填方滑坡的计算与处治

填方工程实施前应严格加强地表水和地下水的截、疏、排工程的设置,并严格进行清表工作。而当填方下伏厚度不大于3.0m的软弱地层采用挖除换填时,应严格加强软弱地层的清除,防清除不彻底而使残留的软弱地层成为将来填方滑坡的滑面或滑带。

填方滑坡分析计算时,应依据滑坡变形裂缝特征,结合坡体的地质条件,合理确定滑坡边界和计算范围。并依据滑坡所处的变形状态,合理选定滑体当下的稳定系数用于滑面参数的反算。

填方滑坡进行支挡工程设置时,应依据地形地貌、地质条件、用地范围等因素,在有效设置截排水工程的基础上,合理选定支挡位置。在此基础上利用综合确定的滑面参数,计算支挡工程所在部位坡体在规定安全系数下的下滑力。

对于支挡工程前部的抗力选用,如若支挡工程前部的坡体存在变形,则应予以忽略;如若支挡工程前部坡体稳定,则依据剩余下滑力、1/4~1/2的被动土压力或静止土压力,利用三者之间的最小值作为桩前抗力,以确保工程安全。

案例

某公路填方路堤边坡高约10.8m,地表坡度约15~25°,下伏厚约7.5m左右的可塑状粉质粘土,采用挖除软弱地层后进行路堤填筑。在路堤填筑基本完成后,路堤发生了宽约90m,主轴长约103m,体积约5.6万方的中型滑坡。从现场看,滑坡后缘位于路堤中部附近,裂缝呈圈椅状,延伸数十米。滑坡侧界贯通,剪出口位于前部陡坎部位的土岩界面处。

图1 位于路堤的滑坡后部

图2 路堤部位的滑坡侧界

图3 陡坎部位的滑坡前缘

依据病害特征,滑坡的发生是由于路堤内侧边沟缺失,导致后部山体地表水渗流进入填方体,恶化了坡体的物理力性质,以及路堤填筑前没有完全挖除下伏软弱地层,造成填方加载后坡体利用残余的软弱层依附于土岩界面发生滑动。
坡后缘位于贯通性的圈椅状裂缝部位,前缘坎部位的岩界面。即滑面形态在填方体为圆弧状,下部的主滑面为土岩界面。由于滑坡周界已完全贯通滑坡此时的稳定系数可取值0.98依据前面确定的滑坡周界进行滑面参数反算。

图4 滑面参数反算简图

表1 滑面参数反算表

依据征地条件、地形地貌、滑体厚度、工期和工程经济性,以及预估的滑坡下滑力等因素,采用全部挖除填方体重新填筑路堤是不可取的,故决定在坡脚部位设置抗滑桩进行支挡。继而利用反算后的滑面参数,在设定安全系数1.3的情况下,计算抗滑桩部位的坡体下滑力,由此得下桩后坡体的下滑力为83.71T/m(837.1KN/m)。

图5 拟设置抗滑桩部位的下滑力计算简图

表2 抗滑桩部位的下滑力计算表

由于桩前坡体处于变形状态,故桩前抗力不予考虑。且如果采用抗滑桩对后部坡体的下滑力进行有效支挡后,桩前滑体由于没有了后部坡体的推挤,其自身也会逐渐趋于稳定,基于此,综合抗滑桩结构抗滑能力、桩周地质条件,采用2×3m×18m@5m规格抗滑桩作为永久支挡工程。

抗滑桩永久工程施作前,考虑到滑坡处于微滑状态,变形速度较快,故决定先对填方体卸载滑坡总体积的1/9(0.62万方进行工程应有效减小滑坡的下滑力,提高其稳定性,从而为抗滑桩永久工程的施作提供充裕时间。并及时修建路堤内侧排水边沟疏排坡后来水,防止地表水渗入路堤。

图6 滑坡处治工程地质断面图

此外,由于路堤部位坡体变形较大,在后期抗滑桩永久支挡工程完工后对卸载部分进行重新回填,这样就可确保路堤的压实度满足规范要求。

依据该治理方案,滑坡在治理的过程中,以及工后均取得良好的效果。公路投入运营近十二年来,路堤稳定性良好,显示滑坡处治方案是合理、可行的。

 

 


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