在工程实践中,由于多组结构切割形成的小规模楔形滑坍较为常见,但对于大型的楔形滑坡就比较少见。而如何治理这类楔形滑坡,就应该分析结构面配套后的主滑方向,以及相应的副滑方向,方能针对性的确定合理的处治方案。
该段边坡上覆为厚约1~2m的粉质粘土,下伏强~中风化志留系泥灰岩,产状106°∠30°,坡向约2°,边坡最大开挖高度42m。坡体中节理裂隙发育,贯通度较好,主要产状为5°∠53°,62°∠53°,320°∠71°。
原设计采用边坡坡率1:0.75~1:1,其中一~三级边坡采用锚杆和锚索加固。工程开挖至一级边坡时,坡体左侧冲沟中下部出现反翘和鼓胀现象,并切穿泥灰岩层面。高边坡沿多层泥化夹层向外变形,最大滑出位移达1.5m。高边坡坡口线外70m出现贯通性裂缝,裂缝最大宽度约1.6m,可见深度1.5m。
1)从地质资料中看,该段坡体病害的原因是坡体开挖后形成临空面,与坡体的结构面、层面配套后形成的大型楔形体,在人工开挖形成临空面和地下水作用下形成的滑坡病害,理论主滑方向为45°∠15°,但由于岩体层面相比于岩体结构面贯通度更好,故滑坡的主滑方向为沿泥灰岩软弱夹层层面发生的顺倾滑移方向,并导致侧沟部位出现上翘切层现象。而副滑方向为开挖临空面,沿多层泥化夹层外移的病害。
图5 坡体赤平投影图
2)坡体病害治理,结合区内欠方的土石方调配,对边坡进行适当的大平台设置刷方,从而有利于解决高边坡的应力集中问题,并为后期工程施做提供便利。
3)从病害发生的原因看,不建议采用在开挖边坡上设置预应力锚索为主的工程进行加固。这是因为该楔形体滑坡倾向开挖临空面为副滑方向,如果倾向侧面冲沟的滑坡主滑方向存在一定的变形,是非常不利于锚索的受力机制正常发挥。1)在顺层主滑方向的侧向冲沟坡脚设置高度较大的抗滑桩工程后,对冲沟进行回填压实,并在填方体上部设置改沟工程。这样在确保冲沟排水畅通的基础上,对坡体病害主滑方向达到反压支挡的效果。
图6 顺层主滑方向下部的冲沟部位设置挡墙后进行反压2)倾向人工开挖边坡临空面的滑坡副滑方向病害,加固的重点应是多个似倾角约10°的近水平泥化夹层加固。并考虑到其下滑力较小,故其治理结合高边坡的“固脚强腰、分级治理”原则进行实施。即:①将现设计的一、二级10~12m平台统一调整为8m。且考虑到倾向开挖临空面的似倾角近于水平,故建议在一、二级宽平台部位分别设置长20-30m的微型桩群进行加固,并取消一级边坡坡脚矮墙。②将三级平台由2m调整为5m,有效分割强~中风化结构面,并对三、四、五级边坡采用长锚杆框架进行加固,确保边坡的局部稳定。3)水是本次病害发生的另一主因。故建议在一级边坡坡脚与三级边坡坡脚将设计长20m的仰斜排水孔调整为40m长,且角度适当加大,从而加大较大范围坡体和和挑破多层泥化夹层,有效疏排坡体地下水,提高坡体的自身稳定性。4)考虑到边坡采用一、二级边坡岩体风化程度较低,故在采用钢管桩加固和排水工程设置后,不再在边坡坡面上设置加固工程,而宜采用爬藤绿化防护即可。
该方案针对性强,有效通过地下水的疏排提高了坡体的自身稳定性,利用反压解决了顺层面的主滑问题,利用微型桩解决坡体沿向开挖临空面的副滑移问题,利用微型桩和钢锚管框架解决了高边坡问题。以上处治方案依据合理地质模型设置的工程针对性强,且工程造价更低,工程安全性明显提高。提出后,设计单位采纳后予以调整设计后进行了工程施做。