路基边坡滑坡分析及治理措施

路基边坡滑坡分析及治理措施
摘要：通过工程实例分析滑坡的原因及进行有效的治理。

关键词：路基；边坡滑坡；分析；治理
引言
在工程建设过程中，确保边坡稳定性是一项重要的任务。

边坡的滑移、坍塌跟地质、水文及施工破坏有密不可分的关系。

下面结合湖南永蓝高速公路路基开挖后边坡发生滑坡为实例，进行滑坡原因分析，对症下药采取有效的治理措施。

1、概述
二连浩特至广州高速公路湖南永州至蓝山段K73+600～K73+820设计采用窗式护面墙的二级边坡，坡比为１：１。

二级边坡开挖完成后，在一级边坡开挖进程中，路基边坡失稳，引起滑坡。

滑坡主要位于开挖边坡中上部，在滑坡前缘被未清除的弱风化灰岩阻止，后缘出现弧形裂缝，两侧边界及坡面分布十数条宽度
1~15cm滑坡裂缝和0.5~4m宽度不等的滑坡土坎。

滑坡平面形态呈不规则的长方形，轴长约190m，宽5~30m，滑体厚1~3.4m。

滑体约18000m3，高程在
342.90m~355.39m相对高差12.49m。

滑坡后形成坡面坡度约为70℃。

2、滑坡产生原因分析
为了给滑坡的整治提供工程地质、水文依据，进行了详细的地质钻孔勘察，在整个滑坡面进行了11个孔钻探勘取样工作。

2.1、工程地质
根据地质勘察资料表明：滑坡段岩土依据成因类型自上而下划分为：坡积层（Qd1层号1）、残积层（Qe1层号2）、强风化泥灰岩（C，层号3－1）、弱风化泥灰岩（C，层号3－2）、强风化灰岩（C，层号4）五个层次，各岩土层特征如下：
1）、坡积层：（第四系，Qd1层号1）普遍分布各钻孔均有揭露，直接分布于地表，层顶高程342.90m~355.39m，层厚1~3.4m，平均厚度2.252m。

土性为亚粘土，黄褐色、灰白色、稍湿，硬塑，局部硬可塑，土质不均匀，含碎石，碎石主要是强、弱风化泥灰岩、灰岩碎块，主要是强、弱泥灰岩或灰塌滑开成。

取土样2组，土工试验结果：P0＝1.85－2.07/cm3；内摩擦角￠＝19.0-22.00；粘聚力C=42.20-50.3KPa。

2）、残积层（第四系，Qd1层号2）：滑坡段K73+640－1、K73+680－3、K73+720－3号钻孔有分布，层顶高程342.18m~354.19m，层厚1.70~2.00m，平均厚度1.83m。

黄褐色、稍湿，硬塑，土质不均匀，残留较多强、弱风化泥灰岩、灰岩碎块，为泥灰岩、灰岩风化残积土。

取土样1组，土工试验结果：P0＝
1.88/cm3；内摩擦角￠＝17.30；粘聚力C=35.7KPa。

3）、强风化泥灰岩（C，层号3－1）：滑坡段内滑坡段K73+680－3~4、
K73+720－6号孔无分布，其他钻孔均有揭露，层顶埋深1.00~11.30m，层顶高程333.51m~354.30m，层厚1.20~10.50m，平均厚度4.71m。

深灰色，风化强烈，裂隙发育，岩芯呈半岩半土状，部分碎块状、土柱状，遇水软化，岩质极软。

4）、弱风化泥灰岩（C，层号3－2）：此层仅K73+754－10号钻孔有揭露，层顶埋深7.30m，层顶高程342.20m，层厚3.6m，深灰色、泥质结构，薄层状构造，岩芯呈碎块状为主，顶部及底部为强风化泥灰岩，岩质软。

5）、弱风化灰岩（C，层号4）：普遍分布，各钻孔均有揭露，层顶埋深1.40~15.40m，层顶高程329.41~349.39m，层厚8.42m。

深灰色，局部灰黑色，隐
晶质结构，薄~中厚层状构造，裂隙发育，岩芯呈块状，饼状为主，部分短~长柱状，岩质较硬。

根据地质情况和现场观测量分析可知，塌方区地质层次主要是坡积层（第四系，Qd1层号1）、残积层（第四系，Qd1层号2）、强风化泥灰岩、弱风化泥
灰岩（C，层号3－2）这四个层次，原因如下：
1）、由于边坡开挖，边坡坡脚开挖切坡形成较高陡临空面（10~20m不等），坡角失去了原来土体的顶托力，破坏了土体原有的应力平衡，土体本身的抗剪力
小于剪应力，故出现滑坡。

2）、从开挖断面来分析，强风化泥灰岩层（C，层号3－1）的层状构造为顺
倾公路线路角度为26－30℃，即顺成坡同公路边坡，从地质构造上这个角度的顺
成坡由于重力作用沿顺成面最容易产生滑动，由天滑面是早已存在的，边坡开挖
后自然形成滑坡。

2.2、水文地质
设计勘察期间测得K73+600～K73+720段地下水位埋深0.50~3.30m。

地下水
主要为孔隙潜水和基岩裂隙水，水量较丰富。

地下水补给来源主要是季节性大气
降水，地下水位变化随季节而变化，雨季水位上升，旱季水位下降。

开挖施工正值雨季，开挖边坡后，在整个坡面出现了7处泉眼，说明边坡开
挖改变了地下水渗流通道，同时边面开挖破坏了原有植被防护，加剧了大气降水
垂直入渗作用，增大坡体荷重，加强了土体的剪应力，同时大气降水垂直使土体
变湿变软，降低了土体抗剪强度，应力平衡被破坏，产生滑坡，可见地下水和地
表水的作用是滑坡的另一主要因素。

2.3、施工因素
1）、施工方经验欠缺，没有刻意选择旱季，以避开雨水的影响。

2）、施工时没有按照边坡开挖原则分段开挖，分段防护施工。

土体坡面暴露空气时间过长，客观上也为滑坡创造了条件。

当上述各种因素结合在一起，加上地下水静水压对土坡产生侧向压力，边坡
土体的剪应力逐渐增强，而同时土体的抗剪强度又由于上述原因逐渐降低，最终
土体不能抗衡较高陡临空条件，在测力作用下面产生卸荷拉张牵引，导致整体沿
滑动面（裂隙面、破碎层、强风化泥灰岩软弱层）滑移。

3、滑坡面位置分析
根据钻探揭露和现场观察，本塌方段滑动面有二种形式：1）、多处见坡残积层与强风化泥灰岩的分界面处形成的滑动面，分布在K73+620~K73+660和
K73+780~K73+820段；2）、强风化泥灰岩（局部夹弱风化泥灰岩、灰岩块）滑体沿灰色、灰白色的弱风化泥灰岩或灰岩的硬层（不厚约1~2cm）带擦痕的滑动面
即强风化泥灰岩与弱风化泥灰岩或灰岩的分界处形成的分布在K73+660~K73+780段。

现场观查K73+660~K73+780段滑面是一个很光滑的滑面，表面是灰色或深灰
色的硬层，显示出是弱风化泥灰岩或灰岩的层次。

这就与钻孔资料有了一点出入，因为地质钻探资料显示出这个滑面是强风化泥灰岩，为了进一步验证弱风化泥灰
岩或灰岩的位置，现场又采用了用挖机挖掘和风钻钻探两种方法每二十米一个断
面来判断，结果为滑动面上弱风化泥灰岩或灰岩很薄只有2~5cm，并没有到达真
正的层次，是种假象，钻过这层光面硬层后且钻进1~2m又有硬层，硬层仍很薄
约3~5cm，再钻进又出现软弱层即弱风化泥灰岩，再钻进1~2m方为硬层很厚才
应是真正的弱风化泥灰岩或灰岩，这时的位置和钻探资料所示的弱风化泥灰岩或
灰岩层相吻合，同时对K73+660~K73+780段现场观察塌方层内的强风化泥灰岩层
内夹着较薄的弱风化泥灰岩或灰岩仍为强风化泥灰岩（只有1~2cm），这两点进
一步证明钻孔资料的正确性。

通过再次验证，可以判断在此滑面内3~5cm内判断
强风化泥灰岩和弱风化泥灰岩或相互交替，这段滑坡还不稳定，还有3~4米滑动
发展的可能，是潜在的滑动面。

故K73+660~K73+780段滑坡滑动面判断为：
1）、坡残积土层与强风化泥灰岩的分界处，深度约为1.00~3.40m；此滑动面由于坡高不高且滑坡深度不深，清除滑坡层，及时防护可稳定；
2）、强风化泥灰岩与弱风化泥灰岩或灰岩和他们之间夹层的分界面处。

深度
约1.00~11.30m，因强风化泥灰岩主要是呈透镜体状分布，分布广，厚薄不一，
遇水软化，此滑动面部分已产生滑移，部分为潜动滑动面。

要清除到弱风化泥灰
岩或灰岩的层面方可稳定，但工作量较大可采用其它方式防护；
3）、下伏基岩岩体较破碎，在岩面也是一个潜在滑动面，深度约1.4~15.40m。

这个滑动面由于位置较深，清除工作量大，也应考虑其它方式防护。

4、滑坡治理
查明情况，对症下药；有主有次，综合整治；因地制宜，安全经济的原则。

通过对滑坡生产原因、滑坡面位置的分析，结合各种整治措施的使用条件，对该
滑坡采用地表截排水、放缓边坡，削方减载、抗滑挡土墙、锚杆方格骨架防护的
综合治理方案。

1）、消除或减轻水对滑坡的危害
从上面的分析可知，水是该段挖方滑坡发生和发展的主要因素之一，应尽早
消除或减轻水对滑坡的危害。

因为该段挖方的坡积层和残积层的土、强风化泥灰
岩都是遇水显膨胀性，强度迅速降低，在重力的作用下，就出现不稳定状况，所
以隔绝和正确引导水是解决问题的关键，本段塌方采用以下两种方法处治：
A、截：在滑坡体可可能发展的边界5m以外的稳定土段设置环形截水沟，以
拦截和旁引滑坡范围外的地下水和大气降水，使之不进入滑坡区。

B、引、排：在截水沟的下面和坡面内增设树枝状的渗沟系统，并布置垂直和水平孔群以排出滑坡范围内的地下水。

2）、改善滑坡体力学条件，增大抗滑力
A、放缓边坡，削方减载处理
滑坡体中前部较厚，后缘体较薄，滑坡滑动后滑体土质松软，坡面凌乱，必
须清除。

根据判断出的滑动面，采用减缓坡率的方法，坡比由原来第一级坡边为１：１，第二级坡边１：１，改变为坡比第一级坡边为１：１.5，第二级坡边１：１.75为由原来来进行削方减载以达到平衡土层自身的力学平衡。

B、设置支挡结构以支挡滑体
前述滑坡分析中，由于这段滑坡还不稳定，还有发展的可能，存在许多有潜
在的滑动面，所以为了滑体力学进一步平衡，本段采用了在滑体不稳定的段落
（桩号K73+630~K73+750）一级边坡处增设了抗滑挡土墙：墙高5m，墙厚平均为3.5m，墙后填土反码，用来支挡潜在的滑动面的滑动力以达到进一步平衡滑坡体
的力学平衡。

C、改善滑带土的性质，使其强度指标提高，以增加滑体的稳定性
根据前述判断出滑动面的的位置和滑坡岩土层次划分的界面，分别在
K73+630~K73+750段二级采用12m长的锚杆方格骨架防护，和在
K73+750~K73+810段一级采用10m长的锚杆方格骨架防护，二级采用12m长的
锚杆方格骨架防护。

5、综述
边坡防治必须针对不同边坡类型的地质构造和潜在危害性进行综合考虑，作
出综合治理的决策，才能达到一次根治、不留隐患和安全稳定。

该边坡防护方案
的成功，对探索适合于整个永蓝高速边坡的综合防治技术，具有深远的指导意义。