治方案确定长期有效

文章来源于公众号：悠游2019，作者：成永刚，原文链接：权衡利弊的滑坡处治方案确定

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。