滑坡处治范文

2024-05-14

滑坡处治范文（精选8篇）

滑坡处治第1篇

1.1 滑坡概况

受灾杆塔位于低山山脊上, 山脊处坡度较缓, 山脊两侧斜坡地形相对较陡, 自然坡度在30~35°之间。因持续强降水, 现该塔大号侧山体出现一定规模的滑坡。滑坡体宽度最大约20m, 长度约40m, 滑坡后缘距离山顶约20m, 靠近塔位侧的滑坡周界距离塔腿的最小距离约1m, 部分滑坡体顺山坡已冲泄至山坡底部, 冲泄影响长度超过100m。

1.2 地层岩性

塔位及滑坡地段的地层为第四系残积、坡积而成的碎石土和粘性土, 下伏基岩为泥质砂岩。其中, 塔腿所在山脊区域基岩出露。地层自上而下为:

(1) 碎石土:灰褐色, 湿, 松散~稍密, 碎石成分为泥质砂岩, 棱角状, 粒径20~80mm, 存在粘性土充填, 局部粘性土含量较多, 表现为含碎石粉质粘土。该层主要分布在冲沟地段, 层厚一般为1.0~2.5m。

(2) 1泥质砂岩:灰黄色, 全风化, 岩体较破碎, 岩质较软, 泥质胶结, 可捏碎为砂土状。该层在塔位所在区域均有分布, 层厚差异较大, 一般厚度为0.5~1.5m。

(2) 2泥质砂岩:灰黄色, 强~中等风化, 岩体为薄层~中层状, 泥质胶结。节理裂隙较发育, 局部地段岩体较破碎。该层在塔位所在区域均有分布, 层厚大于10.0m。

1.3 水文地质条件

场地内地下水类型为上层滞水, 主要受大气降水补给, 通过地下径流向地势低洼处排泄。地下水含量受季节影响较大, 雨季时地下水含量相对较多。

2 滑坡稳定性分析评价

2.1 滑坡原因分析

滑坡区域原始地貌为山脊间小型冲沟, 原始地形较陡, 具有一定的汇水条件。由于杆塔遭遇罕见的连续强降雨天气, 在极端暴雨工况下, 降水不断入渗至斜坡表面的覆盖层内, 从而增加了覆盖层岩土体的重度, 同时地下水在覆盖层与强风化砂岩的分界面附近汇集, 从而导致该区域的岩土体由于雨水浸泡而发生软化, 抗剪强度降低, 构成一软弱层面, 覆盖层的岩土体在自重作用下向下滑移, 覆盖层与强风化泥质砂岩的分界面成为主滑面。因此, 判定该滑坡属于浅表层堆积体的推移式滑坡[1]。

2.2 滑坡现状稳定性评价

本次滑坡属于浅表层覆盖层岩土体滑塌, 滑坡后缘和滑坡周界较为明显, 整体轮廓呈U形。滑坡侧壁较陡, 滑体厚度约2.0~2.5m。滑体在雨水作用下已被搬运至山坡下部及坡脚区域。在滑坡后缘区域形成一临空面, 该临空面高度约2.0m, 坡度较陡, 由于卸荷后失去支撑, 滑坡后缘上方的岩土体存在继续下滑的可能, 如该区域岩土体继续下滑, 将可能带动原始滑坡边界扩大, 并扩大至塔腿所在位置。

现状条件下的滑坡侧壁距离塔腿较近, 且塔腿附近已出现裂缝, 由于滑坡侧壁相对较陡, 构成潜在的不稳定临空面, 在自重和雨水作用下均存在滑塌的可能。

该滑坡边界上方和两侧的岩土体仍存在继续滑塌的可能, 在暴雨等不利工况下, 滑坡范围将继续向外侧周边扩大, 牵引周边岩土体继续发生滑塌。

3、滑坡对塔位安全的分析

根据杆塔基础明细表, 该塔B腿采用桩基础, 桩长9.0m, A、C和D腿均采用掏挖基础, 埋深4.0m。

滑坡位于塔位的大号侧, 靠近塔位侧的滑坡周界距离B腿的最小距离约1m, B腿立柱边缘已出现裂缝, C腿距离滑坡周界的最小距离仅3m左右, B腿和C腿基础保护范围内的部分地基土已随滑坡体滑移至坡下, 滑坡周界附近的岩土体已有松动迹象, B、C腿外侧的岩土体已无法满足基础保护范围的要求。但考虑到B腿采用桩基础, 埋深较大, 且桩端已进入强~中风化泥质砂岩中, C腿虽采用掏挖基础, 其基底也已嵌入强~中风化泥质砂岩中, 而目前滑坡主要发生在覆盖层与强风化泥质砂岩的分界面上, 在现状条件下, 塔位发生整体失稳的可能性较小。

但是, 由于滑坡周界已产生一定高度的临空面, 其附近部分塔腿地基土已有裂缝产生, 且近期降水仍将持续, 滑坡有进一步扩大的可能性, 将进一步威胁杆塔基础的安全。因此, 需要对滑坡进行处治设计。

4、滑坡处治措施

4.1 应急处治措施

考虑到强降水仍将持续, 为保证杆塔期间安全, 采取了以下措施对杆塔进行应急保护:

(1) 采用防雨布覆盖B腿和C腿附近的山体, 防止雨水进一步渗入地基土, 滑坡后缘覆盖至外侧5m, 小号侧覆盖至山脊分水岭, 防雨布需牢固固定在坡面上。

(2) 对B腿和C腿进行变形监测, 监控其变形发展情况, 如发现异常变形情况及时预警。

4.2 永久处理措施

根据本次滑坡机理及特点, 结合常用的滑坡治理措施[3,4], 采取的永久处治措施如下。

(1) 塔腿基础保护范围恢复

由于现状条件下, B、C腿外侧的岩土体无法满足基础保护范围的要求, 需要进行原始地形恢复工作, 将已滑塌的岩土体进行回填压实。回填的岩土体进行支挡, 由于现场地形相对较陡, 结合地层条件, 采用桩板墙方案。在B、C腿外侧一定范围外设置抗滑桩, 抗滑桩需嵌固至下部稳定地层中, 并出露地表一定高度, 在桩间设置挡土板, 挡土板后进行土方回填, 采用级配良好的碎石土回填。

(2) 滑坡后缘支挡

滑坡后缘处上方岩土体存在临空面, 后缘上方岩土体存在继续下滑的可能, 如滑塌范围扩大, 将可能影响到塔腿的安全稳定, 因此, 为防止后缘岩土体继续下滑, 对后缘岩土体设置桩板墙进行支挡。

(3) 植被绿化护坡

本次滑坡范围内地表植被已完全破坏, 为减少坡面雨水冲刷对斜坡表面的不利影响, 并考虑水土保持要求, 对滑坡区域进行植被绿化护坡, 栽种易生根的低矮灌木。

5 结论

通过实例分析, 本文提供一套处理受滑坡影响的线路杆塔解决思路:首先应掌握滑坡的范围、塔位的地质环境条件和杆塔基础方案基本信息, 再通过详细的专项勘察, 对滑坡产生原因和机理有较准确判断, 进而评价滑坡现状的稳定性以及对杆塔安全的影响, 最后根据滑坡分析结论采取有针对性的处治措施。

摘要：以某运行线路杆塔滑坡处治工程为例, 介绍了滑坡的概况和地质环境条件, 分析了滑坡产生的原因和现状稳定性, 评价了滑坡对杆塔安全的影响, 提出了滑坡处治措施, 为处理类似工程问题提供有益的经验和参考。

关键词：线路杆塔,滑坡,稳定性,处治

参考文献

预应力锚索在滑坡处治中的应用第2篇

关键词：预应力锚索；抗滑桩；滑坡；边坡加固

引言

近年来，随着我国基础设施建设的不断加强和城镇上山的建设要求，以滑坡为主要形式的地质自然灾害给人们的工程建设造成了很大的影响。预应力锚索作为治理滑坡的有效方法，其应用效果关系着整个滑坡体系的稳定性和安全性。预应力锚索是一种主动抗滑结构，可以有效利用坡面实现锚固结构的传递，从而达到加固和抗滑的目的。

1滑坡现状分析

相关资料表明，目前国内外的滑坡工程治理主要采用有两种进行治理，其中一种是通过直接措施治理，即采取具有防止滑坡运动的构筑物来组织滑坡体的运动。另一种是通过间接治理措施来消除滑坡，其主要通过分析滑坡工程的影响因素，减少相关因素对滑坡体的影响，使其时刻保持平衡状态，从而达到防止滑坡的目的。我国对滑坡等地质灾害的兴起是从五十年代开始，和国外相比起步较晚，根据我国当前的地质类型和环境类型，在滑坡的治理上通常分为排水、减重、措施反压以及支挡和绕避等方法。

2滑坡失稳成因分析

造成滑坡现象发生的因素有很多，在分类上主要可以分为两个方面，其一是造成岩质边层失稳的因素，另一个是造成土质边坡失稳的因素。其中包含了地层的自重以及强度、边坡的内部应力以及外力等，当应力作用到边坡表层时，会出现变化荷载和永久荷载，对地层造成振动冲击和温度变化从而导致滑坡现象出现。

2.1造成岩质边坡失稳的因素

岩质的稳定性受到的影响因素十分复杂，通常分为内部因素和外部因素内部因素通常有岩性和地层的变化，地质构造的变化、地形地貌的变化以及岩体结构的变化，此外水的作用也是一个重要的内部因素，外部因素主要有人为因素的破坏，人为因素的破坏主要表现在临空卸荷效应、开挖效应以及边坡几何效应。对土质边坡稳定性的内在因素有开挖边坡的内部应力、岩土体的性质以及其内部构造，通常情况下，是有岩土的内部构造和纹理造成的内部失稳较多，外在因素也包含了風化、地震以及其他效应。

3预应力锚索加固

预应力锚索是治理滑坡的重要手段和方法，是治理过程中采取的一种主动抗滑设置，采用地质自身的强度来对岩体和边坡进行加固，当锚索承受到压力厚，通过坡面将荷载传递给结构坡面，从而实现抗滑加固的作用。采用预应力加固有很多优点，最主要的是可以保证原有边坡不受破坏，同时造价较低，因此其应用也比较广泛。

3.1预应力锚索的设计

预应力锚索通常有多根钢绞线组成，其中包括了自由段和锚固段，自由端可以自由地弹性延伸，将锚固力从锚固段传递到桩身，然后传递到岩层。钢绞线通常采用较为松弛的钢绞线，例如270的抗压强度为1960MPa，290的抗压强度为2000MPa，综合考虑钢绞线的防腐，通常采用无粘结钢绞线。锚具的中包含了锚头和锚定板，当前国内通常使用的锚具有HVM、QM以及OVM几种。

常用的锚索可以分为全长粘结预应力锚索和无粘结锚索，前者主要通过钻孔进行注浆、然后实现粘结，通常适用于基坑边坡的防护和支撑。后者通常会在锚索的表面涂上防腐材料，如黄油等让后用PVC管套住，张拉后采用砂浆将其固结，形成与绞线隔开的锚索。

3.2预应力锚索锚固力的确定

在研究预应力锚受力时发现，锚索的受力方向沿边坡方向，依据极限平衡原理可以发现岩体边坡的稳定性系数Fx=抗滑力/下滑力=.

由此可以求出坡体需要锚固的临界锚固力为T={W（sinT[Fx]-cosTfgh）+U1tgh+U2（cos（T+U）[Fx]+sin（T+U）tgh。式中C及h表示为岩体内部的凝聚力和内部摩擦角，W为滑坡坡体的质量，L为滑坡面的长度，P为滑坡体的锚固力，T为滑动面倾角，U为锚索与水平面的夹角。

3.3预应力锚索应用中需要注意的问题

预应力锚索在实际应用过程中需要按照一定的施工工序进行施工，施工质量将直接决定锚索的防滑坡效果。一般情况下，锚索的施工顺序包含有锚索造孔、锚索的制作及安装、锚固段灌浆、锚墩浇筑以及锚索的张拉以及自由段的注浆和外锚头的保护几个环节。在锚索造孔中，需要保证其孔径不小于设计值，倾角负荷实际规范，锚孔的直径要大于锚杆40mm以上，孔位偏差不得大于10cm。锚固段浇筑时应避免锚索在孔内停留时间过长，以免锚索发生锈蚀，锚固段注浆的压力应按照实际要求进行，通常控制在0.3～0.5MPa。锚索的张拉是锚索应用中的一个重要的环节，锚索的张拉的误差要控制在-5%～+10%，当超出范围时，需要重新张拉。

4结语

预应力锚索的应用将会随着技术的不断成熟而得到快速扩充，其锚固系统也将随着技术的不断成熟而更加便捷，本文分析了锚索在应用过程中需要注意的问题，欠缺力学设计上的研究，结合相关力学的应用，锚索应用的可控性将大大提高。

参考文献

[1] 徐鸿彪.折线形滑坡的预应力锚索设计方法[J].e

[2] 吴茂明，阮含婷，刘鹭.预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用[J].岩土工程学报，2010，21（增1）：324-326.

[3] 李小青，徐俊，张伟，等.预应力锚索在滑坡治理中的应用研究[J].华中科技大学学报（城市科学版），2004，12：20-23.

[4] 詹筱霞，罗罡.预应力锚索在坝基抗滑稳定中的应用研究[J].江西理工大学学报，2014，35（01）：54-60.

[5] 杨智.预应力锚索抗滑桩在治理公路滑坡中的应用[D].广州.中南大学.2011.

略论河道滑坡的成因及预防处治方法第3篇

1 滑坡的成因剖析

渗流的原因。平原河网河流堤防工程年夜部门为群众性工程.堤身斗劲亏弱, 排水设备, 回填土料的质量难以保证, 这部分土料是回填土料为淤泥质堆积的, 这部分土料持久处在浸水饱和状况。强度弱而自重较大, 其下滑力较其它土质差。当退水时, 因为淤泥质粘土的渗入力, 而退水后原堤防临水侧的阻滑压力在削减。所以当断水清淤时, 堤身内的渗流力和自重等主滑动力不竭增添, 而阻滑水压力在削减, 一旦堤身强度不够就易引起渗流失稳。

清淤过甚的原因。河流清淤断面尺寸由防洪规划和不变剖析确定, 一旦确定下来就不能随意改变, 但在现实操作中很难做到, 这是因为:a.因为清淤一般由机械操作, 加上其对象是粘土, 在施工中要完全按设计进行几乎是不成能, 所以断面尺寸很难节制。b.若是河床中的土质较亏弱虚弱为淤泥质土或者垃圾沉积物等, 在机械器具的扰动和高压水力泵枪的冲刷下会带动周边土体的塌方和淤土壤的流动。若是在不变中起阻滑浸染的部分被挖, 造成堤身平安不变系数下降, 就可能导致失踪稳。

施工附加外力浸染的原因。当施工机械抓斗放下时堤前水位瞬时壅高。发生水浪波, 强粘液的水体动力冲击河道自身, 当抓斗沉到水下后, 水回落, 堤身受到负压的拖吸力浸染, 当抓起淤泥时, 抓斗外侧和河床淤泥之间短时发生“真空”区, 此时土体受到负压的拖吸力浸染, 同时受一股强粘夜的水流来填充, 发生强粘液的冲击力冲刷力冲刷淤泥;当抓斗分开水面时, 又发生强粘液的拖吸力。在每抓一斗淤泥的过程, 水位凹凸相差有时达1m, 此时堤身除受到较强粘液的自动土压力浸染外, 还要受到水浪的冲击动力及水位回削发生的拖吸力;水下的淤泥受到水力的冲刷和拖吸吸力等, 在这些力的综合浸染下, 若是墙身或上体强度不够, 就可能发生失踪稳现象, 进而发生滑坡现象。

2 滑坡的预防方法

清淤工程滑坡的发生一般是内外身分浸染的堤段, 只要及早预防, 采取恰当、正确的方法, 消弭滑坡发生的外在身分, 河堤滑坡是可以防止的。好比在地质钻探、设计阶段、施工前和施工中增强察看剖析能够实时地发现问题。按照现实情形实时改变施工体例和施工机械等, 都是防止滑坡的有效方法, 具体特例有:

选择合理的疏浚断面。因为疏浚断面的设计忽略, 施工时造成的滑坡现象较通俗。在设计时应注重以下几点:

要按照土质、沿岸建筑物和堤防不变情形分段进行设计。对于堤脚埋深较浅的, 要采纳修缓河岸边坡体例或以留平台和提高平台高程的体例。对于亏弱虚弱基本或遇古河流地段, 要考虑基本加固方法, 将河床的比坡由1:3放缓至1:5摆布, 以保证边坡自己的平安。

设计的尺度断面, 经由过程不变剖析确定后, 还要充实考虑施工中可能发生的超挖情形, 要采用规范许可的超宽、超深值进行校核。

施工前要对照设计资料深入工地实地踏查, 按照实地情形和机械设备及施工手艺做出具体施工组织设计, 对存在问题提早做出处治预案, 对亏弱虚弱地基本要采纳机械带水作业, 施工时要节制开挖的速度和施工挨次, 严格节制超挖的数值。将常规的先掏槽后扩坡的施工方式改为由上而下, 按梯形断面开挖。对河面较窄, 基本土质较好或滑坡后发生影响不大的地段, 可以采用断水作业, 操作水力机组冲填与人工开挖相结合施工, 这种施工清淤较彻底。

施工中要注重现场察看。实时发现堤面开裂、沉陷变形、土质转变情形, 作出响应的应急方法。

施工弃土实时远运, 不能堆放在沿岸。一是防止雨天淤泥回淤, 二是防止堤防在淤泥的堆压下发生滑坡。外运确实有坚苦的做好围堰集中堆放, 而围堰离河岸连结必然的距离。围堰内的积水要按照疏浚施工规范的要求经由过程明沟或阴沟实时排放人河, 防止积水经由地表裂痕渗入地下河。

3 滑坡处治方法

滑坡的处治方法一般分为两个阶段:一是节制防止滑坡的继续扩展延长阶段;二是在滑体达到不变后修复阶段。

应急处治方法:

提高水位不变滑体。水位提高后将降低渗流的出口比降和堤身的浸润线, 达到降低渗流的破损能力, 提高后水位还可以增添堤前的阻水压力, 减少堤身浸染。这种施工方法适用于断水作业。

上卸下加法。上卸即削减滑体的滑动力, 将发生滑动力的滑动体开挖削坡, 放缓边坡。下加指在阻滑体部门 (一般在堤脚处) 抛石增添压力, 以达到阻滑力增添。

封锁裂痕。发生滑坡后, 坝面将发生一组纵横向的裂痕, 这些裂痕都是发生滑体时土体之间发生拉应力式互相挤压应力开裂而成。要就近取材 (粘土或薄膜材料等) , 实时封锁裂痕, 以防渗水形成集中渗漏发生冲刷破损或加宽裂痕, 再次沿裂痕发生滑动或塌落。

在现实工作中以上几种体例很少单独使用, 要按照现实情形组合选用, 以达到节制滑体的延长和成长。

挖除围填法。堤脚开挖过基, 堤身填筑质量欠好等发生浅层滑坡的, 一般开挖工程量不是很大。这类滑坡应优先考虑将滑动体全数挖除, 从头回填还坡。首先查明滑坡体的上下口切确位置, 划定处治规模, 全数挖除滑体。挖除应从上边缘起头, 逐级开挖, 每级高度20cm, 沿着滑动面挖成锯齿形。在每一级深度应1次挖到位, 每级高度<1m摆布, 而且必需一向挖至滑动面以外未滑动土中0.5~1.0m, 以便保证回填新老土的精密连接。

削坡填筑法。削坡填筑法是处治渗层滑坡的最常用方法。深层滑坡往往滑体的出口在水下边坡或者河底, 滑体土方量较大, 全数开挖滑动体有必然难度, 开挖附加的外力浸染还有可能发生滑动。处治这些滑体采纳堤顶开挖削坡。堤前抛石加压施工方法是有必要的, 首先查明滑坡体的上下口切确位置, 划定处治规模。挖除部门滑动体, 开挖体例, 依次同上。开挖不应采用推土机、挖掘机等重型吨位机械, 最好采纳先抛石后开挖。

打桩处治。合用于土质堤岸或者河流较窄, 不能采用填压法或留平台方法处治的河段, 主要是打桩增强基本承载力和抗滑力。这种处治施工方法的要求是;

打桩采用松木桩或者预制混土壤柱桩, 桩长应足贯通滑动面3m深以上, 方能达到阻滑浸染。在具体的打桩作业过程中, 打桩对于河堤的侵扰较小, 一般可直接进行, 但这种操作受河堤作业面影响较大。

桩排数和条数按照抗滑和承载力计较确定。

对于抗滑桩桩之间采用混土壤粱拉结配合受力, 对于承载为主的桩要设置混土壤承台让桩配合承受负重。

结束语

高寒阴湿红泥岩地区滑坡处治的研究第4篇

研究段滑坡YK128+850~YK129+170路线位于中低山侵蚀沟谷区。路线位于甘净沟, 主沟甘净沟下切侵蚀强烈, 沟谷相对较窄, 中段以上呈“V”字形。冲沟发育, 冲沟可见常年流水, 植被发育。两侧坡积体一般厚约2 m~4 m, 均垦为农田, 阴坡坡积土层较阳坡厚, 多条坡面冲沟季节性流水, 土体含水量较大, 甘净沟沟底可见白垩系 (K) 紫红色泥岩、砂岩出露。

该滑塌后壁、剪出口较明显, 自然坡度较缓, 约15°, 开挖前坡体处于稳定状态。滑塌体主要为白垩系泥岩砂岩, 上部覆盖第四系粉质粘土, 土体多呈可塑~硬塑, 土体潮湿, 含水量较大。滑面主要为砂岩泥岩互层中的薄层泥岩夹层, 前缘深入到泥岩强风化层。本段以路堑式通过, 滑塌主滑轴线与路线直交。

该段斜坡在天然状态下整体处于稳定状态, 目前随着路堑开挖施工, 路基右侧边坡进入变形的发展期, 转入欠稳定状态, 在施工扰动及降雨入渗等条件下将进一步变形, 引起边坡整体滑移失稳。

2 滑坡成因分析

研究区在甘肃公路自然区划及环境参数研究报告中, 属于滑坡高发生、发育区。晚第三纪以来的新构造运动奠定了现代地貌轮廓的构造运动, 与老构造有着密切的联系。研究区处于新构造运动强烈的陇西旋卷构造体系边缘, 白垩系、第三系红层软岩中褶皱、断裂构造也较为发育。陇西黄土高原的基底地层主要由白垩系、第三系等红层软岩组成, 在起伏的古地形基础上披覆式堆积了第四系厚层黄土。绝大多数地区为黄土梁峁及沟壑组成的黄土丘陵地貌, 一般海拔在1 200 m~2 300 m之间, 高差约为100 m~500 m, 切割深度较大, 后经流水的长期侵蚀切割, 使得地形支离破碎、沟壑纵横交错, 水土流失严重, 为滑坡等地质灾害的发育提供了有利地形条件。

研究区内的黄土接触面滑坡一般发育在黄土丘陵坡度10°~20°的黄土斜坡上, 由于风成马兰黄土多以披覆形式沉积在由第三系、白垩系等泥质岩类组成的高低起伏的古地形之上, 上部黄土的渗透性较好, 下部泥质岩类为渗透性较差的隔水层, 从而构造成“双层异质”斜坡结构, 其接触面的低洼部位易汇集地下水, 使黄土底部接触面一带岩土长期处于过湿软塑~饱和状态, 成为滑坡发育的软弱结构面。在降水等外因条件下沿接触面形成黄土—泥岩滑坡。多为中层牵引式滑坡, 此类滑坡常发生在雨季和丰水年, 特别是连阴雨较多的情况下, 雨水渗透进入岩土体节理、裂隙, 使斜坡岩土体重量增大, 构造面软化, 粘聚力降低, 在自身作用下发生滑坡。

3 滑坡治理计算分析

3.1 设计荷载及设计标准

3.1.1 设计荷载组合

按JGJ D30—2004公路路基设计规范的相关规定, 剩余下滑力按以下两种工况考虑:

工况一:天然工况;工况二:连续降雨 (暴雨) +地震。

3.1.2 设计标准

按JGJ D30—2004公路路基设计规范第7.2.2条规定, 综合考虑各影响因素后, 滑坡稳定性验算工况一条件下, 滑坡稳定安全系数取K=1.20, 工况二 (连续降雨+地震) 条件下, 滑坡稳定安全系数取K=1.1。

3.2 剩余下滑力计算

剩余下滑推力计算采用JTG D30—2004公路路基设计规范推荐的折线形滑面传递系数法推力计算, 公式如下:

其中, Ti, Ti-1分别为第i和i-1滑块剩余下滑力, k N/m;FS为稳定安全系数;Wi为第i滑块的自重力, k N/m;αi, αi-1分别为第i和i-1滑块对应滑面的倾角, (°) ;φi为第i滑块滑面的内摩擦角, (°) ;ci为第i滑块滑面的粘聚力, k N/m;Li为第i滑块的滑面长度, m;ψi为传递系数。

3.2.1 参数选取

根据滑塌体地貌形态、同类工程经验, 结合滑塌体目前稳定状况的反分析, 滑塌体粉质粘土天然状态下γ值取18 k N/m3, 饱和状态下γ值取20.5 k N/m3, 由于该层均处于拉裂带, 可不考虑该层抗滑作用。滑面泥岩夹层γ值取21.8 k N/m3, c值取6 k Pa, φ值为12°。滑塌体泥岩夹层γ值取21.8 k N/m3, c值取20 k Pa, φ值为15°, 砂岩夹层γ值取22.3 k N/m3, c值取20 k Pa, φ值为15°。各断面设计布置图见图1~图3。

3.2.2 剩余下滑推力计算

在现有路线设计条件下, 对滑塌体削方减载, 按折线形传递系数法对各计算断面分别按工况Ⅰ (天然) 和工况Ⅱ (暴雨+地震工况) 进行稳定性计算分析, 各典型断面不同工况下剩余下滑推力稳定性计算结果见表1~表3。

4 处治方案

4.1 抗滑桩处治方案

根据上述数据综合分析, 提出抗滑桩+挡土板+清方+夯填裂缝的处治方案来解决本段滑坡。

1) 抗滑桩。根据该段边坡剩余下滑推力计算, 在YK128+845~YK129+000段坡脚设置桩板墙, 抗滑桩中线距边坡外侧1.5 m, 抗滑桩截面尺寸为2.0 m×1.6 m, 桩长12 m, 共32根;挡土板长4.1 m, 高4 m, 厚0.4 m, 共62片;抗滑桩及挡土板均采用C30钢筋混凝土现浇结构。

2) 清方。对YK128+845~YK129+000段坡面上方不稳定岩土体进行清除, 必要时在坡脚进行临时回填反压, 以便抗滑桩安全施工。

3) 夯填裂缝。坡面上方形成的拉张裂缝和错台, 采用三七灰土夯填, 阻止地表水从裂缝灌入。夯填宽度为裂缝外缘各0.50 m, 夯填深度视裂缝实际深度为准。

4.2 对该场地进行数值模拟分析

模型分析图见图4。经数值模拟分析结果, 在该段不良地质处治中, 使用抗滑桩可以安全、有效的治理滑坡。

5 施工顺序与施工技术要求

5.1 总体施工顺序

总体施工顺序:截、排水工程→清方→抗滑桩→挡土板→回填压实。在现场条件允许、确保安全的情况下, 部分工程可平行作业。

抗滑桩的施工顺序:桩井开挖→挂网、喷射混凝土护壁→铺底混凝土→钢筋笼吊装→桩身混凝土浇筑。采取从滑塌体两侧逐渐向中间推进的施工工序, 间隔两孔以上跳孔进行桩井开挖、浇筑施工, 严禁坡脚一次性桩井开挖, 防止切脚引起边坡失稳破坏。

5.2 施工技术要求

1) 施工应满足设计要求, 施工单位在监理的监督下严格按照设计图纸施工, 同时严格执行本施工技术要求和有关规范。2) 施工单位应尽可能的搜集该工程的相关资料, 结合施工场地条件编制施工组织设计, 经监理审批后方可施工。3) 首先施作地表截排水工程、坡脚适当回填反压, 施工期间建立简易边坡变形监测网, 加强变形监测, 及时发布预警信息, 并设立专职安全员, 加强施工期间的安全巡检。4) 抗滑桩的施工工序为:测放桩位→桩位场地整平→锁口盘施工→开挖桩节与护壁施工→桩体钢筋→桩体混凝土浇筑。5) 抗滑桩要按给定坐标, 准确放线定位, 如与实际不符, 及时通知设计人员。6) 抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分予以清除, 并做好桩位附近地表水的拦截工作。施工废水及泥浆应经适当处理后方可排入沟谷, 施工场地不允许泥水漫浸。7) 抗滑桩应间隔两孔以上跳孔进行桩井的分节开挖、挂网喷射混凝土护壁, 防止桩壁掉块, 影响施工安全。桩井开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸, 滑动面处 (或潜在滑动面处) 的护壁应加强。8) 在开挖桩井过程中, 地质技术人员要下井进行详细的四壁地质编录, 核对地层岩性及滑面位置, 如发现与设计情况不符时, 应及时与监理及设计人员联系, 以便及时调整。9) 施工中桩截面的误差只能为正, 不能为负, 以确保主筋混凝土的保护层厚度。10) 桩井开挖到设计标高后应进行验槽、保证封底混凝土厚度。11) 桩身混凝土应边灌注、边振捣, 全桩混凝土应保证不间断一次浇筑完成。12) 桩井爆破若采用浅眼爆破法, 应严格控制用药量, 最大限度减少对边坡体的爆破震动, 以确保施工安全。13) 未经设计人员同意, 不得随意变更施工程序。14) 挡土板段桩身应和挡土板同时浇筑施工。

参考文献

[1][美]海兰.滑坡灾害防治手册[M].汪发武, 译.北京:地质出版社, 2009.

[2]赵其华, 彭社琴.岩土支挡与锚固工程[M].成都:四川大学出版社, 2008.

某高速公路滑坡原因及处治措施分析第5篇

滑坡位于正在建设的高速公路右侧路堑位置。该场地原始地形为丘陵地貌,地面高程440.0 m～520.0 m,路基标高约450 m。高速公路由东北至西南方向穿过滑坡区,并在山体南侧区域进行了部分切方,在高速公路右侧形成长约170 m,最大高度约25 m的路堑边坡。该边坡原设计方案为自路基右侧向上分别按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三级放坡,边坡开挖完后出现山体滑坡。滑坡位于右侧16 m～80 m范围内,山体坡度多在30°～45°之间。距路基最远处裂缝,距右侧80 m,裂缝宽约10 cm～15 cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48 m,裂缝宽约2.5 m～3.0 m,深约4 m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育2条宽约10 cm～15 cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16 m。滑坡后缘自然边坡较平缓,倾角约20°～30°。坡体上方有一灌溉水沟,水沟宽约20 cm。

2 地质条件

根据区域地质调查报告以及滑坡区的地质勘察结果可知,滑坡区路线左侧500 m左右发育大洪山断裂,属压扭性断裂,断裂带走向大致为240°,与路线走向大致平行,倾向东南,倾角约60°～70°。该滑坡工点离断裂带较远,受断层影响小。

滑坡山体岩性为板溪群砂质板岩,砂质板岩一般倾向140°～150°,倾角30°～45°;主要发育有两组节理,一组顺层,另一组220°～230°∠70°～80°,节理面一般较平直,间距一般0.1 m～0.3 m。

勘察区地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙潜水,主要补给来源为大气降水。

1)孔隙潜水主要赋存于第四系亚黏土中。

亚黏土透水性弱,水量小,主要接受大气降水补给,以渗流形式向冲沟中排泄。

2)基岩裂隙潜水主要赋存于基岩裂隙中。

砂质板岩由于节理裂隙发育,岩石较破碎,因而其透水性和富水性较好,且与上部孔隙水连通。

3 滑坡机理分析

3.1 引起滑坡的主要原因

1)在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;

2)路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;

3)路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;

4)下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。

3.2 滑坡形成过程

该滑坡边坡原设计为三级边坡,第一,第二,第三级边坡坡比分别为1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。边坡开挖完后,2005年9月份发现坡体上产生裂缝。现情况下滑坡后缘壁总体上呈抛物线形,距路基最远处裂缝,位于右侧80 m,裂缝宽约10 cm～15 cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48 m,裂缝宽约2.5 m～3.0 m,深约4 m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育3条宽约10 cm～15 cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16 m。

3.3 滑坡特征

滑坡位于路线右侧,从原开挖一级边坡临空面剪出,规模巨大,周界清晰,影响范围较大,前缘至路堑坡脚附近以上5 m左右,后缘至路堑坡顶以外50 m附近,整体上滑动面大致顺岩层产状滑动,滑动方向大致垂直于路线走向,滑向路基,滑体沿滑动方向长约76 m,垂直于滑动方向顺路线长度约210 m,前后缘高差达38 m,通过断面法计算,滑体体积约96 000 m3。

3.3.1 滑动面(带)、滑床、滑体、滑坡后缘及滑坡剪出口

滑坡位于路线右侧,滑动方向与路线大致垂直,滑向路基。滑床主要为强～弱风化砂质板岩,滑动面总体上大致呈直线形,后部较陡,前部较缓,前部产状主要由板岩强风化上带底界线控制。滑带土成分主要为强风化砂质板岩,含较多的泥质,见错动形成的孔隙,饱水,较松散,滑带土厚约1.5 m～2.0 m。滑体主要由全、强风化砂质板岩组成,滑体厚度一般10.0 m～15.8 m。在滑体中局部存在次一级滑动面,滑坡后缘主要为砂质板岩,地形相对较平缓,剪出口基本位于一级开挖边坡临空面上。

3.3.2 滑坡体地下水位

坡体的地下水位从目前情况看较低,滑坡体地下水位埋深一般为16.8 m～21.2 m,位于滑动面以下。

3.4 滑坡预测

根据现有情况,若不对滑坡进行处治,滑坡体将进一步活动,滑体范围将进一步扩大。

4 滑动面参数取值

根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态,采用反演分析方法,选取典型的横断面反算滑面的力学参数,并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一,在滑坡稳定性分析中,均考虑了地下水的场应力。

滑动面残余抗剪强度反算结果见表1。

5设计方案

按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行处理。

考虑到滑坡体松散、破碎,对滑体采取放坡卸载后,滑坡体将趋于稳定。但卸载后滑坡后缘将形成30 m高的边坡,岩性为全、强风化砂质板岩,岩体破碎,坡体上部岩性较软,含泥质,且为顺向坡,岩层临空出露,边坡稳定性差。根据计算可知,后缘边坡按1∶1放坡后的安全系数为1.041,边坡是稳定但不安全的,应对其采取加固措施。

具体整治方案如下:自路基右侧起按六级台阶放坡:第一、第二级边坡高度均为7.5 m,采用1∶2放坡;第三级边坡高度为6 m,采用1∶2.5放坡,将滑体大部分清除,坡面采用植草防护;第四、第五、第六级边坡高度为10 m,采用1∶1放坡。其中第六级边坡局部地段,按坡顶地形标高控制,坡面采用锚杆+钢筋混凝土人字形骨架内植草防护。另外,在各级边坡的坡脚处均设置2.0 m的平台,以便边坡体排水。

6施工注意事项

所有坡面须按照公路沿线通用标准进行绿化施工,绿化植被需选择适合当地气候条件、适合当地生长的植物。

1)滑坡施工时,应注意从上到下分级、分区域施工,开挖一级,加固和防护一级。2)坡顶截水沟应平顺,避免陡降及突变;六级边坡坡脚处平台上设计的灌溉水沟,左右两侧与原有灌溉水沟平顺连接,同时要注意防渗处理。3)排水沟应每隔4 m～6 m设一伸缩缝,用沥青麻筋塞实。4)锚孔成孔需采用干法施工,成孔后应清孔,若垮孔,应用套管护壁钻进。

施工单位应随时掌握滑坡处治施工整个过程中的边坡动态变化,及时预报施工中出现的问题,并把获得的信息及时反馈到设计方,据此指导施工和完善设计工作。其他未尽事宜应满足相应规范规程要求。

参考文献

[1]JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].

[2]GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].

[3]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

[4]JTJ 018-97,公路排水设计规范[S].

[5]CECS 22∶2005,岩土锚杆(索)技术规程[S].

山区公路某段滑坡分析与处治设计第6篇

滑坡区地貌单元属于构造侵蚀低山区, 微地貌为斜坡及冲沟。地形为西高东低, 地面高程590.0 m~780.0 m, 相对高程190 m, 线路沿山体斜坡布设, 地表植被不发育, 为灌木及草丛。根据地质调查, 滑坡区为单一斜坡, 地表水属于暂时性大气降水, 其大部分沿斜坡及冲沟排泄。勘探深度内未见地下水分布。区内无明显构造痕迹。岩层片理产状250°~260°∠25°~27°, 节理发育有3组, 产状分别为:260°∠80° (3条/m) , 350°∠80° (3条/m~5条/m为主) , 155°∠75° (3条/m~6条/m) 。区动峰值加速度0.15g, 反应谱特征周期为0.45 s, 地震基本烈度7度。滑坡路段位于村北东侧约300 m处的冲沟东侧山坡上, 里程桩号为K5+375~K5+690;左侧边坡最大挖深为51.4 m, 7级边坡, 其中:K5+375~K5+440段为半填半挖路段;K5+440~K5+670段为挖方路段。

2 工程地质条件及原因分析

分布于滑体坡面和路基下边坡附近, 厚度2 m~5 m, 岩性为碎石土、块石土, 杂色, 稍密, 稍湿状, 碎块石含量占70%~80%, 其余为粘性土充填, 碎块石为强风化斜长片麻岩。该层为滑体的组成部分之一。

2.2下太古界龙华河群会理组 (Ar3h)

本组为滑体和滑床的主要组成部分。根据地质调绘和钻探资料, 滑坡区内该地层岩性为中~厚层状黑云 (角闪) 斜长片麻岩夹薄层状绢云母片岩, 所占比例约为30∶1。

1) 中~厚层状黑云 (角闪) 斜长片麻岩:强~弱风化状, 灰黑色, 鳞片变晶结构和粒状变晶结构, 片麻、片麻状构造, 主要成分为长石、石英、角闪石及黑云母, 矿物所占比例变化较大。分布厚度一般大于10 m, 其中强风化层厚14 m~32 m。

2) 薄层状绢云母片岩:全~强风化状, 棕黄、棕色, 鳞片变晶结构, 片状构造, 主要成分为绢云母、绿泥石等片状矿物, 分布厚度一般小于0.5 m。其岩芯破碎, 呈薄饼状, 该层为软弱夹层, 是滑带的物质组成。

3 滑体特征及稳定性分析

3.1 滑体特征

该滑坡为中型中~浅层基岩顺层滑坡, 滑坡外轮廓呈近等腰三角形, 前缘宽度约300 m, 主轴长约280 m, 总面积约4.2万m2, 滑体厚度5 m~15 m, 平均厚度约11 m, 总体积约46万m3。滑体以片麻岩夹绢云母片岩为主, 表层2 m~5 m为残坡积块碎石。根据调查, 剪出口位于路堑坡脚处, 滑面位于以绢云母片岩软弱夹层的层面上, 主滑动方向为265°, 滑动面倾角约26°。

根据滑体滑动特征、坡面裂缝发育情况, 将滑坡分为5个次级滑体来评价:

1) 位于K5+375~K5+430段, 平面呈长扇形状, 南侧周界以K5+430处陡坎为界, 该段内滑体由碎石土和Ar3h黑云斜长片麻岩夹云母片岩组成, 岩石节理裂隙极发育, 岩体多呈块状, 滑体厚度5 m~8 m, 体积约4万m3。该块滑坡极不稳定, 向前推进约19.0 m, 且滑体在推进过程中, 对该段路基下边坡造成挤压, 使边坡土体不断下沉, 最大沉降约1.5 m。

2) 位于K5+430~K5+520段, 平面上呈半圆形, 南侧周界以裂缝为周界。该段内滑体以Ar3h黑云斜长片麻岩夹云母片岩为主, 节理裂隙发育, 厚度约15.0, 体积约12万m3。该块滑坡不稳定定, , 目目前前处处在在滑滑动动阶阶段段, , 向向前前推推进进约约2222..00 mm。。

3) 位于K5+520~K5+600段, 平面上呈椭圆状, 南侧以开挖陡坎为界。该段内滑体以Ar3h黑云斜长片麻岩夹云母片岩为主, 滑体厚度8 m左右, 体积约6万m3。该块滑体不稳定, 处于滑动阶段, 向前推进约15 m。

4) 位于K5+670~K5+690段, 平面上呈长条状, 北侧周界以拉张裂缝为界, 南侧临空, 滑动方向约250°。该段滑体以基岩块石、坡积土为主, 厚度约5 m, 体积约4.0万m3。该段变形严重, 北侧裂缝宽度可达1.5 m, 错落高度约2.5 m, 目前极不稳定, 处于加速滑动阶段。

3.2 路堑下边坡稳定性分析

根据地质调查及钻探揭示, 将下边坡分为两个段落, 分别为K5+375~K5+430及K5+430~K5+690, 稳定性评价如下:

1) K5+375~K5+430:该段有一条代表性断面, 位于K5+400, 有三个钻孔控制了软弱夹层, 其中第一层软弱夹层因上部滑体滑动挤压已发生滑动, 钻孔在钻探过程的间隙, 孔壁发生错动, 目前的滑面已穿过路基, 延至下边坡, 该段下边坡稳定性差。

该路段滑动面主滑动方向为265°, 滑动面倾角26°, 粘聚力和内摩擦角由试验值与反算值综合确定。目前该块滑体处于蠕动挤压阶段, 初始稳定系数拟定为0.98;最后综合确定c=4.45 k N, φ=23°。考虑地震力以及公路荷载的影响, 推力计算安全系数取为1.30。经计算断面剪出口处剩余下滑力为498.6 k N, 路肩处剩余下滑力为272.7 k N。

2) K5+430~K5+690:该段有三条代表性断面, 分别位于K5+440, K5+500, K5+600, 从断面上分析, 所有软弱夹层均已深入河床以下, 未临空, 下边坡是稳定的。

为进一步确定下边坡的稳定性, 选择软弱夹层可能沿下边坡坡脚处剪出的K5+440断面进行分析计算, 粘聚力 (c) 和内摩擦角 (φ) 由反算法并结合试验结果确定为c=8.6, φ=23.5°, 计算得该边坡稳定性系数为1.33。另外, 经钻探确认, 下边坡的岩石风化程度较弱, 处于弱风化~新鲜状, 岩体的完整性较好。因此, 通过定性和定量分析认为K5+430~K5+690段路基下边坡是稳定的。

4 边坡滑坡处治

采用刷坡卸载、抗滑挡土墙支挡等措施进行综合处治。具体方案进行以下介绍。

4.1 刷坡卸载

对滑坡体进行刷坡卸载, 沿滑坡体全部清除;由上至下, 最下一级路堑挡墙不变, 将第一级平台宽度设为10 m, 以上各级边坡坡率为1∶2.5, 每8 m高设一道2 m宽平台。采用拱型骨架加植草对刷坡后坡面进行封闭。

4.2 抗滑挡土墙支挡

根据勘察资料, K5+375~K5+430段右侧路槽下为不稳定体, 临空且已发生滑动, 目前处于蠕动阶段, 该段下边坡稳定性差。

推力计算。选取K5+400为主轴断面进行计算, 路面以上滑坡体均已清除, 故计算前缘为潜滑面剪出口, 后缘为潜滑面与路面设计线交点。

根据各位置处剩余滑动力计算结果, 对K5+375~K5+440段右侧不稳定体采用路肩式抗滑挡土墙进行支挡。路肩式抗滑挡土墙采用C15片石混凝土进行砌筑, 其抗滑动、抗倾覆稳定系数、基底应力和墙身截面抗剪强度均满足规范要求;其墙基要求埋入潜滑面以下不小于1.0 m;墙后设碎石盲沟和PVC泄水管, 确保墙后不积水。

4.3 完善排水系统

在刷坡后的边坡顶面以上5 m处设置截水沟, 每级平台设置平台截水沟, 并通过急流槽把排水沟里的水引入自然沟谷中。

4.4 平整坡面

刷坡减载后, 按照设计坡率对坡面进行平整后, 采用拱型骨架加植草对刷坡后坡面进行封闭。对边坡顶面的裂缝、裂隙或陷穴采用10%灰土或水泥浆进行灌缝并夯实, 对易渗水的碎石土进行清除, 使坡顶平整密实, 避免积水和渗漏。

5 变形监测与观测

从长期的运行安全角度考虑, 在采取必要的治理工程措施的同时, 需要进行位移测量监测滑坡的稳定性, 了解治理工程施工期以及运行期滑坡的实际安全性能, 检验治理工程的效果。由于该边坡滑坡存在面积、范围、高差规模都比较大的情况, 应在地面大范围内建立测量网, 测出地面检测点的三维位移量监视滑坡宏观变形动态。在典型或主滑断面以及特定重要部位进行定点监测, 测量滑坡体深部的位移量, 预报滑坡可能出现的问题, 确保人民群众的生命财产安全。

6 结语

1) 通过计算结果表明, 采取上述措施后可以保证路基边坡的稳定。

2) 从长期运营安全的角度考虑, 在采取必要治理工程措施的同时, 需要对边坡进行监测, 了解治理工程施工期和运营期的安全性, 检测治理工程效果。

参考文献

竹山断裂带区高速公路路基滑坡处治第7篇

关键词：竹山断裂,高速公路,边坡稳定,滑坡,抗滑桩

谷竹高速公路位于湖北省西北部,起于襄樊市谷城县境内福银高速公路襄十段谷城西枢纽互通,经谷城、保康、房县、竹山、竹溪5县,终于十堰市竹溪县与陕西省安康市平利县交界处的罗汉垭。谷竹高速公路在竹山县宝丰镇境内,里程桩号对应为(K178+700～K183+000),穿越竹山断裂(F3)。该断裂南东经秦古、宝丰至房县与青峰断裂会聚,断裂在宝丰以西有多条平行排列的断层组成宽约数公里的断裂带,造成地层缺失,破坏褶皱的完整性。宝丰以东,断裂明显分裂为南北两支,北支断裂经竹山插入武当山复背斜,南支断裂循北大巴山褶皱带向北缘延伸至黄柏寨。断面倾向北东,横剖面上断裂成叠瓦状组合。在宝丰-黄柏寨一线见武当山群明显推覆于志留系之上,断裂显示逆冲或斜冲性质。断裂带内发育挤压片理和构造透镜体,断面附近地层发生迁移现象。受此断裂影响,路段周边岩石破碎,地层缺失,本路段相应部位地质构造条件相应发生变化,总体会降低其工程地质条件的稳定性。

1 边坡滑塌情况

谷竹高速公路K179+430～K179+510路段位于竹山断裂影响区域内。边坡所在斜坡为缓坡,坡角为17°,坡向为75°,地层产状为20°∠48°,坡向和岩层倾向组合关系为横坡向。地质勘探表明,坡区表层覆盖为第四系全新统粉质粘土(Q4al),下伏基岩为寒武纪下统(∈2+3)泥质板岩。

该路段为山坡挖方路堑段,沿路线走向,地势由低到高,中心开挖深度为4.6～7.4 m,左侧边坡开挖高度为8～11 m,为下坝隧道的进口路段。此段设计横断面的基本型式为分层放坡型式,共设有二级边坡,碎落台以上第一级开挖高度为8 m,边坡坡度为1∶0.75,并设有2.0 m宽的平台;剩余高度为二级边坡,边坡坡度为1∶1。地质资料表明,第一级边坡地质为中风化泥质板岩,第二级边坡地质为强风化泥质板岩。

在边坡开挖施工过程中,坡口上的坡体表面变形显著,二级坡坡面出现垮塌,并牵引带动坡面后缘的坡体变形开裂,出现多条贯通的横向裂缝,次生裂缝若干,边坡直接威胁到下方的高速公路尤其是下坝隧道进洞口的施工安全。滑塌体后缘呈弧形,整体呈椅背状。边坡体后缘高程470 m左右,距路线中心线约70 m,边坡两侧以冲沟为界,前缘高程420 m左右,相对高程约40 m。坡体最宽处约80 m,纵向最长约100 m,面积约9 000 m2,坡体平均厚度约10 m,体积约90 000 m3,属小型滑坡体。

2 边坡变形原因分析

从路基边坡已破坏的现场情况看,坡体破坏严重,二级边坡前缘产生了明显坍塌,并发育多条拉裂缝,部分土体从二级坡底部剪出,坡面有多处渗水,并顺着右侧边沟汇集流走,补充地质勘察期间钻孔内均发现地下水,各种迹象表明边坡体处于蠕动变形发展阶段。

边坡及周围为单斜地层,与山坡呈切向坡,对边坡的整体稳定有利。然而该边坡由于路基开挖导致山坡上松散体失稳,并在边坡坡面及山坡上部出现了裂缝,改变了边坡岩体原来应力分布,降低了边坡坡脚的阻滑力,在降雨产生的地表水渗入诱发因素等的作用下,破坏了原有边坡的平衡状态,因而导致残坡积碎石土、含碎石亚粘土沿软弱结构面产生滑动。

本路段地表坡积含碎石的亚粘土覆盖层较厚,钻孔揭露最深覆盖层厚度约13 m,覆盖层和强风化层较松散,表层岩土体的饱和抗剪强度很低,加上下伏强风化层在长期地下水作用下使原来就松散的岩土抗剪强度降低很大,表层土体因路基施工开挖前缘抗滑段,破坏了山体原有应力分布状态,造成边坡坡脚段抗滑力减少,边坡前缘开挖后在雨水作用下发生变形,推动前缘松散的岩土体,边坡破坏机制属推移式和牵引式混合破坏。

边坡发展的诱发因素主要是地表水与地下水作用:由于山坡以堆积体为主,且多为农田,地表水丰富,加之此处土体结构松散,岩土间孔隙率较大,容易吸收大气降水,在下伏基岩面易造成积水,造成已开挖的风化岩土软化,在雨水的作用下,上部覆盖层和强风化层饱水后容重增加,雨水同时还降低了潜在破坏面的抗剪强度,导致边坡变形速度加快,表面再加上暴雨的冲刷,最终造成边坡表层松散层的滑塌。补充地质勘察表明,上边坡的强风化岩层地质与下边坡的中风化岩层地质衔接之间存在潜在的滑动面,是该地段滑坡形成的必然因素。

综上所述,正常的路槽开挖导致潜在的滑坡体原有的平衡状态被破坏是此次滑坡形成的直接诱因,竹山断裂带破碎的地质环境是此次滑坡形成的必然因素。

3 边坡稳定性分析

根据钻探资料、测绘地质剖面图及边坡的工程地质条件,破坏是由于覆盖土层主要沿强弱风化基岩接触面附近滑动。对弧线逐段取直,采用极限平衡理论的不平衡推力传递法公式进行稳定性验算。计算简图如图1所示。

3.1 计算参数的确定

计算参数的选取是边坡稳定性计算的关键,主要依据原来详勘的室内土工试验资料分析,及在边坡上选取有代表性的部位取样进行土工试验,并反演分析指标以及经验指标,同时参考了附近工点的取值,经综合分析确定边坡稳定性分析的物理力学计算参数见表1、表2。

3.2 计算工况

计算工况分别为:工况一,边坡的自重(天然状态);工况二,边坡的自重+暴雨(饱和状态);工况三,边坡的自重+暴雨+地震(饱和状态)。

3.3 安全系数

边坡治理的保护对象为高速公路,根据《公路路基设计规范》有关规定,同时由于此边坡地质条件复杂,对公路建设和运营潜在危害性较大,计算时安全系数分别为:工况一,边坡的自重(天然状态)为1.3;工况二,边坡的自重+暴雨(饱和状态)为1.2;工况三,边坡的自重+暴雨+地震(饱和状态)为1.05。

3.4 边坡稳定性的计算分析

采用覆盖层沿基层岩面折线滑动的破坏模式,按《建筑边坡工程技术规范》中传递系数法公式计算边坡稳定性系数。对边坡1-1′、2-2′计算剖面的稳定性分析结果和总下滑力、建议支挡处下滑力计算结果见表3。

从稳定性计算结果上来看,ZK179+490左侧边坡在天然状态下边坡稳定系数在1.089～1.174,处于基本稳定状态～稳定状态;在暴雨或连续降雨的情况下,边坡稳定性下降较大,边坡稳定系数在0.793～0.853,处于不稳定状态。

3.5 边坡治理方案的选择

根据现场的实际情况,拟定了一般抗滑桩构造与一般重力式挡墙防护(见图2)两种方案。主要从坡口线外扩距离、农田占用的增加、主要工程数量、安全可靠性评价及工程造价估算等方面进行比较,分别为:1)前者能维持原坡口线不变,后者需增加10 m以上;2)前者不会增加农田的征用,而后者需新征农田8～10亩;3)前者主要工程数量为99 m抗滑桩12根,后者为增加开挖土石方3万方,浆砌片石6 000 m3;4)前者对原有边坡无不利荷载,彻底消除安全隐患,后者潜在的滑动因素根本未消除,安全隐患犹存;5)前者工程估算为250万元,而后者为480万元。对比结果表明,采用抗滑桩结构效果显著。

4 边坡治理工程措施

基于边坡坡体的动态设计,ZK179+465～ZK179+510滑坡段采用抗滑桩进行强支挡和加强排水的综合治理措施。一级边坡坡面防护采用浆砌拱型骨架护坡防护,坡率为1∶1;二级边坡坡率为1∶1.25,二级边坡坡面采用支撑渗沟间菱形框架植草防护,并在二级坡上部布置抗滑桩。

4.1 抗滑桩+桩板墙

在ZK179+465～+510左侧边坡中部布置钢筋混凝土抗滑桩,共12根,以抵抗边坡体的剩余下滑推力。抗滑桩为1.6 m×2.4 m、桩间距为5 m,桩长20～24 m,桩身采用C30砼浇注,并在桩与桩之间放置2 m高的挡土板,防止土体从桩间剪出;桩顶标高以地面实际标高为准。

根据开挖和钻探的实际情况,下部岩土体为强～中风化板岩,工程地质条件较差,因此锚固段为整个桩长的1/3～1/2。抗滑桩的位置及长度详见工程治理平面布置图(图3)和工程治理立面布置图(图4)。

4.2 地表地下排水措施

边坡边界外设置截排水沟,截水沟位置可根据现场情况调整。一级坡体设置坡体深孔排水管二排,以排除坡体内部积水。同时,在原开挖的坡面内增设渗沟排水,对边坡既能起到支撑骨架的作用,又能起到排水的作用。地下水对本边坡体破坏起着重要作用,结合本工点实际情况,采用支撑渗沟排水。在边坡坡面开挖明沟,沟内码砌坚硬片石,沟两侧及底部用无纺透水土工布包裹,在确保地下水渗出的同时防止土体颗粒进入片石间,堵塞排水通道。渗沟宽1.2 m,深1.2 m,由干砌片石码砌,纵向设置间距为6 m。

4.3 封闭裂缝

为防止地表水下渗,对山坡上已经开裂的裂缝及时用粘土或砂浆封闭。

5 施工安全技术要求

5.1 施工工序

施工工序为:1)开挖抗滑桩施工平台;2)抗滑桩施工及挡土板预制;3)挡土板安装;4)清理上边坡坡面松塌方;5)坡面防护。

5.2 施工安全注意事项

除一般的挖孔桩施工注意事项外,还应注意:

1)在进行护壁混凝土浇筑时,当上一节护壁混凝土达到设计标号的80%时再行开挖下一节桩孔及浇筑护壁混凝土。护壁中上一节竖向钢筋必须与下一节竖向钢筋连接牢固,并浇筑成整体。

2)抗滑桩施工前和施工过程中做好滑坡变形的观测工作,在滑坡变形相对稳定的前提下才进行抗滑桩的施工,在施工过程中一旦发现滑坡有较大变形时,应立即停止施工工作,人员应立即撤离现场。

3)由于此抗滑桩位于紧挨的下坝隧道左洞进口,故应先行施工完抗滑桩后,方能进行隧道左洞施工,以保证隧道施工安全。

6 结语

通过竹山宝丰镇抗滑桩防护体系的有效实施,现场既节约了山区地方有限的农田,又确保了竹溪高速公路ZK179+465～+510的边坡防护能力,也对紧跟的ZK179+510～ZK180+121.5下坝隧道左洞进口的施工提供了有效的安全作业环境,为谷竹高速公路建成通车后的有效运营奠定了坚实的基础。

湖北西北部公路,多处断裂地震带区域,多存在节理裂隙,岩体破碎,极易造成滑坡泥石流等诸多病害,严重影响公路的建设及正常运营,采用抗滑桩治理ZK179+465～ ZK179+510滑坡段边坡,为鄂西北部公路的病害防护治理提供了有力的佐证,对加强我国中、西部的沟通与联系,促进中部崛起和西部大开发战略的实施,加快沿线地区社会经济发展等方面都具有十分重要的意义。

参考文献

[1]公路路基设计规范(JGT D30-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3]熊友华,万进风.泥石流沟上的川藏公路比通桥基础加固处理.建材世界,2012(2):52-54.

微型钢管桩在处治滑坡工程中的运用第8篇

微型钢管桩作为微型桩中的一种新型结构, 自上世纪50年代由意大利人Fernando Lizi提出后, 近年来在边坡加固中得到广泛的应用[1]。与传统的抗滑桩相比, 其优点在于[2,3,4]:①圬工工程量少, 工程造价低, 经济性好;②具有一般抗滑桩的作用;③施工速度快且较安全, 对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间;④适宜性强, 布置形式灵活。

为指导工程实践, 本文通过研究微型钢管桩加固机理, 并结合工程实例探讨微型钢管桩在滑坡治理中的加固效果。理论研究和实际应用均表明, 微型钢管桩结合其他措施的综合方案发挥了良好的加固作用。

1 微型钢管桩抗滑机理

微型钢管桩作为抗滑桩用于边坡加固具有以下特点。

(1) 通过微型钢管桩灌注的浆液渗入到钻孔周围的土体中, 水泥浆充满岩土体的孔隙, 并与岩土体发生充分混合, 改善了滑体、滑带、滑床土体的物理力学性质, 提高了岩土体的内摩擦角和粘聚力, 增大了摩阻力, 从而使得处治区域岩土体的完整性和整体强度得到提高。

(2) 用微型钢管桩进行加固时, 由于其间距小, 再加上微型钢管桩对桩间土体的加固作用, 使得加固区域发生局部溜滑的可能性大为降低。

(3) 微型钢管桩一般是成排布置, 具有空间刚架体系特点。当微型钢管桩以网状密布在在滑坡体中时, 在受到桩后的横向滑坡推力作用后, 它对桩间和邻近土体具有改造和加固作用, 使土体强度得到提高。由于桩与桩之间间隔较小, 整个钢管群桩可看一个修筑在土体中的三维网状结构。该结构利用钢管的抗剪、抗拉、抗压及其桩间土的组合效应, 可以有效的阻止滑体沿滑面滑动, 从而对桩间土体的变形起到了约束和框箍作用, 使桩和土能形成一个整体共同承担外部的荷载。

(4) 微型钢管桩桩群方法的使用, 受力分析时可看作一个复合地基或地下连续钢筋混凝土墙, 其最大特点是将滑坡中的一部分滑动体加固成抗滑体来达到对滑坡治理的目的。通常在受力分析时把桩与土结合在一起考虑, 由该复合结构共同承受滑坡推力的作用。该受力模型类似于钢筋混凝土结构体系, 桩间岩土体代表混凝土, 而钢管桩则代表混凝土中的钢筋, 在结构类似于挡土墙结构。由于钢管桩在土体中起到加筋的作用, 土的刚度发生了变化, 使其桩的变形显著减少。

2工程概况

重庆某高速公路隧道进口左侧滑坡, 地貌类型属构造剥蚀低山地貌, 地势北东高南西低, 坡向约188°, 坡角一般25~40°。滑坡后部为消防水池, 东侧为民房, 前部为隧道入口。坡体地面高程为608~663m, 相对高差约55m, 坡长约125m。坡脚地面高程为608m, 为滑坡前缘的临空面。

根据该区域地质资料和滑坡工程地质勘察揭示, 滑坡地段主要分布第四系坡、残积土, 下伏地层为侏罗系中统沙溪庙组 (J2S) 泥岩、夹层状砂岩及其风化层。场区地下水类型主要为第四系松散堆积层的孔隙水和基岩中的裂隙水, 均受大气降水补给, 地表径流条件较差, 地表水容易渗入坡内, 补给地下水, 雨季地下水较丰富。

该滑坡平面形态呈“长舌状型”, 前缘高程608.0~609.0m, 后缘高程657.2~663.1m。平均纵向长约105m, 平均横向宽约40m, 面积约0.5×104m2, 滑体平均厚度约6m, 体积约2.55×104m3, 为小型中层土质滑坡。据目前滑体总体变形, 滑坡主滑方向与坡向基本一致, 约为188°。

3 滑坡成因分析

滑坡位置原为斜坡地形, 滑坡体为崩坡积块石土含、混、夹碎块石, 局部架空现象明显, 结构松散, 渗水性较好, 大气降雨易于入渗;大气降雨持续渗入后, 增大了滑坡的下滑力;而滑坡前缘隧道的开挖形成了高10m的临空面, 降低了斜坡体的稳定性, 使得前缘抗滑力减少。再加上当地民房的修建, 削高填低, 破坏和改变了滑坡区所处斜坡体的原始地貌形态, 增加了地表水向下的渗透, 降低滑坡体的安全储备。当边坡下滑力大于抗滑力, 引起滑坡的变形、开裂。

4 滑坡稳定性分析

对前缘隧道仰坡变形采用圆弧形滑动面, 采用“Bishop法”计算其稳定性;对滑坡整体稳定性、局部

稳定性采用基于极限平衡理论的折线型滑动面进行计算。计算结果如下:

滑坡稳定性计算表明, 滑体在天然工况下处于基本稳定状态, 在暴雨工况下处于欠稳定~基本稳定状态。在集中强降雨的影响下, 土体变形将进一步加剧, 可能导致边坡整体失稳, 将导致该高速公路的交通中断, 严重威胁导高速公路的运营安全。

综上所述, 目前该滑坡正处于滑动变形阶段, 未来在地表水入渗及施工扰动影响下, 其稳定性将进一步降低, 存在产生滑移风险, 应及时采取有效的综合治理措施。

5 滑坡治理设计

5.1 滑坡治理方案比选

该滑坡治理方案必须考虑的因素: (1) 对该滑坡的治理必须是永久性的, 具有较高的控制变形能力; (2) 不对隧道仰坡及拱圈结构造成破坏; (3) 由于村道公路路面仅有3m宽, 大型机械无法作业施工, 故必须采用设备简单, 施工工艺不复杂的治理方案; (4) 治理方案必须工期短, 造价相对较低; (5) 尽量减少施工对下方高速公路运营安全的威胁。

基于此, 本项目治理提出了两个方案, 即: (1) 钢管桩+锚杆格子梁+截排水的方案。 (2) 抗滑桩+锚杆格子梁+截排水的方案。由于本项目为隧道上方边坡滑坡, 由于抗滑桩的施工对隧道的影响不明确, 且造价相对较高, 为减少或避免施工对隧道结构安全造成威胁, 加快施工进度和降低工程造价, 经综合比选采用钢管桩+锚杆格子梁的方案。

5.2 滑坡治理设计

本文仅对钢管桩的设计做探讨, 其他设计措施不予探讨。

(1) 微型钢管桩的设计考虑的因素

微型钢管桩的桩长、桩径、桩距、砂浆强度等因素直接对微型钢管桩的布置造成直接影响。在设计时, 应根据计算结果, 采用工程类比法进行钢管桩设计;同时还应根据坡体岩土结构类型、岩体性质、嵌固段的锚固力大小、坡体布桩后产生的群桩效应等, 结合相应的设计规范的要求等确定合适的桩长及桩间距[5]。

(2) 微型钢管桩的力学计算

经计算, 断面1 微型桩设置处在暴雨工况下滑坡最大推力的水平分力277KN/m;断面2 微型桩设置处在暴雨工况下滑坡最大推力的水平分力473KN/m。

本文按滑面抗剪条件对滑坡治理后的稳定性进行验算[6], 不考虑注浆加固后复合土体的作用, 按最不利原则考虑滑坡推力由钢管全部承担, 计算公式如下:

式中:

Rs——抗剪断设计安全系数, 一般取1.2;

[τ]——钢管抗剪强度 (125 MPa) ;

A——钢管截面积 (m2/m) ;

Fx2——设计工况滑坡推力的水平分力 (KN/m) ;

经计算, 最不利断面微型桩钢管截面面积为54.5 cm2。

(3) 微型钢管桩的布置

本项目在滑坡中部 (机耕道附近) 设置3 排钢管桩支档措施, 在滑坡前部设置4 排钢管桩支档措施。钢管桩进入中等风化基岩深度5m-8m, 间距1.5m, 采用梅花形布置, 孔径130mm, 内置108×6mm钢管和3 根φ22HRB400 钢筋, 注浆采用M30 水泥浆。施工时, 钢管桩应低于路面50cm, 以保证机耕道的通行。详见图1。

(4) 抗剪断安全校核

根据规范要求, 按暴雨工况校核抗剪断安全系数, 计算公式如下:

式中:

Rj——抗剪断校核安全系数;

n——每米微型桩数量;

[τ]——钢管抗剪强度 (125 MPa) ;

A——钢管截面积 (m2/m) ;

Fx3——校核工况下滑坡推力的水平分力 (KN/m) ;

经计算, 最不利断面微型桩抗剪断校核安全系数1.22>1.2, 满足规范要求。

(5) 边坡加固后稳定性评价

在工程实践中, 由于微型钢管抗滑桩的特殊布置方式, 使得桩与桩、桩与土、土与土的相互作用成为了影响桩微型钢管桩设计的主要因素, 这给桩的稳定性分析及设计都带来较大困难。目前微型钢管桩的设计尚未形成一套较为成熟的理论[7,8,9], 对桩——土的共同作用还不能做出准确的分析, 因此桩及土的许多参数都是依据实践经验来选取。

本项目将钢管桩及土体看做复合地基, 计算安全系数取2.5, 经计算得微型钢管桩在天然工况下的综合粘聚力c=127KPa, 综合摩擦角ф= 18.6°, 在饱和工况下的粘聚力c=126KPa, 综合摩擦角ф= 17.5°。稳定性分析计算时, 不同条块其粘聚力和摩擦角取值不同, 微型钢管桩加固条块, 采用综合粘聚力及摩擦角, 其余非加固区域条块采用土样的粘聚力和摩擦角。工程措施实施后, 坡体安全系数为1. 17, 满足防治工程最小安全系数1.15 的要求。

6 结语

(1) 对于受施工条件限制较大或对既有结构物影响较大的地段的滑坡, 采用微型钢管桩可以达到快速有效的控制变形的目的。一般适用于小型滑坡治理, 对于大中型滑坡的治理可作为一种辅助措施使用。

(2) 微型钢管桩一般是成排布置, 具有空间刚架体系特点。由于桩与土之间的摩擦、粘聚力等因素, 在钢管桩内产生了抗拉应力增量, 同时在土体中产生了相应的压应力增量, 促成土体的抗剪强度增加, 使其整体抗剪强度得到较大的提高, 能够承受较大剪力和弯矩。

(3) 微型钢管灌注的水泥浆渗入到钻孔周围的土体之中, 改善了岩土体的物理力学性质, 提高岩土体的粘聚力和摩擦角, 加强了微型钢管桩治理区域岩土体的完整性和整体强度。

(4) 微型钢管桩桩群方法的使用, 受力分析时可看作一个复合地基或地下连续钢筋混凝土墙, 其最大特点是将滑坡中的一部分滑动体加固成抗滑体来达到对滑坡治理的目的。

经过长时间的运营, 该滑坡达到了稳定状态, 验证了注浆微型钢管桩的加固效果, 表明其治理措施是可靠和可行的, 为类似滑坡治理的设计与施工提供了参考。

参考文献

[1]朱宝龙, 胡厚田, 张玉芳, 等.钢管压力注浆型抗滑挡墙在京珠高速公路K108滑坡治理中的应用[J].岩石力学与工程学报, 2006, 25 (2) :399-406.

[2]刘卫民, 赵冬, 蔡庆娥, 等.微型桩挡墙在滑坡治理工程中的应用[J].岩土工程界, 2007, 10 (2) :54-56.

[3]俞振全.钢管桩的设计与施工[M].北京:地震出版社, 1993.

[4]刘凯, 刘小丽, 苏媛媛.微型抗滑桩的应用发展研究现状[J].岩土力学, 2008, 28 (增) :675-679.

[5]蔡武军.微型钢管抗滑桩在长沙博世边坡中的应用[J].四川建材, 2008 (4) :104-106.