对于倾角大于25°的陡倾角、长大顺层边坡,由于坡体在重力作用下的滑坡下滑力相对较大,故往往可能在边坡的中、下部由于应力集中等情况,造成坡体依附于结构面或切穿岩块形成切层剪出,形成滑移-弯曲型、溃曲坡体病害,即滑坡整体上呈顺层,而局部呈现切层的地质模型。尤其是对于岩体层状厚度较小的薄~中层坡体结构边坡,更宜出现此类坡体病害。对于此类病害的治理,依据病害发生的特点,可采取如下措施进行处治:1、有条件时在坡体上部进行适当减重,有效减小坡体下部的应力集中。2、在坡体的下部设置适当的锚固工程,有效利用锚固工程形成的约束控制坡体从下部剪出的可能。3、在坡体下部设置支挡、反压工程,提高坡体的抗滑能力。4、当顺层滑移高度较大时,应依据“固脚强腰”的原则,分别考虑坡脚和坡体中部出现切层剪出的可能,防止出现半坡越顶或坡脚深层剪出的可能。某高速公路以挖方的形式通过自然顺层斜坡段,斜坡上部多有民居和村道分布。原设计边坡最大高度28.5m,设置坡率1:0.75~1:1,采用绿化防护。坡体由中层状砂质泥岩构成,层面岩体产状为30°∠30°,边坡的坡向41°。边坡后部山植被良好,加之后存在平行于线路有灌溉渠开裂,造成坡体地下水丰富,地下水位于地表以下0.1~18.2m不等。
图1 原设计工程地质断面图
边坡在开挖的过程中,多次出现滑塌病害。当边坡开挖至路基标高附近时,在距坡脚约90m的部位依附于泥质充填厚度较大、产状314°∠53°的结构面发生了长大贯通性裂缝形成后缘,依附于坡体中发育的两组泥质充填厚度较大、贯通性结构面356°∠88°和88°∠60°形成的滑坡侧界,发生了宽约260m,平均厚度约12m,体积约21万方,滑面依附于岩体层面,并在坡脚附近发生局部切层剪出的中型滑坡。
图2 滑坡全貌
图3 坡体后部灌溉渠开裂渗水严重
图4 坡体地下水丰富
图5 滑坡后缘
滑坡发生后,技术人员拟采用对滑坡清方减载,并在坡脚设置规格为2.0×3.0×16m,间距4m的抗滑桩基础上,采用桩后反压为主的工程措施进行处治。且为恢复斜坡上的村道,拟在斜坡中部设置规格为2.0×2.0×15m,间距4m的抗滑桩进行村道恢复。该方案工程造价约为A万元,工期约B月。
图6 技术人员拟采用的滑坡处治工程地质断面图
从滑坡发生的坡体结构分析,由于岩体产状30°,属于典型的陡倾角顺层坡体,坡体由于在开挖形成临空面和地下水作用下发生顺层滑坡。由于坡体下滑力较大和岩体性质相对较弱,技术人员采用抗滑桩支挡+反压,村道恢复兼顾半坡设置抗滑桩加固虽然可有效处治滑坡病害,但工程的经济性偏差。基于此,依据滑坡和顺层坡体结构特征,对处治方案进行如下优化:1、对已发滑坡进行清理的基础上,在坡脚设置高5m的微型桩挡墙,其中微型桩长12m(露出地面挡墙中长3m),利用微型桩挡墙对后部陡倾顺层边坡进行适当反压,反压高度为15m,从而预防顺层清方后的下部坡体发生滑移-弯曲或溃曲。其中钢管桩的设置避免了坡脚挡墙基础开挖过深,并利用其为挡墙提供承载力、抗滑、抗倾覆和抗剪功能,形成轻型支挡结构。有效预防下部顺层边坡发生深层变形和坡脚剪出的可能。2、在村道部位设置泡沫轻质土进行恢复,并为提高泡沫轻质土村道的稳定性,兼顾预防陡倾顺层边坡发生半坡越顶剪出的可能,且大大优化了工程支挡规模和减小了施工难度。3、对后部灌溉渠进行修复,防止渗流入坡体影响坡体稳定性。
图8 优化后的工程地质断面图
该优化方案利用地质条件,贯彻轻型支挡结构工程为主的处治原则,对陡倾、长大顺层边坡在坡脚设置轻型微型桩挡墙对可能深层问题进行了针对性的处治,并在利用泡沫轻质土恢复了村道的基础上,利用锚杆对陡倾、长大顺层边坡在半坡越顶的可能问题进行处治。该方案工程造价约为0.15A万元,工期约为0.1B月,是一个相对较优的工程处治方案。