GEO5某省道应急抢险修复工程设计

使用模块：GEO5土质边坡稳定性分析、微型桩设计

一、项目背景

       某省道K160+800～K160+845段为直线填方路基段，外侧路肩墙高3.0～4.0m高，路面标高660.58～662.84m左右，纵面较平缓，道路外侧坡体为自然状态的单斜坡地形，横坡总体较缓。

       今年5月中旬因遭受连续强降雨，地表水陡增，雨水渗入填土与原生黏性土面（粉质黏土属相对隔水层），导致上部填土层含水量增大，逐渐饱水软化，抗剪强度减小，容重增加等综合作用下产生路基沉降约20cm、路面开裂形成纵向裂缝，裂缝宽约5～10cm，路肩墙向外推移变形，严重影响交通。安全隐患影响较大。该道路为境内主干道，涉及数万人员出行及各种物资运输，影响重大，综合以上因素，该段路基水毁急需抢险治理。

道路现场照片

二、滑坡体特征

       根据本次工程地质测绘、钻探揭露及收集的已有资料，滑坡滑体物质主要由粉质粘土夹块碎石、素填土组成，厚度2.0～6.0m，黄褐色、棕褐色，块石含量不均，一般10～30%，粒径一般 0.10～0.50m，粘土呈软塑～可塑状，透水性较差。

       滑带土位于土层内部，埋深3.1m；滑带土主要为粘土，黄褐色，软塑状，含约10%的角砾、碎石，角砾粒径一般5～20mm，角砾呈次棱角状，无定向排列，滑带土受挤压、搓揉明显。

       滑床物质为坡洪积（Q₄^dl+pl）黄褐色粉质粘土，粉质粘土呈可塑~硬塑状，滑床形态纵向上呈折线型，与地表形态相近。

       滑体中地下水主要为松散岩类孔隙水，其地下水主要为大气降雨补给，具就地补给就近排泄，径流距离较短的特点。因滑坡体位于斜坡地段，地下水赋存条件差，排泄条件好，勘察期间对施工钻孔进行的水文地质观测及抽水试验成果，滑坡路段地下水较贫乏。

滑带土取芯照片

       该段上部为原道路修建时堆积填土，厚度约1～5.5m，下部为可塑～硬塑状粉质黏土，黄褐色，含少量碎石角砾，厚度约2.0～30.0m，下伏基岩为二叠系中统龙潭、大隆并组的页岩、灰岩，岩体较破碎，附近较远处基岩测得实际产状，倾向为328°，倾角12°；斜坡主要为填土、粉质黏土，以荒地、林地相间，局部旱地。植被总体较发育。近10年岸坡总体较稳定，未有大范围岸坡滑移现象，以局部下沉变形迹象为主。

三、滑坡稳定性分析

（1）定性分析

       滑坡的形成，是由其地形地貌、地层岩性、水及人类工程活动的共同作用的结果：厚度较大的第四系坡洪积土的存在，为滑坡的形成提供了物质基础。据已有钻探资料揭示，在滑坡区域内，坡洪积土厚一般4.0～30.0m，为滑坡层产生不同程度的变形；水的作用，是滑坡形成的激发因素，区域内降雨量大并集中，多为大、暴雨，雨水的下渗，不但降低土体的抗剪强度，还提高滑体重量，产生动水压力等，为滑坡产生变形提了有利条件。

       滑坡所的形成提供丰富的物质来源；软弱结构面的存在为滑坡的形成提供了良好的地质环境，便于形成滑动面，由于土体本身强度的降低，形成软弱结构面，这样接触面倾角适宜的条件下，使土体产生足够的下滑分力；滑坡体位处斜坡地段，地面坡角与滑面坡度基本一致，坡度角一般为10～22°，地形坡度条件为滑坡形成与位移提供了临空面，大气降水对滑体进行冲刷、侵蚀、饱和软化，使滑坡堆积处位置地形坡角较大，滑坡临空条件较好，为滑坡的形成及发生创造了有利的工程地质条件。汛期雨水较多，滑坡持续受大雨、暴雨影响，造成滑体物质力学性质降低，导致坡体中前部局部出现滑移、外挤迹象。若遇暴雨或持续降雨影响，该滑坡有可能在坡体中部、后部出现滑移破坏，并且有可能进一步加剧变形，发展为滑体发生整体下滑。目前该滑坡处于欠稳定状态。

（2）滑动面参数确定

       滑坡滑面参数的综合确定:综合考虑滑坡体性质（成分及覆盖层厚度）、滑面的工程物理特性、同类工程经验类比、反演分析成果及相关规范，确定本滑坡滑动面的抗剪设计参数为：C=14.2kPa（12.5 kPa），Φ=9.0°（8.5°）。

滑坡设计计算参数见下表：

（3）定量计算

       本次稳定性计算采用GEO5软件。工况分为工况一、自重（天然状态），工况二、自重+暴雨（饱和状态）。安全系数根据《公路路基设计规范》（JGT D30-2015）第7.2.2条第1款有关规定，计算时安全系数分别为：

       工况一、自重（天然状态）下，安全系数取1.25；

       工况二、自重+暴雨（饱和状态）下，安全系数取1.15。

       稳定性计算考虑2种工况：一、自重+天然状态；二、自重+饱水状态；对现有滑坡稳定性进行计算，计算方法采用折线法（不平衡推力法隐式），结算结果汇总如下：

四、滑坡治理设计

       在本设计中，首先对治理方案的技术合理性、施工的可行性和经济三个方面综合考虑。同时，着重考虑施工安全、工期的因素，从而选择最快捷的治理方案。结合本道路的特殊性及实际情况，对该滑坡进行综合治理。尽早完成道路施工为基本，其次为持久型治理设计，其目的在于确保以后该道路在长期运行的安全，同时消除滑坡对道路的安全隐患。两部分相辅相成，共同作用达到缩短工期、节约成本的目的。

       综合考虑现场地形、地质及环境条件，其设计治理方案为：对既有滑坡体采用道路中线附近钢管桩注浆加固+外侧钢管桩地梁+挡墙恢复路基+道路中线内侧钻孔注浆加固+仰斜式排水孔+综合截排水措施，其它为路面恢复、综合交安。

       本次设计方案验算是基于勘察成果所提供的岩土参数进行支挡后的稳定性计算，计算考虑2种工况：一、支挡+自重+天然状态；二、支挡+自重+饱水状态，计算方法采用折线法（不平衡推力法隐式），结算结果汇总如下：

五、总结

       本项目属于道路应急抢险修复工程。现场发现异常情况后，通过勘察了解场地地质构造及滑带土性质，从定性和定量角度分析了道路边坡的稳定性，从应急抢险角度出发，制定了钢管桩加挡墙的联合支挡形式。

       本项目利用GEO5软件进行分析和验算，在场地评价和支护结构设计方面都起到了技术支撑作用，为设计方案提供了依据，最终方案已指导现场顺利施工。

现场施工照片