某半填半挖边坡滑塌的处治案例分析和总结

某半填半挖边坡滑塌的处治案例分析和总结

黄显鋆1，苏金源2

1.中山市路桥建设有限公司,中山,528400；2.广东粤路勘察设计有限公司,广州,510000

摘要：保持公路或市政道路的路堑边坡稳定，维持道路的安全运营尤为重要。本文通过介绍某公路养护项目路段内的一个半填半挖边坡滑塌的处治案例，根据详细勘察结果及土工试验数据，采用理正岩土计算软件，分析加固前状态和加固后状态下的边坡稳定性，选择最佳的边坡加固方案。通过总结该边坡处治的经验和教训，为类似边坡的处治提供方法和思路。

关键词：半填半挖边坡；稳定性分析；边坡处治；维修加固

0  引言

本边坡所属公路于2006年建成通车，从2012年开始某半填半挖边坡出现多次滑塌，经过多次维修后仍出现滑塌。鉴于此，在2019年对该边坡范围进行了加密勘察，加密地质探孔及土工试验分析，分析其病害产生原因及机理，彻底处治边坡病害，保持边坡稳定及安全。经过本次处治，该边坡至今未发现异常。现将该处治案例作详细介绍。

1  工程概况

该边坡位于某三级公路的半填半挖边坡，桩号范围为K2747+440～K2747+540，长度约100米，路基宽度12.0米，该路段为填挖交界地段，填土厚度大，左侧上边坡为挖方路基（挖方高度为35米，三级坡，坡率1：1~1：1.25），右侧下边坡为高填方路基（填方高度为24米，一级坡，坡率1：1）。该边坡平面图及标准横断面图如下图1和图2所示。

图1  道路平面图及地质探孔分布图            图2  道路标准横断面示意图

本边坡地处丘陵地区，左侧上边坡有常年地下水流向右侧下边坡，排往坡底河流中。本区气候属亚热带温暖潮湿气候，气候温暖，雨量充沛，4～6月潮湿多雨；7～9月炎热干燥，常受热带风暴影响，伴有大雨、暴雨，灾害天气主要为雷暴、水涝、台风等。

历史水毁情况及维修加固情况：2012年经历一次暴雨汛期后，上边坡滑塌，掩埋半幅路面，对上边坡作削坡、清理滑土处理，路侧边沟进行重砌恢复；2015年暴雨汛期后，上边坡再次滑塌，掩埋半幅路面，再次对上边坡作削坡、清理滑土处理，路侧边沟进行加深加大处理，并在边沟底增设了纵向排水盲沟；2017年暴雨汛期后，下边坡路侧位置出现滑塌，引起水泥路面开裂、下沉、坍塌，本次对该路段滑塌下边坡进行回填压实后，右路侧增设了仰斜式路肩挡土墙。2019年遭遇了暴雨汛期后，该路段的下边坡又出现了滑塌，边坡土体滑塌带动外侧仰斜式路肩挡土墙向下滑移，引起路面下沉、坍陷，路面沿纵向开裂、错台，半幅交通已中断，附近紧邻的路肩挡墙出现了开裂、错台严重，并存在继续向下滑塌趋势。

2地质情况

针对该处边坡存在的反复滑塌病害，找出滑塌的原因，彻底处治该边坡病害，保持该边坡的稳定及安全，在2019年出现滑塌后对此路段进行了加密勘察和地质钻孔，并进行了相关的土工试验分析，探孔布置如上图1所示，该边坡地质情况如下：

根据钻探揭露，场地内自上而下地层主要有：第四系填土层、坡残积层及二叠系煤层、砂岩、灰岩等，存在有溶洞、劣质煤层和古滑动面等不良地质情况。各岩土层分布为：①素填土层（Q4ml）；②含粘性土砾砂层（Q4dl）；③-1含砂粉质粘土层（Q4el）；③-2含碎石粉质粘土层（Q4el），该层无摇震反应，韧性差，钻进极快、漏水，系残积成因，推测该层为边坡滑移面或潜在滑移面；④劣质煤层；⑤-1全风化砂岩；⑤-2强风化砂岩；⑥-1中风化灰岩；⑥-2微风化灰岩；⑥a溶洞。

图3  典型地质横剖面图（ZK2-6-10-13剖面）

图4  典型地质纵断面图（ZK1-2-3-4断面）

图5  典型地质纵断面图（ZK12-13-14-15断面）

3病害原因分析及处治方案

病害原因：（1）直接原因：连日暴雨，河水暴涨，坡脚土体受河流冲刷失稳，引发滑塌；（2）根本原因：边坡土体较差，持续暴雨影响，边坡土含水率增加，土体抗剪强度等岩土性能指标减弱，既降低了边坡土的抗剪强度，又增加了土内的剪应力；另外还有地下水的渗流、冲刷，暴雨时下边坡及路基下方均有多处泉眼冒水现象，使边坡土稳定性变差，而且还含有溶洞、薄弱夹层（古滑动面）等不利因素，容易发生边坡滑塌。存在薄弱夹层（古滑动面），边坡有深层滑移的安全隐患。

处治方案：采用抗滑桩加固方案抵抗劣质边坡土体滑移推力，保持边坡稳定和安全。而且抗滑桩加固体系为透水结构，利于边坡地下水和土体藏水及时渗出，保持土工性质稳定。经稳定性计算确定桩径、桩长、间距、入岩深度等关键参数：桩径采用1.8m抗滑桩（C30钢筋混凝土）、桩心距5m，桩间采用1.3m宽×1.4m高的系梁进行整体性连接、桩基入中风化岩层深度不小于5m，桩长28m~35m不等。

抗滑桩穿过薄弱夹层和溶洞层，溶洞内采用套筒围壁浇筑水下砼。

4边坡稳定性分析

取最不利剖面（ZK2-6-10-13剖面）处分析其稳定性，本边坡为半填半挖路基，采用理正岩土计算软件，建立分析模型，C、φ采用饱和快剪指标，暴雨及连续降雨工况下根据土工试验和本地区类似项目进行折减。

为了保证路基的安全性，可适当提高安全系数，根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），公路等级二级及二级以下公路，取正常工况安全系数最大值K=1.25，暴雨工况安全系数最大值K=1.15，采用有限元应力折减法，圆弧自动搜索滑面。

表1  路堑边坡稳定安全系数

（1）未加固状态下边坡稳定性结算结果

未加固前正常工况现状边坡 K=0.985，暴雨工况现状边坡 K=0.671，边坡安全系数不满足《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）的要求，边坡在设计坡率下不能保持稳定，坡体可能出现严重变形、坍塌或其它破坏，对道路安全有严重影响。

图6  未加固状态下岩土围域图        图7  未加固状态下边坡稳定性验算结果

（2）抗滑桩加固状态下边坡稳定性结算结果

抗滑桩加固状态下正常工况现状边坡 K=1.304，暴雨工况现状边坡 K=1.236，边坡安全系数满足《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）的要求，边坡在现状坡率下可以保持稳定，保证道路安全。

图8抗滑桩加固状态下岩土围域图   图9抗滑桩加固状态下边坡稳定性验算结果

5  边坡加固后跟踪检测情况

2019年采用抗滑桩方案进行加固后，对该边坡布设了水平位移和沉降位移监测点，并设置了2个测斜管来监测深层位移，监测数据采集频率为每月1次。通过2019年至今共4年的监测数据分析和评估，未发现该边坡存在位移超限情况，且历经多年暴雨汛期，遭遇连日暴雨等恶劣天气，边坡均未发现滑塌、位移等异常情况，边坡保持了稳定状态，保证了道路营运安全。

6结语

本人全程参与了该半填半挖边坡的处治，认识到了边坡安全和稳定的重要性，边坡安全是事关道路安全运营、避免人民群众财产重大损失的大事，不能忽视。本文提出的加固方案能有效解决边坡稳定性问题，可供类似项目参考。

另外，在参与该边坡的反复维修过程中，也得到了一些经验教训，供同行们参考：

（1）详细的地质勘察和监测检测尤其重要。由于历史原因，早期道路建设期时地质探孔间距较大，未发现该边坡路段存在深厚劣质煤层、溶洞、薄弱夹层等不良地质情况，导致该边坡加固不足。通车后该边坡反复出现滑塌病害，且多次维修后仍未解决问题。最终根据经验加密了该路段的地质探孔和勘察才发现了不良地质情况，找出了病害的根本原因，从而彻底处治边坡病害，保证了边坡的稳定和道路安全运营。从本次边坡的加固经历可以看出，详细地质勘察和相关检测是必要的，这是探明病害原因和掌握病害发展趋势的必要手段，也为后续的加固设计提供真实依据。

（2）有效的边坡治理手段既节约了工程造价，也带来了良好的社会经济效益。本次抗滑桩加固施工采取的是“半幅封闭施工半幅维持交通运营”的交通组织方案，没有花费太多资源去建设改道便路便桥等临时保通措施，既节约了项目成本，也实现了保通目标，不影响道路的正常通行，保障了附近居民及企业的正常交通需求，带来了较好的社会经济效益。

（3）在边坡加固方案的比选阶段，我们比选了旱桥替代方案、抗滑桩加固方案、格梁锚杆加固方案，从方案可行性、工程造价、施工便利性、交通保通保畅、社会影响等多方面考虑，抗滑桩加固方案是最优选择。

参考文献：

[1]  戴奕洲.高边坡加固防护设计分析[J].科技创新与应用,2018(23):87-88.

[2]  王玉平,曾志强,潘树林.边坡稳定性分析方法综述[J].西华大学学报(自然科学版),2012,31(02):101-105.

[3]  党伟华,采用抗滑桩的边坡加固优化设计[J].工程抗震与加固改造,2023,45(2).

[4]  贾鹏飞,某复杂边坡工程中的抗滑桩应用探究[J].工程建设与设计,2023(1).

[5]  JT GD30-2004，公路路基设计规范[S].

Case analysis and summary of the treatment of a half-filled and half-dug slope collapse

Huang Xian Jun1, Su Jinyuan2

(1. Zhongshan Road & Bridge Construction Co., Ltd., Zhongshan, 528400; 2. Guangdong Yuelu Survey and Design Co., Ltd., Guangzhou, 510000)

Abstract: It is particularly important to maintain the cutting slope of roads or municipal roads and maintain the safe operation of roads. In this paper, by introducing the treatment case of a half filling and half excavation slope collapse in the section of a highway maintenance project, according to the detailed survey results and geotechnical test data, the correct rock and soil calculation software is used to analyze the stability of the slope before and after reinforcement, and choose the best slope reinforcement scheme. By summarizing the experience and lessons of the slope treatment, it provides methods and ideas for the treatment of similar slope.

Key words: half-filling and half-digging slope; stability analysis; slope treatment; maintenance and reinforcement

第一作者简介：黄显鋆  1982年，汉族，广东省中山市，路桥工程师，本科，目前在中山市路桥建设有限公司从事公路施工、投资运营、管养等工作。

联系方式：13590832236,1190865@qq.com，广东省中山市东区起湾南道3号竹苑广场3楼，邮编528400