乐雅高速公路K864+260～K864+380边坡变形处治

乐雅高速公路K864+260～K864+380边坡变形处治

吴君艳

四川省通川工程技术开发有限公司 四川成都610000

摘要：乐雅高速K864+260～K864+380段边坡受持续降雨影响发生变形，通过查明滑坡的地形地貌、地层岩性、岩土体结构特征和水文地质条件，结合工程地质钻探及调查，分析滑坡的形成过程、特征、机理等，并运用传递系数法对滑坡进行稳定性分析计算。最后，根据滑坡推力计算结果，采取了钢管桩进行加固，拆除重建损毁的路堑墙，并修复完善截排水设施的综合治理措施进行加固。治理后滑坡变形得到有效控制，取得了良好的效果，保障了该段高速公路的安全运营，得出了宝贵的经验教训，同时提供类似运营高速公路滑坡的设计和治理借鉴。

关键词：运营高速；滑坡；形成机理；钢管桩；截排水

1 工程概况

K864+260～K864+380段左侧原设计为土质挖方路堑，一级边坡坡脚设置有4米高路堑墙，上部边坡坡度约30～35°，坡面植草防护，一级边坡总坡高约7～8m；坡顶为3～5m的平台，内侧设有截水沟；截水沟之后为3～5m高的自然边坡。受强降雨影响，边坡排水不畅，导致截水沟局部破坏，挡墙开裂，影响高速公路运营安全。

测区位于四川盆地西部边缘，属于构造侵蚀、剥蚀丘陵地貌。测区北侧为青衣江，南侧的蜿蜒的花溪河，总体呈一东西走向的“枕状地形”，地形条件较简单。区内相对高点为乐雅路南东侧山丘，标高约570m，相对低点为北侧青衣江河床，标高约480m，相对高差约90m。区内阶地地貌特征明显，由低到高可划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，Ⅰ级阶地位于熊塆、马底下、孙岗一带，阶地宽阔，标高约490m（高出青衣江约10m）；Ⅱ级阶地位于路线北侧庙溪顶一带，宽约100～200m，标高约510m；Ⅲ级阶地位于路线南侧丘顶，呈不规则形态，最宽处达500m，标高约550m。已建成运营的乐雅高速公路K864+100～800段即位于Ⅲ级阶地北侧边缘，路线左侧多为挖方边坡，高约10～16m，边坡顶部及以外地形平坦，坡度＜5°，多被垦为宽台阶状旱地，种植茶树；路基及右侧为斜坡地形，坡度约30°，为旱地或杂木林。

场地出露地层有新生界第四系全新统人工填筑层（Q4ml），上更新统冰水堆积层（Q3fgl）及白垩系下统灌口组（K1g）。

2边坡变形特征及成因分析

2.1 滑坡变形破坏特征

据调查，K864+260～380左侧边坡为土质边坡，一级边坡坡脚设置有4米高路堑墙，上部边坡坡度约30～35°，坡面植草防护，边坡高约7～8m；坡顶为3～5m的平台，内侧设有截水沟；截水沟之后为3～5m高的自然边坡。目前，边坡整体形态较完好，变形主要集中于坡脚及后缘坡口处，详述如下：

（1）边坡坡脚变形特征

据调查及访问养护站工作人员，坡脚变形主要表现为路堑墙开裂及边沟挤压变形。其中，路堑墙于2020年2月即发现多处开裂，其中，以d3裂缝最为剧裂明显，2020年2月时缝宽约5～6cm，至2021年8月时缝宽增大为13cm，裂缝贯通，且断缝处向外凸出，呈“人”字形（见图2-1）。

挡墙外边沟在2020年2月出现挤压变形，边沟与挡墙间土体凸起，边沟损坏（d4），于2020年6月完成对长约30m的边沟进行重建，边沟内侧碎落台变窄。目前，新建的边沟再次受挤压变形，内侧臌起高约10～20cm（见图2-2）。

（2）边坡后缘坡口处变形特征

据调查，后缘坡口处见截水沟下沉及一张裂缝，其中，裂缝走向约112°，延伸长约80m，后壁高约1～1.3m，缝宽20～40cm，可见深度＞1m，裂缝新老痕迹叠加明显，表时其形成时间较久，坡外树木略有倾斜（见图2-3）。

综合该边坡各处变形情况分析，坡脚挤压变形和后缘拉裂变形位置前后对应，初步可勾勒出一圆弧形滑坡范围，滑坡顺路线宽约95m，顺坡向长约25m，高差约12～13m，滑体前缘厚（约5-6m），后缘薄（约2～4m），总方量约0.8～1万方，属小型推移式土质滑坡。

2.2滑坡成因

该滑坡的形成与发展过程与该区岩土性质、工程开挖、持续降雨等因素密切相关。

该段土体厚度较大，为上更新统冰水堆积粉质粘土，遇水易软化，且具有一定膨胀性，吸水后会加剧土体的崩解，土体自身具备发展成滑坡的物质基础。

公路开挖后形成高陡边坡，破坏原有平衡状态，前缘建有路堑墙，在建设初期保持了边坡的基本稳定。

随着边坡土体风化、降雨入渗软化等持续作用的累加，边坡土体容重增加、C、φ值降低，原有平衡状态逐步失衡，挡墙向外蠕滑推移，后缘出现拉裂，滑体开裂又加剧了降雨的入渗速度和入渗水量，形成恶性循环。持续强降雨为主要诱发因素。

3分析计算与稳定性评价

3.1稳定性评价

综合以上滑坡变形特征及成因分析，现滑坡处于前缘压缩、后缘拉裂变形，侧缘变形不明显，前缘尚未明显剪出，整体处于蠕滑变形阶段，推测滑带已有部分形成，或尚未连通。目前在天然状态基本稳定，暴雨工况欠稳定～不稳定。该滑坡处于形成期，如任其发展，后续滑坡变形极可能加速，并形成统一滑带，在暴雨等因素的诱发下，发生整体剧烈滑动的可能性大，威胁公路运营安全。建议采取措施，及时治理。

3.2滑坡推力计算

根据参数反算、土体吸水膨胀后对C、φ值的折减影响，综合确定暴雨工况下2-2＇剖面C、φ值分别为8 kPa和13.5°，3-3＇剖面C、φ值分别为8 kPa和13°，并考虑破损挡墙的部分抗滑力；分别计算得出暴雨工况、安全系数在1.15情况下，2-2＇剖面支护位置处剩（E5）余水平下滑力为387 kN/m，3-3＇剖面支护位置处（E5）剩余水平下滑力为360 kN/m。故采用暴雨工况下、安全系数为1.15时两个剖面支护位置处最大水平下滑力387 kN/m作为永久加固处治设计依据。

5 处治工程措施及效果

对K864+260~K864+380段采用钢管桩加固+修复挡墙+修复完善截排水措施的综合加固处治方案：

①夯实并整修边坡，并用黏土封闭现有裂缝；

②在路堑墙内侧置钢管桩加固处治，钢管桩采用Φ168mm钢管，间距1.5m，排距1.2m，梅花形布设；

③切除挡墙断裂部分后重建断裂部分破损挡墙，疏通现有挡墙泄水孔，并修复破损段边沟；

④根据现场实际情况修复或重建坡口截水沟，以免外侧自然边坡再次滑塌挤压、覆盖截水沟；

⑤在路堑墙顶设置一排仰斜式排水孔，泄水孔长度14m，仰角10°，间距10~20m，以排出坡体内部地下水；

⑥施工完成后形成的裸露边坡应喷播植草恢复边坡绿化。

该路基滑坡是由于连续暴雨导致路基浸泡湿软，强度降低。本文中通过钢管桩、修复挡土墙、重建截排水系统等措施将该段路基病害彻底根治，处治方案充分考虑了整体和局部稳定性。通过分析总结公路病害发生原因，能为在暴雨工况下公路病害的产生起到预防作用，同时为病害处治措施提供参考。