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【摘 要】本文以该滑坡的勘察成果为基础资料，综合考虑相关影响因素，在确定了工程等级、安全系数和工程布置的前提下，设计了两套方案：抗滑桩支挡方案(方案一)和回填压脚方案(方案二)。方案一以抗滑桩为主导，辅以挡土墙、排水沟工程；方案二以地表及竖井排水联合回填压脚及挡土墙工程措施。回填压脚方案以排水、压脚为主，坡面护砌、水下抛石设计为辅。通过在技术、工程费用、施工条件、治理效果等方面的分析对比，建议优先采用抗滑桩支挡方案。
【关键词】工程等级；安全系数；方案设计；抗滑桩支当；回填压脚；方案比选
1.工程设计的前置条件
1.1工程等级确定
根据《穆棱市福禄乡二期地质灾害防治工程设计技术要求》，依据滑坡危害对象，危害人数及可能的经济损失综合确定地质灾害防治等级为Ⅱ级。
1.2安全系数
按《穆棱市福禄乡二期地质灾害防治工程设计技术要求》《建筑地基设计规范》（GB50007－2002）、《防洪标准》（GB50201-94）等有关规定，设计洪水标准为20年一遇，设计水位按穆棱市水库正常蓄水为175m（吴淞高程）相应的洪水频率在峡口镇的回水位。建筑安全等级按Ⅱ级设计。治理工程安全运行50年标准设计。（1）抗滑工程设计标准：在水库运行静止水位时荷载组合最小安全系数取1.20；在水库运行水位降落时荷载组合最小安全系数取1.15。（2）墙式支挡工程设计标准：抗滑安全系数为1.30；抗倾安全系數为1.60。
2.方案设计
2.1抗滑桩支挡方案设计(方案一)
2.1.1抗滑桩设计
（1）结构计算：抗滑桩按抗弯构件进行设计，所受推力按三角形计算，共设计三种桩型，其中A型抗滑桩10根，B型抗滑桩5根，C型抗滑桩11根。①基本参数。A型桩截面3m×3.5m，桩长：h=30m，其中受荷段h1=20m，锚固段h2=10m；B型桩截面2.5m×3m，桩长：h=24-28m，其中1B型桩受荷段h1=19m,锚固段h2=9m；2B型桩受荷段h1=16m,锚固段h2=8m；C型桩截面2.5m×3m，桩长：h=22m，其中1C型桩受荷段h1=15m,锚固段h2=7m；2C型桩受荷段h1=9m,锚固段h2=6m。②抗滑桩刚度判定。根据A型桩、B型桩、C型桩的变形系数β计算，βh2均大于1.0，因此均按弹性桩进行设计；A型桩、B型桩、C型桩底边界条件：铰支端。③桩体受力计算。桩体受力计算采用“K”法，推力分布采用三角形模式。抗滑桩内力计算结果如下：A型桩最大剪力：Qmax=-22671.2kN；最大弯矩：Mmax=107019kN·m；最大侧应力：σmax=3369.04 kPa；B型桩最大剪力：Qmax=-14985.9kN；最大弯矩：Mmax=79208.14kN·m；最大侧应力：σmax=3315.73kPa；C型桩最大剪力：Qmax=-15225.5kN；最大弯矩：Mmax=64015.26kN·m；最大侧应力：σmax=3279.97kPa。④锚固段深度判断。根据技术要求取岩层产状核算系数KH=0.5，取岩石裂隙及风化的折减系数C=0.3，岩石单轴抗压强度R=σc=30Mpa，A型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax= 3369.043kPa，B型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax=3315.72kPa，C型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax=3279.97kPa，因此，嵌固段满足深度要求。（2）配筋计算：①纵筋计算。抗滑桩按受弯构件考虑，钢筋保护层按100mm计，配3级钢筋（据GB50010—2002）：A型桩。第一级：用36?准36HRB400钢筋时，M11=29144.9kN·m；第二级：用36?准36HRB400钢筋时，M12=29144.9kN·m；第三级：用24?准36HRB400钢筋时，M13=19801.72kN·m。B型桩。第一级：用36?准36HRB400钢筋时，M11=29144.9kN·m；第二级：用33?准36HRB400钢筋时，M12=29144.9kN·m；第三级：用36?准36HRB400钢筋时，M13=29144.9kN·m。②构造钢筋。在A型桩、B型桩两侧各采用9-12?准20HRB400钢筋（构造筋），受压侧采用?准32 HRB400钢筋（架立筋）。③箍筋配筋。A型桩、B型桩及C型桩桩箍筋采用?准18@120、?准18@250。（3）挡土板：挡土板设置深度按照现状水位线以下坡角及塌岸预测综合确定，下置深度为3m-6m。总工作量如下：A型挡土板 延长96m，0.5m×0.35m；B型挡土板 延长140m，0.5m×0.35m；C型挡土板 延长84m，0.5m×0.35m。
2.1.2排水沟工程设计
根据滑坡变形失稳影响因素及滑坡工程地质条件，以“截、排和引导”为原则，布置地表排水工程，截水沟修建在滑体发展边界外5-10m，在复建公路上部坡度较大地段，以拦截斜坡体地表水的汇集，防止对复建公路的冲刷及向坡体的渗入。排水沟充分利用滑坡两侧自然形成的沟谷，利于地表水的尽快排泄；地表排水工程设计降雨标准20年一遇；最大设计流速3m/s。
2.1.3挡土墙设计
（1）挡土墙设计依据：设计依据为《建筑地基基础设计规范》（GB5
0007—2002）以及《挡土墙》（04J008）（中国建筑标准设计研究院出版，2004.8.15）；《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）等。挡土墙的稳定性分析包括：抗滑验算与抗倾覆验算；抗滑验算安全系数取值为：Ks≥1.3；抗倾覆验算安全系数取值为:Kt≥1.6。（2）设计工况：取设计工况为最不利工况，按照暴雨工况进行设计，墙前后处于饱水状态，考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背上的土压力、基底反力和基底摩擦力，土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的剩余下滑力两者中较大值。由于该段坡经稳定性计算Fs=1.63>1.20，处于稳定状态，无剩余推力，因此挡土墙设计土压力取墙背后主动土压力。（3）设计参数：墙后填土的内摩擦角?准=30°；挡土墙墙背与填土之间摩擦角δ=15°；挡土墙基底对地基的摩擦系数μ=0.5。填土天然重度ρ=20KN/m3；填土饱和重度ρ=22KN/m3；浆砌石重度ρ=22.5KN/m3。（4）排水孔设计：挡土墙上设排水孔，根据《室外排水设计规范》（GBJ14—87），沿墙高1m，墙长3m设一个排水孔，排水孔坡降5%。每个排水孔对应的墙后设置卵石堆囊（1m×1m×1m）；挡土墙深入稳定岩层1.00m；挡土墙前墙脚处设置截水沟。 2.2回填压脚方案设计（方案二）
方案二为地表及竖井排水联合回填压脚及挡土墙工程措施。回填压脚方案以排水、压脚为主，布置位置黄海高程136-170m，竖井排水平行滑坡轴线布置，布置竖井3个。由于矿务局滑坡体属土质库岸中I1类，库岸特征为上部稍陡下部平缓，在三峡水库运行后库岸会再造，通过对滑坡体库岸塌岸分析，预测库岸最终再造范围为91m，库岸再造强烈。
2.2.1回填压脚设计
（1）工作布置。针对矿务局滑坡剪出口位置布置回填体，黄海高程129-170m，其中在滑坡体前缘布置堆石棱体压脚，棱体底部高程129-135m左右，顶部高程为147.6m。棱体以上用碎块石或粘土分级进行回填压脚，碎块石或粘土要求分层回填碾压。（2）主要特征参数。回填土体设计物理力学参数值：土方回填料的最优含水率为16.8%，最大干密度为1.71g/cm3。施工中控制的最小干密度为1.71g/cm3×90%=1.54g/cm3，合格干密度下的含水率区间为11%-24%。
堆石棱体顶部平台高程约为147.6m左右，宽3m；内边坡根据开挖地形而定，初步定为1：1，棱体外边坡比1：1.75。
2.2.2坡面护砌
为了确保处理后滑坡体的浅表层稳定，在穆棱市福禄乡水库蓄水位波动区高程135.0～178.0m间采用干砌石护坡，下设碎石垫层，以上有土石裸露部位采用草皮或三维土工网复合植被护坡。
2.2.3水下抛石设计
为防止冲刷，在堆石棱体前部抛石防冲，抛石料采用抗风化能力强、冻融损失率小于1%的新鲜块石；块石尚需满足抗冲稳定的要求，抛石厚度为1.0m。
2.2.4竖井排水设计
水是滑坡失稳的主要影响因素。地下水充满滑体滑面时，稳定系数急剧减低，是滑坡常在雨季，尤其是在暴雨、久雨期间发生的主要原因。采用排水、截水方法消除或减轻水对滑坡的危害，是减少滑动力的常用、比较直观的方式。
沿滑坡轴线平行方向布置3个直径为2m的排水竖井，竖井间距40-60m，在井内竖向每间隔5m向周围打辐射桩排水孔，井间底部用直径为200mm的水平向导引排水连同孔相连并引排至坡外。
2.2.5回填压脚方案稳定分析
为了确保矿务局滑坡回填压脚处理后稳定，对处理后滑坡体必须进行稳定性验算和分析。经过计算表明，河谷为一缓坡形，库水位上升到175m后，滑体被淹没1/3-1/2，竖井排水及回填压脚方案基本满足滑坡整体稳定，计算稳定安全系数均大于允许安全系数值，1-1剖面由于厚度较大，因此在主轴布置竖井排水。
3.方案比选
方案一为抗滑桩联合挡土墙及地表排水工程措施；方案二为回填压脚联合地表及竖井排水、挡土墙工程措施。
两方案相比较结果表明，抗滑桩结构受力明确，加固效果可靠，配筋合理，桩身寿命长，桩孔开挖对滑坡稳定性影响较小，并且挖孔桩可充分利用当地人力，物力，施工方便，永久性用地较少。但地下施工安全度较小。
以回填压脚为主的支挡方案施工简便，首先需要大量的回填碎块石料，通过目前对场地区调查分析，就近找到物源已经十分困难，开发新的料场很困难，还易引发新的地质灾害，并且碎块石料在搬运的过程中会产生较大的灰尘及噪音，对库（河道）产生不良影响。竖井排水造价相对较低，但效果不能保证，地下水平导水管容易堵塞，并且滑體顶部分布有多处民房，不方便多处竖井及水平导水管的施工。另外，库水位上升到175m以后将会淹没1/3-1/2的滑体，所以滑坡体内排水效果不大。
4.结束语
笔者通过对两套较为可行的方案即抗滑桩支挡方案设计(方案一) 和回填压脚方案(方案二)的综合比选，认为宜优先采用抗滑桩支挡方案。
进行比选时，充分考虑了技术、经济、效果、施工难易程度及保证程度等因素，较为客观地为该滑坡治理施工提供了依据。
【关键词】工程等级；安全系数；方案设计；抗滑桩支当；回填压脚；方案比选
1.工程设计的前置条件
1.1工程等级确定
根据《穆棱市福禄乡二期地质灾害防治工程设计技术要求》，依据滑坡危害对象，危害人数及可能的经济损失综合确定地质灾害防治等级为Ⅱ级。
1.2安全系数
按《穆棱市福禄乡二期地质灾害防治工程设计技术要求》《建筑地基设计规范》（GB50007－2002）、《防洪标准》（GB50201-94）等有关规定，设计洪水标准为20年一遇，设计水位按穆棱市水库正常蓄水为175m（吴淞高程）相应的洪水频率在峡口镇的回水位。建筑安全等级按Ⅱ级设计。治理工程安全运行50年标准设计。（1）抗滑工程设计标准：在水库运行静止水位时荷载组合最小安全系数取1.20；在水库运行水位降落时荷载组合最小安全系数取1.15。（2）墙式支挡工程设计标准：抗滑安全系数为1.30；抗倾安全系數为1.60。
2.方案设计
2.1抗滑桩支挡方案设计(方案一)
2.1.1抗滑桩设计
（1）结构计算：抗滑桩按抗弯构件进行设计，所受推力按三角形计算，共设计三种桩型，其中A型抗滑桩10根，B型抗滑桩5根，C型抗滑桩11根。①基本参数。A型桩截面3m×3.5m，桩长：h=30m，其中受荷段h1=20m，锚固段h2=10m；B型桩截面2.5m×3m，桩长：h=24-28m，其中1B型桩受荷段h1=19m,锚固段h2=9m；2B型桩受荷段h1=16m,锚固段h2=8m；C型桩截面2.5m×3m，桩长：h=22m，其中1C型桩受荷段h1=15m,锚固段h2=7m；2C型桩受荷段h1=9m,锚固段h2=6m。②抗滑桩刚度判定。根据A型桩、B型桩、C型桩的变形系数β计算，βh2均大于1.0，因此均按弹性桩进行设计；A型桩、B型桩、C型桩底边界条件：铰支端。③桩体受力计算。桩体受力计算采用“K”法，推力分布采用三角形模式。抗滑桩内力计算结果如下：A型桩最大剪力：Qmax=-22671.2kN；最大弯矩：Mmax=107019kN·m；最大侧应力：σmax=3369.04 kPa；B型桩最大剪力：Qmax=-14985.9kN；最大弯矩：Mmax=79208.14kN·m；最大侧应力：σmax=3315.73kPa；C型桩最大剪力：Qmax=-15225.5kN；最大弯矩：Mmax=64015.26kN·m；最大侧应力：σmax=3279.97kPa。④锚固段深度判断。根据技术要求取岩层产状核算系数KH=0.5，取岩石裂隙及风化的折减系数C=0.3，岩石单轴抗压强度R=σc=30Mpa，A型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax= 3369.043kPa，B型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax=3315.72kPa，C型桩[σH]=KH×C×R=4500kPa>σmax=3279.97kPa，因此，嵌固段满足深度要求。（2）配筋计算：①纵筋计算。抗滑桩按受弯构件考虑，钢筋保护层按100mm计，配3级钢筋（据GB50010—2002）：A型桩。第一级：用36?准36HRB400钢筋时，M11=29144.9kN·m；第二级：用36?准36HRB400钢筋时，M12=29144.9kN·m；第三级：用24?准36HRB400钢筋时，M13=19801.72kN·m。B型桩。第一级：用36?准36HRB400钢筋时，M11=29144.9kN·m；第二级：用33?准36HRB400钢筋时，M12=29144.9kN·m；第三级：用36?准36HRB400钢筋时，M13=29144.9kN·m。②构造钢筋。在A型桩、B型桩两侧各采用9-12?准20HRB400钢筋（构造筋），受压侧采用?准32 HRB400钢筋（架立筋）。③箍筋配筋。A型桩、B型桩及C型桩桩箍筋采用?准18@120、?准18@250。（3）挡土板：挡土板设置深度按照现状水位线以下坡角及塌岸预测综合确定，下置深度为3m-6m。总工作量如下：A型挡土板 延长96m，0.5m×0.35m；B型挡土板 延长140m，0.5m×0.35m；C型挡土板 延长84m，0.5m×0.35m。
2.1.2排水沟工程设计
根据滑坡变形失稳影响因素及滑坡工程地质条件，以“截、排和引导”为原则，布置地表排水工程，截水沟修建在滑体发展边界外5-10m，在复建公路上部坡度较大地段，以拦截斜坡体地表水的汇集，防止对复建公路的冲刷及向坡体的渗入。排水沟充分利用滑坡两侧自然形成的沟谷，利于地表水的尽快排泄；地表排水工程设计降雨标准20年一遇；最大设计流速3m/s。
2.1.3挡土墙设计
（1）挡土墙设计依据：设计依据为《建筑地基基础设计规范》（GB5
0007—2002）以及《挡土墙》（04J008）（中国建筑标准设计研究院出版，2004.8.15）；《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）等。挡土墙的稳定性分析包括：抗滑验算与抗倾覆验算；抗滑验算安全系数取值为：Ks≥1.3；抗倾覆验算安全系数取值为:Kt≥1.6。（2）设计工况：取设计工况为最不利工况，按照暴雨工况进行设计，墙前后处于饱水状态，考虑荷载主要为墙体自重、填土作用于墙背上的土压力、基底反力和基底摩擦力，土压力取墙背后主动土压力和该墙体背后覆盖层的剩余下滑力两者中较大值。由于该段坡经稳定性计算Fs=1.63>1.20，处于稳定状态，无剩余推力，因此挡土墙设计土压力取墙背后主动土压力。（3）设计参数：墙后填土的内摩擦角?准=30°；挡土墙墙背与填土之间摩擦角δ=15°；挡土墙基底对地基的摩擦系数μ=0.5。填土天然重度ρ=20KN/m3；填土饱和重度ρ=22KN/m3；浆砌石重度ρ=22.5KN/m3。（4）排水孔设计：挡土墙上设排水孔，根据《室外排水设计规范》（GBJ14—87），沿墙高1m，墙长3m设一个排水孔，排水孔坡降5%。每个排水孔对应的墙后设置卵石堆囊（1m×1m×1m）；挡土墙深入稳定岩层1.00m；挡土墙前墙脚处设置截水沟。 2.2回填压脚方案设计（方案二）
方案二为地表及竖井排水联合回填压脚及挡土墙工程措施。回填压脚方案以排水、压脚为主，布置位置黄海高程136-170m，竖井排水平行滑坡轴线布置，布置竖井3个。由于矿务局滑坡体属土质库岸中I1类，库岸特征为上部稍陡下部平缓，在三峡水库运行后库岸会再造，通过对滑坡体库岸塌岸分析，预测库岸最终再造范围为91m，库岸再造强烈。
2.2.1回填压脚设计
（1）工作布置。针对矿务局滑坡剪出口位置布置回填体，黄海高程129-170m，其中在滑坡体前缘布置堆石棱体压脚，棱体底部高程129-135m左右，顶部高程为147.6m。棱体以上用碎块石或粘土分级进行回填压脚，碎块石或粘土要求分层回填碾压。（2）主要特征参数。回填土体设计物理力学参数值：土方回填料的最优含水率为16.8%，最大干密度为1.71g/cm3。施工中控制的最小干密度为1.71g/cm3×90%=1.54g/cm3，合格干密度下的含水率区间为11%-24%。
堆石棱体顶部平台高程约为147.6m左右，宽3m；内边坡根据开挖地形而定，初步定为1：1，棱体外边坡比1：1.75。
2.2.2坡面护砌
为了确保处理后滑坡体的浅表层稳定，在穆棱市福禄乡水库蓄水位波动区高程135.0～178.0m间采用干砌石护坡，下设碎石垫层，以上有土石裸露部位采用草皮或三维土工网复合植被护坡。
2.2.3水下抛石设计
为防止冲刷，在堆石棱体前部抛石防冲，抛石料采用抗风化能力强、冻融损失率小于1%的新鲜块石；块石尚需满足抗冲稳定的要求，抛石厚度为1.0m。
2.2.4竖井排水设计
水是滑坡失稳的主要影响因素。地下水充满滑体滑面时，稳定系数急剧减低，是滑坡常在雨季，尤其是在暴雨、久雨期间发生的主要原因。采用排水、截水方法消除或减轻水对滑坡的危害，是减少滑动力的常用、比较直观的方式。
沿滑坡轴线平行方向布置3个直径为2m的排水竖井，竖井间距40-60m，在井内竖向每间隔5m向周围打辐射桩排水孔，井间底部用直径为200mm的水平向导引排水连同孔相连并引排至坡外。
2.2.5回填压脚方案稳定分析
为了确保矿务局滑坡回填压脚处理后稳定，对处理后滑坡体必须进行稳定性验算和分析。经过计算表明，河谷为一缓坡形，库水位上升到175m后，滑体被淹没1/3-1/2，竖井排水及回填压脚方案基本满足滑坡整体稳定，计算稳定安全系数均大于允许安全系数值，1-1剖面由于厚度较大，因此在主轴布置竖井排水。
3.方案比选
方案一为抗滑桩联合挡土墙及地表排水工程措施；方案二为回填压脚联合地表及竖井排水、挡土墙工程措施。
两方案相比较结果表明，抗滑桩结构受力明确，加固效果可靠，配筋合理，桩身寿命长，桩孔开挖对滑坡稳定性影响较小，并且挖孔桩可充分利用当地人力，物力，施工方便，永久性用地较少。但地下施工安全度较小。
以回填压脚为主的支挡方案施工简便，首先需要大量的回填碎块石料，通过目前对场地区调查分析，就近找到物源已经十分困难，开发新的料场很困难，还易引发新的地质灾害，并且碎块石料在搬运的过程中会产生较大的灰尘及噪音，对库（河道）产生不良影响。竖井排水造价相对较低，但效果不能保证，地下水平导水管容易堵塞，并且滑體顶部分布有多处民房，不方便多处竖井及水平导水管的施工。另外，库水位上升到175m以后将会淹没1/3-1/2的滑体，所以滑坡体内排水效果不大。
4.结束语
笔者通过对两套较为可行的方案即抗滑桩支挡方案设计(方案一) 和回填压脚方案(方案二)的综合比选，认为宜优先采用抗滑桩支挡方案。
进行比选时，充分考虑了技术、经济、效果、施工难易程度及保证程度等因素，较为客观地为该滑坡治理施工提供了依据。