瓦东干渠右岸某堤防滑坡成因分析及加固措施

一、概况

瓦东干渠右岸某段堤防等级为4级，右岸桩号右0+070～0+130段60m长新筑堤防迎水坡发生了滑坡。经地质勘查，该处堤基为第四系全新统、上更新统冲积洪积土，勘探范围内地层自上而下依次为淤泥质粘土、轻粉质壤土、砂壤土、中粗砂，表层的淤泥质粘土和轻粉质壤土层厚约4～6m，含水量大，抗剪强度极低。滑坡后迎水侧一面堤顶、堤坡出现了纵向裂缝，经现场实测裂缝宽2～9cm，深1.5～2.5m。滑坡造成了该段堤身断面变形，填身土抗剪强度指标降低，堤防设计断面不足，降水或汛期洪水灌入堤内后将进一步降低堤身土的C、φ值，进而形成更大范围的滑坡，使得堤防失去挡洪能力。因此，必须采取有效措施加固滑坡段堤防，确保工程汛期安全度汛。

二、滑坡成因分析

瓦东干渠右岸为新筑堤防，堤防填筑完成后，右岸约60m范围内堤防迎水侧出现滑坡，滑坡出现后，建设单位立即组织各参建方对滑坡堤段进行了现场勘察。地质勘察资料显示该滑坡段位于两个勘探断面之间，为摸清地质情况，有关单位对滑坡段补充了勘探和测量工作，实测滑坡断面尺寸如图1，工程地质条件如图2。

堤身断面测量资料显示，迎水坡上部坡比约1∶5，堤坡下部至堤脚隆起，现状堤身断面与设计堤身断面差异明显。勘探资料表明滑坡段堤基自上而下依次为淤泥质粘土、轻粉质壤土、砂壤土、中粗砂，试验表明，上层得淤泥质粘土层和轻粉质壤土层含水量较大，压缩性较高，地基承载力低，抗剪强度指标小，特别是第①层淤泥质粘层，孔隙比1.298，抗剪强度极低。滑坡段位于两个地质勘察断面之间，与正常堤段的地质状况明显不一致，属于不良地质段。经走访当地群众得知，该处原为老河道，堤防填筑施工时未彻底清基，初步判断为堤基土天然强度不够导致的堤防滑坡。

为验算滑坡段堤身抗滑稳定性，对堤身设计断面按照补充勘探成果采用河海大学编制的“Autobank7.0程序”进行复核计算。程序的计算方法采取瑞典条分法，堤基土抗剪强度指标采用直接快剪指标，滑坡面收敛计算。从计算结果可知，施工期最危险圆弧滑动面穿过第①层淤泥质粘土层和第②层轻粉质壤土层，抗滑稳定安全系数为0.551，小于规范规定的1.05且小于1.0，对比发现理论计算滑动面与实际滑动面基本拟合。计算过程中还对堤基①、②层土的抗剪强度指标进行变化，发现这两层土的抗剪强度指标对堤身抗滑稳定具有较强的灵敏度。由于该滑坡段位于两个地质钻孔断面之间，设计选用的计算强度指标与实际强度不符。堤基土的含水量较大，抗剪强度低，施工前淤泥质土未彻底清除，施工过程中也没很好地控制堤防填筑速度，使得堤基土不但没有充分固结提高抗剪强度，反而导致堤基土中孔隙水无法及时排出，孔隙水压力增高，抗剪强度进一步降低，随着堤防填筑高度的不断增加，堤坡滑动力越来越大，当堤防达到一定高度时，滑动力大于抗滑力，堤基土发生了剪切破坏而导致堤坡失稳。

三、滑坡处理方案

堤防施工完成后，对于由于软弱堤基而产生的滑坡，处理措施一般可考虑放缓边坡、在堤脚外设置压载、加固堤基等措施。由于该处滑坡所在老河道较窄，若采用放缓边坡的措施，经计算，边坡达1∶8时堤防才能满足抗滑稳定要求，显然该方案也不经济。经综合考虑，设计提出了挖除堤坡滑坡范围内的土层后对堤基采用水泥土粉喷桩进行加固处理的方案，填筑堤坡仍维持与上、下游坡比一致，为1∶3。水泥土粉喷桩直径为0.5m，桩间距为1.4m，梅花型布置，范围自堤脚至堤腰宽8.0m，沿堤线方向长60.0m，桩底高程穿过软弱土层，进入中粗砂层，桩底高程14.0m。对处理后的复合地基采用综合强度指标（C、φ值）进行抗滑稳定计算，抗滑稳定安全系数1.25，大于规范规定的1.05，满足设计要求。该处理方案总投资约15.8万元，方案布置见图3。

图1 滑坡堤防测量断面图

图2 滑坡堤防地质剖面图

图3 堤基处理断面图

该方案的优点是不改变堤防边坡，能够与上、下游协调一致，整体美观，不增加占地，施工技术成熟，经验丰富，可靠性较高，对环境影响不大，高程造价较低。由于本段堤防高度不大，对地基承载力要求不高，不需要对粉喷桩进行单桩承载力和复合地基承载力的试验，仅进行桩身完整性和强度试验即可，施工速度较快。

该方案施工时，应注意临时开挖回填处工作平台，对于这种含水量大于30%的堤基土，施工时必须采用干法施工，施工前应进行桩身强度试验，确定粉喷桩的水泥掺入比，桩基完成后，必须进行桩身完整性检测和桩身强度，以确保加固后的地基为复合地基，满足堤防抗滑需要的抗剪强度指标。

四、结语

通过对瓦东干渠右岸堤防滑坡问题的分析和处理方案的研究可以看出，对于含水量较大的软土堤基，采用水泥土粉喷桩加固软弱堤基能够有效地提高地基的抗剪能力，确保堤坡稳定，从而达到加固堤防边坡的目的，且施工速度快、工程造价相对较低。对于堤防级别不高，填土高度不大，对堤基承载力要求不高，采用水泥土粉喷桩处理软弱地基时，在经验丰富，且地质资料详细准确时，可不进行单桩承载力和复合地基承载力试验，但必须进行桩身强度试验和桩身完整性检测。

另外，堤防工程开工前，应对地质条件复杂或较差的堤段进行地质复勘和加密钻孔，尽量避免因地质资料不详而产生的堤防滑坡等安全隐患。施工过程中发现的软弱堤基应提请参建单位共同研究，提出合理的清基厚度和处理方案，堤防填筑中控制填筑速度。一旦发生堤防滑坡现象，应立即进行现场勘查，分析堤防滑坡原因，根据工程特点，因地制宜，确定经济合理的处理措施■