抗滑樁在南水北調中線工程磁縣段滑坡中的應用

檀書琨 付明軍

南水北調中線工程河北省磁縣所經渠段地質條件復雜，其中膨脹土渠段長度約15.43km，膨脹土開挖卸荷后，裸露邊坡遇強降雨易產生邊坡失穩，依據膨脹土失穩渠段的膨脹土特性、失穩原因，采取了抗滑樁方案對滑坡進行處理，經連續3年的位移監測,變形已趨于穩定，處理效果滿足設計要求。

1. 膨脹土滑坡段設計情況

南水北調中線一期工程總干渠河北省磁縣段總長40.056km，其中膨脹土渠底線以上分布長度15.43km，滑坡段位于總干渠樁號12+880～13+340，處于圓弧段的凸岸，滑坡段前渠道線路走向為NW351°,經過一段直線渠段后左轉 75°，走向 NW276°,圓弧段后接一段直線渠段，滑坡位于該彎道的凸岸段和部分直線段。該渠段橫斷面為挖方斷面，左側挖深約18m，右側挖深11m左右，過水斷面設計邊坡1∶2.0，一級馬道以上邊坡為1∶2.25，二級馬道以上邊坡為1∶2.0，膨脹土渠坡處理采取換填措施，換填粘性土厚度為1.0m，發生滑坡時樁號12+880～13+000開挖至渠底高程，樁號13+000～13+340開挖至一級馬道以下2m左右。

2. 滑坡原因分析

2012年7月底，邯鄲磁縣連續遭受暴雨襲擊,全縣平均降雨量達131.9mm樁號12+880～13+340渠段左坡發生滑坡，滑面呈蠟狀光澤?；麦w主要為棕紅色粘土巖，帶動后緣上部的泥礫，滑坡形狀近似呈扇狀?；谖挥谖髂蟼?，受一組 NE11°＜50°的節理裂隙控制，渠線走向為圓弧形，NW276°～307°,兩者走向交角較小。最北側滑坡后緣位于坡頂處，其他滑坡后緣位于一級馬道附近，前緣為粘土巖與細砂交界部位，向前鼓起。幾處坡面都有不同數量的縱向貫通剪切裂縫，裂縫寬度1～50cm，裂縫深度1～3m?；衙鏋榕蛎浲僚c細砂層界面及粘土巖節理面。

經分析，渠段左坡上部泥礫透水性大，大量雨水下滲，在泥礫下部的弱膨脹巖頂面形成上層滯水，該處存在原生結構面，渠坡開挖又存在臨空面，導致左坡發生滑坡。

3. 滑坡段邊坡穩定復核

3.1 滑帶抗剪強度參數反演

參考《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T0219-2006）， 滑帶力學參數可采用試驗、經驗數據類比與反演相結合的方法確定。由于滑面為原生結構面，現場試驗和室內試驗難度較大，采取反演分析計算滑面的抗剪強度參數，依此作為穩定性分析的依據。根據地質探槽的布置，基本查明了滑面走向、傾向和傾角等要素，按照勘探結果確定地質計算模型，沿主滑方向中部選取地質剖面作為計算典型剖面進行計算，本滑坡為土質滑坡，由于膨脹土存在原生結構面、連降暴雨、前緣邊坡開挖臨空等綜合因素致使前緣失穩?；麦w的成分、結構及性狀復雜，均一性差。反演計算底滑面采用推測的底滑面，安全系數取 0.95～1.00。

由于弱膨脹巖的分布范圍不同，反演分析計算依據擬定的地質模型，分別采用不同的計算簡圖，對于樁號12+880～13+175過水斷面渠坡分布弱膨脹巖的滑坡渠段和樁號13+175～13+340一級馬道以上渠坡分布弱膨脹巖的滑坡渠段分別采用不同的計算簡圖，進行反演分析。

經反演分析，滑面強度綜合取值c=4kPa，φ=10°。

3.2 穩定性計算

本滑坡為土質滑坡，滑體物質由泥礫和弱膨脹巖組成，局部夾粉砂和砂巖層，滑帶以膨脹土原生裂隙為主，滑面呈折線型。相應的計算方法選取折線滑動法（傳遞系數法），

計算公式如下：

邊坡復核計算參數見表3-1。

表3-1 穩定計算參數表

該段勘察地下水位低于滑面，滑坡左岸設置截流溝，滑坡體地水下位主要受降水補給，根據經驗，假定滑坡土體暴雨季節強降水致使水面抬升至推測滑面以上3m。

計算采用折線形滑面，相應穩定系數見表3-2。

表3-2 典型剖面13+290渠段滑坡推力計算結果表

4. 滑坡加固方案

由于本渠段存在原生結構面，依據剩余下滑力，經復核采用一般擋土墻等支擋結構不能滿足要求，需將水平力傳至深部地層。因此，對發生滑動的原生結構面采用抗滑樁進行處理，對抗滑樁前的土體依據膨脹土的膨脹特征，采用換填進行處理，同時采用粘性土換填開口線以外永久占地范圍內地表泥礫，避免雨水入滲對邊坡穩定的影響。

4.1 抗滑樁設計

抗滑樁一般布置于滑坡體厚度較薄、推力較小，且嵌巖段地基強度較高地段?；露蚜ψ饔孟聦儆趬簭潣嫾?。本滑坡屬于土質散體結構,抗滑樁宜布置于一條直線，抗滑樁間距不宜過大，根據邊坡剩余下滑力情況,在邊坡中下部布置抗滑樁,抗滑樁截面1.2m×1.8m,樁間距5m(中對中)。

根據膨脹土的分布，滑坡渠段布置抗滑樁93根，其中樁號12+880～13+175，布置在一級馬道位置，抗滑樁60根，樁長 13m，樁號 13+175～13+340，布置在一級馬道以上邊坡，抗滑樁33根，樁長15m。

4.2 安全監測設計

監測項目包括地表水平位移的監測和深部水平位移的監測。建立地表與深部相結合的綜合立體監測網。共布置5個表面水平位移監測點和2支測斜管。

地表變形監測采用全站儀等測量儀器了解滑坡體水平位移以及變化速率。點位誤差要求不超過±1～5mm，水準測量每公里中誤差小于±1.0～1.5mm?；律畈课灰票O測采用鉆孔傾斜儀了解滑坡深部，特別是滑帶的位移情況，系統總精度不超過±5mm/15m。

5. 結語

滑坡經抗滑樁加固處理后，經過連續3年的變形監測，位移量不大于10mm，且目前位移監測數據已逐漸收斂，變形已趨于穩定，說明采用抗滑樁處理膨脹土滑坡是適宜的。