路堑滑坡范文（精选6篇）
路堑滑坡 第1篇
DK307+900～DK308+055水泉沟滑坡位于河南省西峡县重阳乡半川村,于河南侧的水泉沟东岸约200 m处的山麓斜坡处。线路以挖方形式通过,中心最大挖深16 m。原设计右侧为一级护墙,二、三级骨架护坡。2000年5月开工,当2000年10月开挖至距路肩设计高程还差1.5 m～2.0 m时,发现堑坡的地层多为膨胀土,遂根据实际地质情况改为一级矮挡墙,二、三、四级为骨架护坡,设计坡率为1∶2.25,右侧边坡最大高度约为22 m。至2002年3月,当下部挡墙已完工,上部二、三、四级堑坡已成型时,DK307+960～DK308+008段右侧二级以上堑坡坡面土层渗水,局部伴有坡面浅层溜坍。根据当时的坡面变形情况,在相应段落的堑坡上加设了数条支撑渗沟以增强坡面稳定性。2002年5月1日～8日,连降大雨,5月4日,堑坡坡面发生滑坍,坡面骨架及部分渗沟被推垮。继后,在山坡后部距线路约110 m～120 m处的山坡坡面出现弧形张裂,在山坡中部的主轴断面两侧附近地表出现了延伸方向与主轴近于平行的锯齿形剪切裂缝,二级平台水沟出现弯曲变形。6月27日、28日,再降大雨,DK307+885～DK307+940右侧二、三级堑坡坡面出现滑坍变形。
2 滑坡工程地质特征
2.1 地形地貌
滑坡处的山坡自然坡面较为平缓,自然坡度10°～20°,斜坡两侧发育冲沟,堑顶以上征地界外均为果园。滑体后部山体基岩裸露,山坡较陡,自然坡度45°～20°,略呈圈椅状。滑坡纵向长124 m,横向宽度185 m,滑体总厚度8 m～12 m(包括浅层滑动4 m～6 m),滑坡体组成以膨胀土为主,底部裹夹有白垩系和泥盆系残坡积层,滑体中孔隙水位较高,土体在4 m～6 m以下多呈硬塑～软塑状,并因此产生浅层的次一级滑动。滑床地层在滑坡体中部,为白垩系砂岩夹泥岩,两侧为泥盆系片岩夹大理岩,在滑坡体中后部滑带中发现的滑面均位于土石分界处,由此可见滑坡中后部滑动面(带)受土石分界面控制,坡度8°～12°,滑坡前部位于砾石土层上,在后部推力作用下,发生蠕动变形。
2.2 地层岩性
发生滑坡的斜坡上部为膨胀土(Q
2.3 水文地质条件
根据钻孔揭示,该处地下水主要有:1)基岩裂隙水。主要赋存于滑体以下的砾砂层中,水位稳定。该层水对滑坡的稳定性影响不大;2)滑体土层中的孔隙水。主要赋存于滑体膨胀土层的孔隙中(上层滞水),该层水位极不稳定,补给来源为大气降水,沿裂隙下渗,对混凝土无侵蚀性。
3 滑坡产生的原因分析
滑坡产生的内因有:1)区内存在可滑地层和地层结构:膨胀土地层受水的影响大,稳定性差,膨胀土地层与基岩接触带有一较大的倾向线路的斜面。2)膨胀土地层中孔隙水水位较高,水位以下地层局部呈软塑～流塑状,降低了土体原有的强度。3)地形上滑坡体后缘为较高陡的基岩山坡,略呈圈椅状,而滑体后部为一宽缓平台,上部被辟为果园,每逢降雨,雨水易在此汇聚并沿裂隙下渗。外因有:1)铁路路堑的开挖,使斜坡前缘产生临空面,同时减少了斜坡前缘的反压土层,使斜坡土体失去自然平衡,是造成斜坡下滑的客观原因。2)长达一星期的连续降雨,表水下渗,软化降低斜坡土体强度,则是产生斜坡下滑的主要诱因。
4 整治工程设计
4.1 方案比选
根据多次讨论的意见,做出清方和抗滑桩两个方案。
清方方案:
清方范围:DK307+900～DK308+060,长160 m。依据主轴的滑面厚度及骨架护坡处地表溜塌情况,确定自清方起点起以1∶10向山侧清方。清方宽度约110 m～120 m,厚度约12 m,清方后滑坡后缘下滑段土方已清除90%之多。在清方范围外布置环形截水沟,在滑坡范围内布置数道截水沟。清方后地表进行复耕,原骨架护坡进行修复。优点:施工技术简单,作业场面开阔。缺点:清方工程量大,果树砍伐量大,破坏自然环境和水土保护,社会影响面宽,清方后并未彻底根治滑坡,留有一定的安全隐患,安全可靠性无法保证。
抗滑桩方案:
在DK307+900～DK308+060右侧设两排抗滑桩,滑体后缘裂缝周边设一道排水沟,滑坡体中部设两道排水沟。原骨架护坡应进行修复。优点: 滑坡根治彻底,安全。缺点:作业面场地较小,施工技术难度大,费用较高。
经过比选后,为彻底根治滑坡,保证线路安全,推荐抗滑桩方案。
4.2 设计参数
4.2.1 滑坡推力计算中土体物理力学参数的选取
滑坡推力计算所采用的土体物理力学指标是将探井、钻孔取原状土样做室内试验、工程地质类比法和反算法三种方法所得数据,经精心综合比选而确定。
滑体土:
膨胀土γ=18 kN/m3;基岩:砂泥岩及砾岩γ=23 kN/m3,饱和单轴极限抗压强度R=12 MPa;片岩夹大理岩γ=25 kN/m3,饱和单轴极限抗压强度R=15 MPa;滑带土由于滑体前缘阻滑段滑面没有贯通,其物理力学指标稍大于滑坡后缘滑带土:前缘滑带土(未形成)C=15 kPa,Φ=11.7°;后缘滑带土C=14 kPa,Φ=6°。
4.2.2 安全系数K的选用
对于前缘和上层经常易滑动的局部滑体,采用K=1.25;
对于整个滑坡的深层滑动,采用K=1.15。
4.2.3 抗滑桩桩位处的滑坡推力
前排桩,推力678 kN/m;后排桩(主轴附近),推力1 999 kN/m,桩前抗力643 kN/m;后排桩(距主轴较远处),推力1 337 kN/m,桩前抗力643 kN/m。
4.2.4 结构设计
抗滑桩嵌固段的内力计算采用“K”法,滑坡推力按矩形分布,抗滑桩桩底支撑采用自由端,考虑桩前抗力作用,抗力值应取桩前滑体的剩余抗滑力与被动土压力两者的小者。地基系数、砂岩夹泥岩及泥岩夹砂岩KH=150 000 kN/m3,片岩夹大理岩KH=250 000 kN/m3。抗滑结构的设计采用极限状态法。结构安全系数:抗弯K=1.2;抗剪K=1.3。
4.3 整治措施
针对滑坡产生的原因,本着一次根治,不留后患的原则,施工图设计采用截排地表水与支挡相结合的综合治理方案。
4.3.1 支挡工程
由于滑坡纵轴较长,且前缘发生浅层溜坍,故设置两排抗滑桩。1)于滑坡前缘,既有一级平台附近,设一排桩,共22根,桩间距为7 m,桩截面尺寸2 m(宽)×3 m(高)。桩顶高出既有平台约2 m,高出部分桩身设侧翼,桩间设挡土板。2)于滑坡中部,既有路堑堑顶外,设第二排桩,两端部分桩间距为6 m,中桩间距8 m,截面尺寸2 m(宽)×3 m(高)。
4.3.2 排水工程
根据水泉沟滑坡稳定性计算及形成机理分析,水是滑坡形成与发展的主要因素,特别是水泉沟滑坡已经发生地面裂缝、地表下沉等明显迹象时,疏排地下水、截排地表水、防止其进入滑坡体、加大滑体重量,降低滑带土的物理力学指标显得尤为重要。为此,在滑坡后缘设环形截水沟,拦截滑坡体以外地表水,并顺畅排出至滑坡体以外;滑坡体范围内结合地形、地势布设两道截水沟拦截滑坡体以内地表水;一级边坡平台(第一排桩顶后)上设一道平台截水沟,与滑体上截水沟顺接,并使各条截排水沟联系成一顺畅的整体。
4.3.3 其他
修整破损边坡及支撑渗沟,对地表裂缝开挖并分层夯填。
5 整治效果及反思
该滑坡整治完工后,至今已经过5个雨季的考验,证明稳定,工程使用情况良好。通过该工程的设计与配合施工,强烈意识到设计时不仅要参照地质资料,还要根据现场客观实际和自己的理解做出切合实际的设计。要充分考虑工程实施过程中的一些不利因素,尽量做到对症下药,设计一次到位,一次根治,不留后患。
摘要：结合某膨胀土路堑滑坡的概况,对滑坡工程地质特征进行了研究,分析了滑坡产生的原因,进行了滑坡稳定性评价,提出了滑坡工程的整治方案,总结了该膨胀土路堑滑坡整治的经验和教训。
关键词：膨胀土,路堑,滑坡,整治
参考文献
某路堑高边坡滑坡治理工程实践 第2篇
近几年, 随着城市的不断外扩, 市政工程、公路建设不断向山区延伸, 出现了越来越多的高边坡问题, 高边坡的失稳破坏将引起工期延误、投资加大等问题。高边坡加固的工程实践往往超前于理论研究, 在实践中总结了“预加固理论、固脚强腰”等设计思想, 根据高边坡特点及失稳形态, 加固原则一般有“表层防护、浅层加固和深层加固”, 治理防治技术有边坡地表排水、坡体排水、坡面植被、系统锚杆、预应力锚索、抗滑桩等复合措施。本文结合一工程实例, 较详细介绍了高边坡滑坡治理的分析与设计方案, 对类似路堑工程的治理有一定的借鉴价值。
2 工程概况
2.1 概述
某城市环路在建设中对桩号1K+360-1K+560边坡进行了开挖, 形成了15～60m高的路堑边坡, 主要为类土质及岩质边坡, 其中1K+520-1K+560段为土质边坡。该边坡坡度1:0.75, 坡型为边坡每台阶高约10m, 往后山退2.0m的水平“马道”。
2.2 地质条件
场地属第四系坡洪积堆积丘陵地貌。地形标高介于372.86～428.31m, 自然山坡坡度10～30°。根据地质调绘和钻探揭露, 场地岩土层较为简单, 上部为第四系坡洪积含碎石亚粘土、残积亚粘土, 下伏为二迭系下统文笔山组泥岩, 个别钻孔揭露有二叠系下统栖霞组地层, 岩性为弱风化石灰岩。自上而下岩土层分布及主要岩土层物理力学指标如表1。
①含碎石亚粘土:
褐黄、黄色, 可塑-硬塑, 土质较均匀;主要成分粉砂岩、泥岩, 呈强风化状态。湿土无摇振反应, 韧性中等, 干强度中等。该层主要分布在该路段东部的谷地及坡地的上部, 厚度1.00-9.20m。
②残积亚粘土:
褐黄、灰黄色, 可塑状态, 局部呈可塑～硬塑状态, 主要由泥岩全风化而成, 部分为粉砂岩全风化而成, 组织结构已全部破坏, 矿物均已风化成土状。无摇振反应, 韧性中等, 干强度中等。该层主要分布在该路段东部谷地, 厚度1.50～14.30。
③强风化泥岩:
灰褐色, 薄层状, 裂隙很发育, 发育有多组裂隙, 裂隙产状分别为:倾向331°, 倾角50°;倾向50°, 倾角28°;倾向172°, 倾角82°;倾向112°, 倾角21°;倾向248°, 倾角54°;倾向298°, 倾角58°。裂隙间距均小于0.5m, 岩体很破碎, 岩芯呈碎块状, 部分裂隙两侧的矿物已风化成土状。此外, 在1K+400-1K+420路段南面边坡产生了崩塌, 崩塌体后缘壁见分布三组裂隙:倾向325°, 倾角45°;倾向16°, 倾角60°;倾向285°, 倾角54°。
④弱风化泥岩:
灰黄-灰褐、褐红色, 薄层状, 裂隙较发育, 岩芯呈碎块状、块状。该层在道路钻孔均有揭露, 层顶埋深7.00-23.00m, 钻孔界户厚度0.40-6.00m。
⑤弱风化石灰岩:
深灰色, 中厚层状, 裂隙较发育, 岩石较新鲜坚硬, 岩芯较完整。
括号外为天然快剪指标, 括号内为饱和快剪指标 (勘察报告提供或为经验值)
地下水情况:场地为一孤立的山头北坡, 附近没有溪河及较长的水系冲沟, 大气降水排水通畅, 滞留时间短, 雨停沟干, 无山洪等地表水冲刷作用, 地表水水文地质条件简单。地下水为第四系坡洪积孔隙水, 赋存于各土层含角砾及碎石孔隙中, 渗透性较强。
2.3 边坡现状及滑塌原因分析
1K+360-1K+560边坡开挖坡长200m, 高15.00～60.00m, 分四个台阶放坡, 坡率为1:0.75, 台阶宽度2.00m左右。场地见两处滑塌, 里程桩号分别为:1K+385～1K+430右侧, 宽度45m, 坡高约45m左右, 受牵引影响宽度50m, 滑塌体后缘壁见有三组裂隙:倾向325°, 倾角45°;倾向16°, 倾角60°;倾向285°, 倾角54°。1K+520～1K+555为土质边坡滑塌, 宽度35m, 高度15m, 土体结构较松散且均匀性差。
滑塌原因分析
分析边坡的地层、岩土性质、地质构造、环境背景条件等因素, 滑塌产生的原因主要有以下几点:
(1) 地形的改变是造成该滑坡的主要原因。
(2) 边坡土层 (含碎石亚粘土、残积亚粘土) 失水收缩、吸水膨胀、遇水易软化等的工程特性, 是土质边坡滑坡的内因。
(3) 强风化泥岩中裂隙发育, 完整性较差, 开挖后裂隙结构面和岩层面构成了向外倾的楔形体, 在强降雨的渗入, 结构面的抗剪强度降低, 是边坡岩体失稳、滑塌的内因。
(4) 暴雨作用或天然雨水渗透, 是滑坡产生的直接触发因素。
3 治理方案分析
3.1 治理方案
综合考虑该场地 (边坡) 的工程地质及水文地质条件、周边建筑、环境控制条件, 根据边坡滑塌产生的特点、范围、规模及地形条件, 拟采用分级放坡刷方加固+坡趾重力式挡墙+预应力抗滑桩+坡腰锚索加固的组合方案。由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性, 地质勘察参数难以准确确定, 加之设计理论和设计方法带有经验性和类比性, 应采用动态设计法。
(1) 分级放坡刷方工程
边坡按七级放坡, 设置六个平台。第一级刷坡台阶高7m, 坡率1:1.2, 坡趾设置重力式挡墙工程;第二级刷坡台阶高10m, 坡率1:1, 平台宽2m;第三级刷坡台阶高10m, 坡率1:1, 平台宽2m;第四级刷坡台阶高10m, 坡率1:1.2, 平台宽2m, 坡面骨架内植草护坡加固;第五级～第六级刷坡台阶高10m, 坡率1:1.2, 平台宽2m;第七级刷坡台阶高15m, 坡率1:1.2。
(2) 抗滑桩工程
在第二级1K+398-1K+487平台处设置人工挖孔抗滑桩以抑制边坡的深层滑动。人工挖孔灌注桩尺寸为1.2×1.8m, 桩距为3.0m, 桩长约为17m。混凝土强度等级为C30。
(3) 重力式挡墙工程
在边坡的坡趾, 结合道路排水沟设置重力式挡墙, 防止因坡趾应力集中产生的变形而出现边坡下部的浅层滑塌。重力式挡墙材料采用浆砌块石。块石Mu30, 水泥砂浆M7.5。
(4) 锚索框架 (地梁) 工程
在人工挖孔抗滑桩顶部及边坡的第二级刷坡和第三级刷坡设置锚索框架进行加固。锚索水平间距为3m, 索孔直径为φ170, 锚索均由高强度低松弛无粘结钢绞线组成, 钢绞线抗拉强度为1860MPa, 均采用压力分散型锚索结构。
(5) 排水工程
坡顶平台后5m处设置500x500天沟一道;每级平台上均设置一道500×500截排水沟, 沟底坡率为0.5%;坡体 (面) 以水平间距6.0m设置φ100排水孔, 上斜10%, 内安装φ80软式透水管, 透水管长6～20m。
3.2 稳定性分析与计算
根据该路堑边坡的现状看, 边坡的主要岩土层---强风化泥岩的裂隙很发育, 发育有多组裂隙, 从边坡坡顶、坡面、主要裂隙的倾向及倾角分析, 该边坡主要存在楔形块体滑动和圆弧滑动。
3.2.1 楔形块体滑动
滑坡治理前后的楔形块体及其滑动安全系数如表2。
由上表可知:滑坡前, 边坡按坡面1:0.75进行放坡, 由此坡面及结构面形成的楔形块体滑动安全系数均小于1.0;各级坡面按1:1或1:1.2刷方后, 楔形块体滑动安全系数均大于1.3, 可满足稳定要求。
3.2.2 圆弧滑动
圆弧滑动稳定计算为本边坡治理设计分析的一个重点, 为了慎重, 采用国内 (同济曙光--边坡稳定性分析软件GeoFBA-SLOPE) 和国外 (加拿大Rocscience-SLIDE) 两套成熟商业软件进行详细分析。软件采用极限平衡理论进行二维边坡稳定安全系数计算, 可计算处理各种形状的自然边坡、人工边坡, 可方便考虑土钉、土锚、抗滑桩、挡土墙和土工布等加筋结构作用, 可施加水平垂直或任意方向的作用力, 考虑水浮力, 自动计算地震荷载。计算方法包括:瑞典圆弧法, 简化毕肖普法和简化简布法等。可自动搜索出最不利滑动面, 或根据经验指定滑动面位置后计算安全系数。
(1) 加筋结构
锚索水平间距为3.0m, 成孔直径为φ170;桩顶锚索为900kN压力分散型锚索, 采用10束φs15.2;其他坡面锚索为750kN压力分散型锚索, 采用8束φs15.2。框架地梁为500×600、500×500。抗滑桩采用矩形断面1200×1800, 间距为3.0m。 (2) GeoFBA-SLOPE计算模型及计算结果见图2、3及表3、4。
Rocscience-SLIDE计算模型及计算结果见图4、5。
根据JTG D30-2004 公路路基设计规范要求, 边坡稳定安全系数在天然状态下不小于1.2～1.3, 在饱和状态下不小于1.1～1.2。以上的分析计算结果表明, 治理加固后边坡稳定安全系数可满足稳定要求。
4 滑坡治理与防护设计
边坡治理方案采用分级放坡刷方+坡趾重力式挡墙+预应力抗滑桩+坡腰框架锚索的组合方案。共设七级放坡, 六个平台, 坡率1:1～1:1.2, 平台宽2m;在1K+398-1K+487的第二级平台处设置1.2×1.8m、桩距为3.0m的预压应力人工挖孔抗滑桩以抑制边坡的深层滑动;在人工挖孔抗滑桩顶部及边坡的第二级刷坡和第三级刷坡设置锚索框架进行加固, 锚索设计标准值分别为950kN、750kN。以下为部分设计图纸。
5 结语
路堑高边坡的病害具有复杂性、多样性等特点, 其滑塌治理的分析与设计应依据边坡变形、破坏的特征进行。在该治理工程中综合采用了分级刷方、预应力抗滑桩和压力分散型锚索等加固手段, 解决了类土质及岩质边坡中楔形块体滑动、深 (浅) 层圆弧滑动等稳定问题, 同时结合边坡地表排水、坡体排水、坡面植被防护等综合措施, 达到了安全可靠、经济合理的目的。
摘要：介绍了某城市环路桩号1K+360-1K+560路堑高边坡滑坡治理的设计概况和综合治理方案。本治理工程中采用了预应力抗滑桩和压力分散型锚索等结构, 结合边坡地表排水、坡体排水、坡面植被防护等综合防护措施, 达到了安全可靠、经济合理的目的。本文对类似工程有一定的借鉴作用。
关键词：路堑高边坡,压力分散型锚索,预应力抗滑桩,动态设计
参考文献
[1]李功伯, 谢建清.滑坡稳定性分析与工程治理.地震出版社, 1997
[2]GB50330-2002建筑边坡工程技术规范.中国建筑工业出版社, 2002
[3]苏自约, 阎莫明, 徐祯祥.岩土锚固技术与工程应用.人民交通出版社, 2004
路堑滑坡 第3篇
本文以四川省内巴中至达州高速公路BD10合同段内路堑边坡为例,分析红层边坡变形破坏的主要因素,提出相应的综合治理方案[1,2]。
1 工程概况
巴中至达州高速公路项目位于四川省盆地东北部,路线起于广巴高速公路终点,止于达州至万州(川渝界)高速公路起点,路线全长109.61 km。设计道路等级为公路I级。本文所涉及的滑坡路堑点为BD10合同段K68+170～K68+330路基右侧。
1.1 地形地貌
项目位于四川盆地的东北部,地理位置北纬31°～32°,东经106°40′～107°40′,行政区划属于巴中市平昌县。地貌单元主要为剥蚀侵蚀低-中山地貌。地形特征为泥质岩平台与硬质岩陡坡相间分布,覆盖土层薄。该类地貌海拔410～1 050 m,高出周围丘陵顶200～500 m。纵横沟谷极为发育,沟谷多呈“V”形,坡角在15°～30°,切割深度一般大于200 m,在切割较浅的地区则为丘陵形态。同时在该类地貌斜坡的中上部常有一定面积的平台散布,大小不一,一般前后缘陡峭,台面较为平坦。地形切割较深、地势较高,沟谷狭窄,坡降较大。
1.2 地层岩性
工点的滑坡段覆盖层主要为第四系全新统松散层,即第四系崩坡积层(Q4c+dl),主要为块石土夹粉质粘土,块径2～4 m,块石含量约占60%,其余为碎石及粉质粘土,分布于陡崖坡脚,厚2～6 m。基岩为白垩系下统苍溪组(K1c),砂岩单层厚0.8～2.0 m,斜层理及交错层发育,层面起伏不平,自然边坡现状稳定。
1.3 气象、水文
项目地处亚热带温暖潮湿型气候区,多年极端气温-5.0～41.7℃,最多连续降雨日为21 d,最长无降雨日为34 d,年降雨量在840.9～1 476.6 mm,平均1 044 mm,降雨多集中在5～9月,约占全年降雨量的75%。
区内河溪均为山溪性水流。地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水、碎屑岩类裂隙孔隙水。松散层孔隙水主要赋存于含碎石粉质粘土、块石土等松散堆积层中,具有埋藏浅、分布范围小、含水性受季节变化影响等特点,且局部粘性土层中有上层滞水现象。基岩裂隙水主要赋存于碎屑岩类岩石(泥岩、粉砂岩、长石石英砂岩等)强风化裂隙带和构造裂隙带内,受大气降水及上部潜水补给,尤其富存于线路区各组岩层的砂岩含水层中,其富水性及透水性均较好。
1.4 原设计及施工情况
原地面坡比为1∶2.5,设计边坡坡比为1∶1,最大挖深18.92 m,2级边坡,边坡间平台1.5 m。开挖前及施工过程中无滑坡迹象,施工时按照设计坡比1:1进行开挖,开挖施工至设计路面床顶标高以上30 cm,外露边坡为块石土夹粉质粘土,边坡露出块石最大块径达1 m,岩质为强风化砂岩及泥岩。
2 滑坡变形特征
2011-09-18巴中市平昌县发生约130年一遇的特大洪水,全县特大暴雨持续20多h,17个雨量监测站中有10个站点短时降雨量超过200 mm,其中最大超过341.9 mm。由此引发了该路K68+170～K68+330路基右侧路堑向线路内侧滑移,且发现基岩出现多条较宽裂缝,最大裂缝上口宽度2.6 m。原设计及滑坡情况如图1所示。
勘察表明滑坡南西向北东往路基方向滑移,主滑方向59°,与线路走向近于垂直。滑坡体最大宽度约149 m,纵向最大长度约42 m,量测面积约为4 510 m2,平均厚度约6.5 m,方量约为2.9×104 m2,为小型土质滑坡。该滑坡平面上呈“半圆”形,为土质边坡圆弧滑动破坏,上部外露部分仍为土夹石,但石块直径较大,最大块径达5 m,表面光滑,光面呈竖直状,但强度较低,下部为砂岩、泥岩互层。滑体高差约为22 m,后缘错高4.24 m,最大横向裂缝宽度4.5 m,直观深度11.3 m,连续裂缝长度78 m;中部呈凹面下滑,最大裂缝宽度为2.6 m,深7 m,连续裂缝长度32 m;前缘剪出口距路中线右13.5～17 m,左、右侧缘呈弧形展开。
3 滑坡原因分析
3.1 边坡自身因素
本文涉及的路堑挖方,表面覆盖主要为块石土夹粉质粘土:块石块径2～3 m,大的可达4～6 m,块石含量约占60%,其余为碎石及粉质粘土,下伏泥岩为隔水层,地面水、地下水下渗导致土体滞水,土体抗剪强度下降,自重增加,下滑力增大;边坡经过人工开挖后,覆盖层厚度2～5 m,坡度53°,此时滑体内部应力自然平衡状态被破坏,坡体抗剪强度低、抗滑力小,又因夹杂大型块石多为泥岩,外露面光滑,与周围土质连接不紧密,易形成堆积体裂隙,导致整个坡体强度低,构成了滑坡体自身的不稳定因素。
3.2 暴雨侵蚀,诱发滑坡
坡积松散覆盖层被水浸润后,土体自重和下滑力增大;下伏泥岩遇水泥化、崩解、强度明显降低、抗滑力减小,在暴雨动水压力下、坡面滑力增大、抗滑力和抗剪力减小,从而导致边坡失稳。
3.3 稳定性分析
本次采用理正岩土软件的边坡稳定分析模块进行模拟分析,模板为复杂土层边坡计算模板,稳定分析采用瑞典条分法计算,极端工况按土质均达到含水饱和的极端状态进行计算[3,4]。模型见图2,采用的计算参数见表1。
根据以上参数模拟进行计算得到安全系数值,见表2,模拟的滑动面见图3,与实际发生滑坡情况基本相吻合。
4 处理方案
经现场探测,表层堆积体厚度2～5 m,下为砂岩、泥岩互层,决定采用清方+锚固综合方案,具体操作见图3。
处理方法如下:
(1)清方。清除表层浮土、危岩及部分全风化岩体,为避免应力过于集中,适当放缓边坡,加宽2级边坡之间的台阶,以提高边坡的稳定性;
(2)封面。由于泥岩及砂岩易风化,清除表面后,及时采用挂网喷混凝土,封闭外露岩面,防止坡面的进一步风化。
(3)锚固。因基岩裂缝较大,且基岩下有泥岩夹层,故采用3 m×3 m间距垫墩锚索预加固可能松动的岩体,其锚索采用4-Φ15.2的高强度低松弛钢铰线制作,锚固段8.0 m,设计抗拔力为500 kN,钻孔采用Φ130 mm孔径。锚索现场应垂直坡面,锚索位置可根据实际情况适当调整。
(4)防排水。在距坡顶5 m处设置截水沟,以防止山体坡面的集水对坡面的冲刷;并用M7.5浆砌片石填塞较小裂缝,使坡面大致平整、裂缝闭合。
同样采用表1中的数据,对拟采取的处理方案进行稳定性计算,结果见表3,为稳定状态。
经治理后,坡体稳定,无次生灾害发生。
5 结语
对于红层路堑边坡,应尽量避免暴雨季节施工,若施工无法避开此时段,则应在施工前做好防排水措施,坡面成形后,及时封闭坡面及裂隙,防止红层中泥岩及粘土内部与水的过多接触。对于坡积层,施工时应保持其坡体整体的受力平衡,针对不同的地质情况,采用不同的稳固措施,如坡度较陡时,减压、放缓坡度;堆积体较大时,增加挡墙甚至抗滑桩;坡体为大体积岩质时,可采用锚杆、锚索等锚固岩体措施等,本文所采取的处理方法可供类似工程借鉴。
摘要：红层地质在我国分布非常广泛。文章以红层路堑边坡发生滑坡的典型工点为例,分析其变形破坏的主要因素,建议在覆盖层为松散层、内部为砂岩和泥岩互层的结构中,采用清方、网喷、锚索、防排水等相结合的综合治理措施。
关键词：路基工程,红层路堑边坡,滑坡,综合治理
参考文献
[1]张斌,马征军,向科明.高速公路泥岩高边坡破坏特点与治理[J].路基工程,2003(3):69-71.
[2]杨伟,林义华,许媛.某高速公路软质岩高边坡稳定性及防治措施分析[J].公路交通技术,2011(1):14-16.
[3]朱维伟.全强风化泥岩高边坡稳定性分析方法研究[J].林业建设,2009(4):31-34.
[4]张斌,刘高,聂德新.高速公路泥岩边坡时效变形破坏机理分析[J].岩石力学与工程学报,2003,22(12),1988-1993.
[5]梁伟.昆明某边坡工程中泥岩的地质问题浅议[J].云南建筑,2006(6):29-30.
[6]李宗耀,王炜.泥岩的工程性质试验研究[J].技术研发,2011,9(18):169.
路堑滑坡 第4篇
关键词：深路堑,滑坡,成因分析,治理
0 引言
靖通高速K288+580~K289+050左侧深挖路堑地段全长470 m, 最大挖深位于K288+900处, 挖深30.69 m。边坡设计为阶梯形五级, 每级边坡高6.0 m, 边坡率上部二级1∶1.5, 下部三级为1∶1.25。切方地段岩性主要为全、强风化泥质胶结的砾岩, 局部夹0.5 m~3.0 m全风化泥质页岩或炭质页岩。路堑开挖至路基设计标高后, 山体开始向下蠕变滑移, 于后缘断续形成长达450 m纵向裂缝, 裂缝距设计中线40 m~120 m (见图1) 。坡体持续向临空面推移, 移动速度5 mm/d~15 mm/d, 剪出口于路基坡脚上部2 m~6 m页岩层中, 局点有地下水渗出, 施工单位对滑坡体持续监测, 并对坡体前缘挤出的岩土体进行清理。通过对滑坡进行勘察分析, 滑体推力计算, 提出治理设计方案并整治, 取得良好效果, 说明工作程序和治理方案切实可行。
注:1—新滑坡周界;2—古滑坡范围;3—滑坡台阶;4—排水沟;5—剖面线及编号;6—勘探点及编号;7—滑坡推力方向
1 滑坡场地地质环境背景
滑坡场地属于构造剥蚀地貌, V型谷山地边坡, 坡度约为15°。地区气候属寒温带大陆性季风气候, 年平均气温4℃左右, 降水量约850 mm, 雨季集中在7月~8月, 其中7月份降水占全年51%, 最大冻深1.40 m。大地构造单元为太子河凹断束的边缘, 华北地台与辽吉裂谷边缘断裂带在测区东侧通过, 为侏罗系断陷盆地的边缘断裂[1], 活动不明显。场区地下水为碎屑岩类孔隙水, 富水性弱, 渗透性良好。层间页岩渗透性差, 具有相对隔水作用, 受其阻隔局部形成层间滞水, 缓慢径流至坡脚处排泄。区内近百年来没有发生Ⅵ级以上地震, 设防标准为50年超越概率10%的地震动峰值加速度为小于0.05g, 地震基本烈度小于6度, 地震反应谱特征周期0.35 s, 属于构造稳定区。
工程地质层 (如图2所示) 为 (1) 碎石:灰色, 稍湿, 松散, 混粘性土, 层厚小于0.5 m。 (2) 砾岩:上部全风化, 下部强风化, 产状330°~345°∠9°~15°, 灰黄色, 厚层状泥质胶结, 粒径0.3 cm~10 cm为主, 局部可见20 cm~70 cm漂砾, 层厚大于5 m, 为路堑边坡和路基主要组成部分。 (2) 1炭质页岩:风化强烈, 产状与砾岩基本一致, 灰黑色, 厚层状泥炭质结构, 岩体软弱, 以砾岩夹层形式分布, 为滑动带主要组成层位, 滑带处层厚1.0 m~3.5 m, 受古滑坡作用, 岩层破碎严重。 (2) 2泥质页岩:风化强烈, 产状330°~345°∠13°~15°, 灰绿色, 厚层状泥质结构, 局部页理发育, 岩质软弱, 为砾岩夹层状分布。滑动带主要组成层位, 滑带处层厚0.5 m~1.8 m, 受古滑坡作用, 层底形成较光滑的古滑面。
注:1—新滑坡波动面;2—古滑坡滑动面;3—砾岩;4—炭质页岩;5—泥质页岩;6—地面高程
2滑坡岩土体特征
滑坡后缘位于设计截排水沟外围, 形成的拉张裂缝不连续, 总体走向与边坡走向一致, 南北长约450 m。滑体中后部局部形成羽状排列的剪切裂缝, 缝间距1 m~4 m, 后缘滑坡壁高0.50 m~1.50 m。坡体前缘沿页岩层理滑动挤出, 上部的岩土体向临空面滑塌, 滑动面局点有地下水渗出, 流量为0.027 L/s~0.039 L/s。滑坡中前部滑动带厚1.0 m~2.5 m, 上部为0.5 m~1.5 m炭质页岩, 下部为泥质页岩, 厚0.5 m~1.0 m, 受滑动作用页岩体破坏成粘土状, 滑面清楚, 滑痕可见。圈定滑坡平面上总体呈近似矩形, 南北长约450 m, 东西宽约80 m~100 m, 滑体厚度5 m~15 m, 平均厚约10 m, 滑体方量约30万m3。滑体自南西向北东呈推移式缓慢下滑, 滑动面后部切割砾岩, 中前部顺着相对软弱的页岩夹层滑动。
滑体以全、强风化砾岩为主, 底部为风化强烈的炭质页岩、泥质页岩。滑床为强风化砾岩, 局部夹强风化泥质页岩、炭质页岩。泥、炭质页岩隔水, 强度受水浸降低。对滑坡各部位岩土体进行原位测试和土工试验, 其物理力学指标见表1。
3 滑坡成因及类型
1) 岩土体结构。滑带主要位于砾岩层中相对软弱的泥质页岩和炭质页岩部位。页岩风化成粘土状, 其抗剪强度受土质的稠度控制。由于渗水微弱, 受阻隔的地下水不能及时排出, 造成其含水量增加, 软化岩体, 稠度增加降低了抗剪强度, 抗滑力大大降低。
2) 地形及地层结构。山体自然边坡向北北西倾斜约15°, 顶部小于10°。滑坡体及滑床为一套沉积建造的厚层状地层, 产状330°~345°∠9°~15°, 与自然边坡倾向基本一致。路堑形成的边坡为顺层边坡, 边坡率1∶1.5 (约39°) 。边坡土体受重力作用产生顺层的推力 (即下滑力) , 对边坡的稳定性极为不利。
3) 地下水作用。大气降水渗入坡体内, 受下部全风化页岩阻隔不能及时排走, 造成坡体水位升高。受地下水浸泡上部岩土体的容重相对增加, 下部滑带处岩土体发生软化, 抗剪强度降低, 造成滑坡形成。另外地下水在土体与滑面部位渗流时, 形成动水压力, 对上部土体产生机械、化学潜蚀作用, 也大大降低滑面处土体强度[2], 也促成滑坡形成。
4) 古滑坡及工程人为因素。根据地质调查和勘探, 开挖路堑位于古滑坡体前缘抗滑段部位。对抗滑段土石方进行挖除减载, 降低抗滑阻力;路堑坡体顶部为施工便道, 且有大型负重的汽车通过, 增加坡体上部下滑推挤段推力, 使既已存在的古滑坡体复活。
综上所述, 区段岩土体结构、地层结构、地下水作用和既已存在的古滑坡体是本段路堑滑坡的内在因素, 工程人为因素是诱发古滑坡复活的主要外因。结合滑坡内外因素, 该滑坡属于推挤型滑坡。
4 滑坡计算与分析
4.1 稳定性分析方法
采用JTG D30—2015公路路基设计规范推荐的传递系数法计算滑坡剩余下滑力。计算模型如图3所示[3], 当Ti<0时, 取Ti=0, 当滑坡体最后一个条块的剩余下滑力不大于0时, 滑坡稳定;当大于0时, 滑坡不稳定。
其中, Ti, Ti-1分别为第i和第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和第i-1滑块对应滑面的倾角, (°) ;ψi为传递系数;φi为第i滑块滑面的内摩擦角, (°) ;ci为第i滑块滑面岩土的内聚力, k N/m;Li为第i滑块滑面长度, m。
4.2 参数选取
1) 安全系数。
依据JTG D30—2015公路路基设计规范一般规定, 对滑坡稳定性进行验算, 抗滑安全系数对高速公路宜采用1.2~1.3[3], 综合考虑边坡施工及运营期安全等最不利情况, 系数取值1.3。
2) 岩土体参数。
对滑坡体、滑动带、滑床岩土体进行多组室内土工试验和现场原位测试, 结果参见表1。重要指标按照工程不利条件选取大值, 抗剪指标以滑坡体计算剖面附近各钻孔土样实测的饱和快剪和残余剪试验作为参考, 采用重复剪的残余强度, 并结合滑坡体已出现整体变形、微滑趋势 (取安全系数Fs=0.9~1.0) [4], 利用K288+840, K288+925横断面反分析方法综合确定岩土体参数。具体指标参数选取值见表2。
反分析验算:以K288+925横断面为例, 验算复杂岩土层稳定安全系数。
稳定计算目标:指定滑面的安全系数。稳定分析方法:简化Janbu法。
土条宽度:1.000 m。
非线性方程求解容许误差:0.000 01。
方程求解允许的最大迭代次数:50。
计算结果 (见图4) :最危险滑裂面滑动安全系数=0.915, 介于0.9~1.0之间, 符合滑坡体已出现整体变形、微滑趋势的实际情况。
4.3 滑坡推力计算
根据滑坡区段的地形地貌条件和滑坡体实测的6条横断面, 荷载为滑体重力、地下水产生的静水压力和动水压力, 采用最不利指标对6条横断面进行剩余下滑力计算。计算简图和结果见图5, 表3。
5 滑坡治理方案
5.1 方案选取
针对本工程建设用地已审批确定, 在不允许大面积削坡减载超出征地红线范围之外的情况下, 进行抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架梁三种方案比较。三种方案均能治理滑坡, 但上述三种方案建安费分别为2 531.3万元、2 234.6万元和2 848.4万元, 预应力锚索抗滑桩方案造价最低, 预应力锚索框架梁方案造价最高。从施工难度、质量控制和滑坡体岩土体性质等角度分析:预应力锚索抗滑桩方案需要专业队伍进行锚索施工, 并需严格控制施工质量, 特别是锚索的防腐和灌浆质量难以保证;预应力锚索框架梁方案可以稳定滑坡, 但设计张拉力较大, 锚索需要较多的根数和束数, 对施工质量要求较高, 另外锚索的腐蚀、预应力损失、锚固段注浆质量、地层蠕变都将影响其使用效果, 需要谨慎对待。对比以上经济和技术优势, 抗滑桩方案优点较明显, 所以采用抗滑桩方案。
5.2 抗滑桩
根据剩余下滑力计算结果、滑坡地质、滑带倾角情况, 抗滑桩采用矩形截面, 截面尺寸2 m×3 m, 桩中距5 m, 桩位布置在路堑边坡二级平台上, 内力和变形计算采用悬臂桩m法。桩身材料采用C30钢筋混凝土, 桩底边界条件按自由端考虑, 桩前、后滑动面处的地基系数K=A=6 000 k N/m3, K=A'=12 000 k N/m3, 滑动面以下地基系数的比例系数:强风化页岩和强风化砾岩取m=20 000 k N/m4, 全风化页岩和强风化炭质页岩取m=15 000 k N/m4, 不考虑桩前剩余抗滑力。结构重要性系数取1.0, 永久荷载的分项系数取1.35, 抗滑桩桩身按受弯构件设计, 计算结果如表4所示。
6 抗滑桩治理工程设计
1) 刷方减重:将二级边坡平台加宽至5 m, 为抗滑桩施工提供工作平台。为保证受力段桩长, 防止滑体从桩顶剪出, 将一级边坡高度由原设计的6 m改为8 m。为减小剩余下滑力, 将上部边坡放缓。一级边坡高8 m, 坡率1∶1.25, 碎落台宽2 m;二级边坡高6 m, 坡率1∶1.25, 平台宽2 m;三级边坡高6 m, 坡率1∶2, 平台宽5 m;四级边坡高6 m, 坡率1∶2, 平台宽2 m;五级边坡坡率1∶2, 平台宽2 m。
2) 抗滑桩:根据滑坡体范围和计算成果, 在K288+620~K290+020段二级边坡平台上设置一排C30混凝土抗滑桩, 抗滑桩采用矩形截面, 截面尺寸2 m×3 m, 桩间净距3 m, 预设抗滑桩81根, 桩长依据计算采用18 m, 19 m或20 m, 锚固段不小于11 m。抗滑桩分三批跳槽挖孔施工, C30混凝土浇筑, 纵向受力钢筋采用直径32 mm HRB400钢筋, 抗剪箍筋采用直径20 mm HRB400钢筋, 两侧和受压边设置构造钢筋。
3) 锁口、护壁和反压护道:抗滑桩进口设置2 m高C25钢筋混凝土锁口;桩井设置护壁;为保证挖孔过程中的安全, 防止滑坡推力对桩孔的推移, 在桩外侧设置宽度不小于20 m的反压护道, 高度与桩顶基本齐平。反压护道填方采用临近挖方路段的弃方。
4) 挡土板:为防止桩间土溜出, 在桩后设置C30钢筋混凝土预制挡土板, 挡土板采用矩形截面, 长4.0 m, 厚0.4 m, 宽0.6 m, 与桩的搭接长度0.5 m, 保证顶部岩土体不能从桩间挤出。
5) 预应力锚索框架梁:经计算K288+648~K288+770路段存在桩前剩余下滑力, 一级边坡上采用预应力锚索框架梁进行加固。框架梁纵梁间距3 m, 横梁垂直间距3 m, 采用C30钢筋混凝土现浇, 梁矩形截面尺寸50 cm×50 cm。共设置3排锚索, 锚索设计抗拔力500 k N, 采用5束15.24 mm高强度、低松弛普通钢绞线制作, 钢绞线强度fpk=1 860 MPa。锚索总长25 m, 锚固段10 m。
6) 坡面防护:滑坡支挡工程施工完毕后, 对坡面进行防护, 一、二级边坡采用叠拱+土工格室植物防护, 三级~五级边坡采用叠拱植物防护, 各级边坡两侧低矮三角区采用植物防护, 叠拱防护采用M10浆砌片石砌筑。
7) 排水系统:坡顶沿等高线在滑坡外设置截水沟, 每级边坡平台上均设置平台截水沟, 路堑边沟下原设计有碎石盲沟。在二级边坡下部设置一排仰斜式排水孔, 排水孔横向间距5 m, 长度应能穿透滑动面, 孔内填充110 mm硬塑透水管, 里端采用2层无纺土工布包裹。
治理工程设计简图见图6。
7 结论与认识
1) 区段岩土体结构、顺坡地层、地下水作用和既已存在的古滑坡体是本段路堑滑坡的内在因素, 工程人为因素是诱发古滑坡复活的主要外因。
2) 滑坡推力计算参数选取依据室内土工试验和现场原位测试成果, 并结合滑坡体已出现整体变形、微滑实际情况, 利用不同滑坡断面进行反分析方法计算综合确定。
3) 滑坡治理方案选取从岩土体结构性质、施工难度、质量控制等技术角度出发, 结合工程造价方面, 综合选择优势明显的抗滑桩方案。
4) 抗滑桩治理工程设计首先考虑满足现场施工条件和施工顺序, 然后针对桩体、挡板、坡面防护以及排水系统等具体细节进行详细设计。
参考文献
[1]吉林省地质矿产局.吉林省区域地质志[M].北京:地质出版社, 1988.
[2]吉林省国土资源厅.矿山地质环境保护与恢复治理方案编制培训班教材[Z].2013.
[3]JTG D30—2015, 公路路基设计规范[S].
路堑滑坡 第5篇
炎陵至汝城 (湘粤界) 高速公路是规划的湖南省高速公路网 (五纵七横) 中一纵 (岳汝高速公路) 的一段。炎陵至汝城 (湘粤界) 公路为岳汝线湖南省境内的最南段, 接广东省内的仁深高速, 是湖南省连接广东、香港与澳门的又一重要通道。
炎汝高速K127+732~K128+000段右侧边坡, 位于汝城县境内, 长268m。原设计坡高33m, 经连续暴雨后, 边坡出现滑坡, 山体变形加剧, 在滑坡体后缘部位发生大规模的下错, 前缘坡体局部隆起、下滑等, 2个月后, 边坡体下错得非常厉害, 主滑裂面出错台高差达3左右。滑坡平面形态呈圈椅状, 主滑方向为67°, 与线路方向垂直。滑坡纵向长约95m, 前部宽约120m, 后缘宽约30m, 中部最宽处约90m, 圈定的滑坡体面积约6600m。滑体最大厚度约22.70m, 平均厚度约16m。 (图1、图2)
2 工程地质条件
根据区域地质资料, 滑坡地貌类型属剥蚀构造丘陵地貌, 主要由石炭系大唐组地层构成。滑坡体最高海拔为663m, 最大相对高差40m, 地形坡度约30°, 山体修坡前植被较发育, 现局部被修整植破坏。
根据《K127+800~K127+900段滑坡工程地质勘查报告》, 本段边坡路段场地工作区内出露地层主要为石炭系大唐组 (C1d) 及第四系坡积物 (Q dl) 。现自上而下分别为粉质粘土 (厚1.2-5.5m) 、全风化泥质粉砂岩 (厚1.1-11.7m) 、强风化泥质粉砂岩 (厚1.80~11.20m) 、强风化炭质页岩 (厚3.70~17.20m) 、全风化泥岩 (厚0.50~14.70m) 、全风化砂岩、强风化砂岩。其中全、强风化层
根据开挖断面反映, 边坡范围内岩土体破碎, 产状紊乱, 无明显连续的结构面。
3 滑坡原因分析
3.1 本路段山体滑坡类型属推移式土岩混合型滑坡, 滑坡现处于强变形阶段, 滑坡两侧及后缘滑动后下错。
滑坡体前部因削坡植被破坏严重, 剪出口为坡脚。滑坡体整体变形强烈, 出现多条裂缝, 两侧下错距离一般为1-2m, 最大下错距离约3m, 后缘下错距离约2.5m, 上部植被较发育。
3.2 本边坡工程地质条件极差, 存在强风化炭质页岩及全风化泥岩等对边坡工程的不利的岩土体。
该类岩土体往往岩质软弱、岩体破碎, 遇水易软化, 失水易崩解, 为控制边坡稳定性的主要岩土体。
3.3 根据勘探揭露及地面调查综合分析, 滑动面总体上呈弧形, 滑面受岩层性质控制, 该滑坡滑面主要在炭质页岩及泥岩中。
3.4 本地区6-10月雨水非常多, 雨水渗入边坡内的炭质页岩及全风化泥岩层中, 造成土体软化, 岩土体饱水、地下水水位下降往坡脚渗流, 边坡土层失去稳定作用。
4 滑坡计算分析及设计思路
4.1 滑面线的确定
由于勘探过程中未见到明显的滑带土 (层间软弱带) , 估计滑带厚度很薄或者与滑体差异不大。本滑坡的滑动带的确定主要依据钻探过程中钻孔漏水情况及地层分布发育情况联合圈定。
根据工程经验, 本滑坡滑带主要位于炭质页岩底部及层间, 泥岩底部及层间。强风化炭质页岩层状构造, 遇水极易软化, 岩石性质极差;全风化泥岩, 泥质构造, 层状结构, 遇水易软化, 岩石性质差。其次, 根据滑坡后缘山坡及前缘坡面的裂缝开裂程度、延伸度、下错距离等特征可判断主滑面的位置。如图3、图4。
本次计算采用理正软件, 选取K127+866断面采用简化Bishop法按圆弧滑动对边坡进行稳定性分析, 检算采用的力学参数参考岩土勘察报告并结合相关工程经验。
4.2 力学指标的反算与选取
根据工程经验, 本边坡稳定的最不利工况是连续降雨后, 岩土体饱水、地下水水位下降往坡脚渗流的工况。
鉴于边坡变形与滑动发展情况, 结合相关工程经验, 本边坡根据拟定的滑面的力学指标反算工况如下:1) 边坡天然状态下开挖后, 处于蠕动状态边坡安全系数1.00;2) 降雨后, 边坡岩土体饱水, 边坡安全系数取0.90进行力学指标的反算, 以确定设计指标。采用理正软件按简化Bishop法对折线滑动的主滑面进行指标反算, 反算采用岩土体的容重参考《勘查报告》结合相关经验如表1。
滑面力学指标反算结果如表2。
通过以上反算分析, 综合考虑相关工程经验, 确定滑面取值如下:
滑面在天然状态下:粘聚力C=17.6 k Pa内摩擦角φ=15.4°
滑面在饱水状态下:粘聚力C=16.3 k Pa内摩擦角φ=13.9°
4.3 设计思路
4.3.1 对于本滑坡治理, 本着“综合治理, 防治结合, 一次根治、不留后患”的设计原则进行设计。
4.3.2基于本滑坡主滑面裂缝已到达山坡顶部, 个别次滑面裂缝处于反坡段的实际情况, 总体设计思路是“刷坡清方、减载反压, 尽量采用稳定的缓坡率, 清除滑动体”, 既确保刷方后边坡整体稳定性, 又确可以除边坡范围内因病害产生松动的岩土体。根据边坡现状, 对本边坡进行分级, 并适当的设置大平台, 以达到减载反压的效果。
4.3.4 加强排水, 采用有效的排水措施, 疏排边坡地下水及地表水, 加强边坡的稳定性。
4.4 对拟设计边坡的稳定性计算
根据设计思路及地形现状, 拟定坡形坡率, 分级设计, 每级坡高6m、坡率1:1.50~1:1.75, 平台宽4m~25m不等, 选取K127+866及K127+900作为计算断面, 如图3所示。
采用理正软件, 对计算断面用简化Bishop法按圆弧滑动对边坡进行稳定性分析, 计算工况为坡体饱水状态, 其容重采用表1饱水状态容重值。
考虑本次反算未能分析岩土体饱水、地下水水位下降往坡脚渗流的最不利工况, 在进行设计时, 力学指标参数计算取值比反算值略低, 设计取值如下: (图5)
粘聚力C=15.6 k Pa内摩擦角φ=13.4°
检算结果结果如表3。
如表3所示, 设计边坡未加固前, 两个计算断面的局部及整体滑动安全系数最低1.078、最高1.223。采用设计吨位500k N的锚索框梁 (列间距3m) 加固边坡其中一~三级边坡后, 两个计算断面的局部及整体滑动安全系数均大于1.20, 符合规范要求。
以上述计算结果为依据, 对边坡进行加固设计。
5 设计措施
5.1 边坡坡形、坡率
滑坡段落按六级边坡进行放坡卸载处理, 每级边坡高度控制在6 m, 坡率为1:1.5至1:1.75, 碎落台宽4m, 根据潜在滑动面, 边坡平台宽度按4m-25m不等设置考虑。
5.2 边坡加固防护措施设计
根据“强腰固脚”的设计原则及滑坡稳定性的计算, 一级边坡坡脚设置护脚防护, 滑坡中间段落设置锚杆格梁加固, 锚杆长度11.5m, 设计抗拔力为100KN, 采用一次注浆, 注浆压力不小于0.5Mpa;二级、三级、五级、六级边坡采用3排预应力锚索框架梁加固, 锚索长度22m-32m不等, 锚索体采用5束φ15.24mm, 标准抗拉强度为1860MPa的高强度、低松弛的普通预应力钢绞线编制, 锚固段长10m, 锚索设计张拉力500k N, 锁定拉力为550k N。采用两次注浆, 第一次采用孔底返浆, 灌注强度为M30的水泥砂浆, 注浆压力不小于0.5Mpa。第二次注浆在二次注浆管锚固段开孔, 采用高压劈裂注浆, 灌注M30纯水泥浆, 以注浆压力达到1.5Mpa以上持续20min或灌注100L/m注浆量为控制原则;四级边坡采用骨架三维网植草防护。
5.3 排水设计
雨水为影响土体及边坡稳定的一大重要因素, 必须对边坡设置“截、汇、疏、排”的排水系统, 防止雨水大量渗入边坡土体, 造成土体变质影响边坡稳定。
对于边坡堑顶部位设置截水沟, 截流坡面以外的雨水, 避免雨水进入开挖坡面。边坡设置拦水石, 汇集坡面雨水, 通过砼肋槽汇集进入平台截水沟, 再与边坡外侧截水沟相接。一级边坡及三级边坡坡面下部各设置两排斜孔排水, 疏导排除边坡内部水分, 减低地下水位。
结束语
滑坡处理为公路设计及施工的重难点, 处理不当将对公路的运行产生极大的危险。本文通过炎汝高速滑坡实例提出滑坡工程的几点设计建议:
a.地质状况为滑坡的主要因素, 为避免滑坡的发生, 公路选线时需重点考虑沿线地质状况, 采用地质选线避开不良地质段, 完全避免滑坡的发生。如确实无法避开, 应尽量抬高纵断面, 不应在不良地质段出现路堑边坡。
b.水是引起滑坡的主要诱因, 页岩、泥岩等遇水易软化, 失水易崩解, 岩石性质极差, 设计中应从上至下做好防排水设计, 应避免开挖坡面以外的雨水进入坡面范围, 坡面应设置汇水设施。
c.滑坡处理应本着“固脚强腰”的原则, 采用适当的加固防护措施, 尽量做到“经济合理、施工可行”。
d.对于滑塌非常严重的边坡, 应采用“刷坡清方、减载反压, 尽量采用稳定的缓坡率, 清除滑动体”的设计原则, 对边坡进行综合防治, 达到一次治理、不留后患的目的。
摘要：通过炎汝高速的滑坡实例, 详细分析了炭质页岩及泥岩路段滑坡的原因, 并通过计算分析, 确定了滑坡严重路段的处理方案, 保证路堑边坡一次根治, 不留后患, 为其他类似滑坡病害提供一定的参考。
关键词：路堑滑坡,计算分析,处理方案
参考文献
[1]JTG D30-2004公路路基设计规范[S].
路堑滑坡 第6篇
点南铁路改DK17+130——+260地段位于南坪隧道出口, 线路以挖方通过低中山前缘, 地形起伏, 路堑边坡最大挖深29.0m。
地层:地表为湿陷性新黄土、黄褐色, 坚硬～硬塑, 湿陷系数0.015～0.096;下为泥岩, 紫褐色、红褐色为主, 全风化～强风化, 具膨胀性。
水文条件:富含地下水、水位高程1190.32m。
地震动峰值加速度:0.10g。
土壤最大冻结深度:1.5m。
综述:地质情况不良, 具有明显滑坡趋向。
2 处理方案
(1) 基床表层换填0.5m厚A组土, 其下设0.1m厚中粗砂垫层夹一层经编复合土工膜, 下设0.3m厚三七灰土垫层。施工中基床为湿陷性软弱层, 增加三七灰土换填至2.0m。
(2) 改DK17+130～+206.75侧沟平台外侧设5.0m高桩板挡土墙;桩采用C30钢筋混凝土浇注, 长16m, 桩采用顺线路方向1.75m, 垂直线路方向2.5m的矩形截面, 间距5.0m;板采用C30钢筋混凝土预制, 长3.65m, 高0.5m, 厚0.35m, 板后设不小于0.5m厚砂加卵石反滤层。
(3) 设计路堑边坡坡度1∶ 1.5, 采用M7.5将砌片石护坡。施工中采取卸载方案后变为1∶ 2。
(4) 路堑两侧设梯形侧沟, 深不小于0.8m, 底宽0.4m, 外侧设2.0m宽平台, 侧沟及平台采用M7.5将砌片石砌筑, 厚0.3m。
(5) 两侧侧沟边坡平台下设渗水盲沟, 渗水盲沟宽不小于1.0m, 深不小于2.0m, 基础采用C20混凝土, 厚0.2m, 基础上设Φ315mmPVC带孔双壁波纹渗水管, 沟内充填洗净碎石, 顶部设0.2m厚中粗砂夹EPS保温板, 并在渗沟四周铺设一层透水土工布。
3 稳定性检算
本工程实施的关键在于确保施工、使用过程中的抗滑桩稳定性, 根据朗金土压力理论, 对各阶段稳定性检算如下:
依据实验室取得土工实验数据:γ=18kN/m3, ψ=200, C=12kN。
m=tg (450-ψ/2) , 依据郎金土压力系数数值表得:m=0.700, m2=0.490, 1/m=1.428, 1/m2=2.040
3.1 施工渗水盲沟前
(1) 桩体前被动土压力为:pp=γztg2 (450+ψ/2) +2c*tg (450+ψ/2) =γz/m2+2c/m
桩体前右侧被动土压力力矩为:M右=1/6* (γz*1/m2+2c/m) *z2
=1/6* (18*11*2.04+2*12*1.428) *112=8836.87kN*m
(2) 桩体左侧被主动土压力为:pa=γztg2 (450-ψ/2) -2c*tg (450-ψ/2) =γzm2-2cm
桩体左侧主动土压力力矩为:M左1=1/6*γm2 (z-2c/γm) 3=1/6*18*0.49* (16-2*12/18*0.7) 3=4116.56kN*m
(3) 附加荷载应力计算
①计算原理
a.三角形分布条形荷载作用下的土中应力计算公式1, 其最大值为p, 计算土中M点 (x、z) 的竖向应力δz时, 可在宽度b范围内积分即得:
dp= (ξ/b) pdξ
δz= (2z3p/πb) ∫ab{ξdξ/[ (x-ξ) 2+z2]2}= (p/π) {n’[actg (n’/ m1) -actg (n’-1) / m1]-[ m1 (n’-1) ]/[ (n’-1) 2+ m1]}=αsp (1)
αs—应力系数, 它是n’=x/b及m1=z/b的函数, 可由表3中查得。
b.均布条形荷载作用下土中应力计算公式2计算土中任意一点M (x、z) 的竖向应力δz时, 可在荷载分布宽度b范围内积分即得:
αu—应力系数, 它是n’=x/b及m1=z/b的函数, 可由表2中查得。
② 一级边坡荷载:荷载2应力计算n’=-2/15=-0.133
③ 一级均布荷载:荷载3应力计算 (图3-6) n’=x/b=1.5
④二级边坡荷载:荷载4应力计算n’=x/b=-1.27
⑤ 二级均布荷载:荷载5应力计算 (图1～2) n’=2, b=23m
(4) 稳定性检算
针对桩板墙最底端的力矩为:
∑M左= M左1+M左2+M左3+M左4+M左5=4940.28KN*m
∑M右= M右=8836.87 KN*m
安全系数K=∑M右/∑M左=1.79
桩体处于稳定状态, 但K小于2, 安全系数不高。
3.2 施工渗水盲沟时
桩体前右侧被动土压力力矩为:M右=1/6* (γz*1/m2+2c/m) *z2=1/6* (18*9*2.04+2*12*1.428) *92=4924.15kN*m
桩体前左侧土压力力矩为:∑M左==4940.28kN*m
安全系数K=∑M右/∑M左=1.0
桩体处于不稳定状态, 必须采取加固处理措施。
3.3 施工加固处理后
针对施工过程中桩体的不稳定状态, 采取边坡卸载和桩顶对向支撑的加固减载方案, 实施效果良好。
(1) 卸载后边坡土压力荷载6: (图1-3)
根据现场实际地形, 全部挖除第二级边坡荷载, 一级边坡放缓为1∶ 2, 平台加宽为8.0m。
n’=-0.4
(2) 桩顶对向支撑荷载
取安全系数K=2, 桩顶支撑荷载依据力矩平衡条件得:
∑M左=4116.56+153.25=4269.81kN*m
P= (K∑M右-∑M左) /16= (2*4924.15-4269.81) =348.66kN
3.4 施工完成时稳定性检算
渗水盲沟和基床表层施工完毕后, 拆除桩顶临时支撑, 稳定性检算如下:
∑M左=4116.56+153.25=4269.81 kN*m
∑M右=1/6* (γz*1/m2+2c/m) *z2=1/6* (18*11*2.04+2*12*1.428) *112=8836.87kN*m
K=∑M右/∑M左=2.07
桩体处于稳定状态, K大于2, 安全系数高。满足该构造物的永久性安全使用功能。
4 施工工艺
4.1 工艺流程
见《桩板墙施工工艺流程图》。
4.2 施工控制重点
(1) 土方开挖至设计桩顶高程, 开挖过程中遇有大量流砂及淤泥, 车辆行走困难。采用山皮土硬化道路, 反向开挖成型。
(2) 按设计测放桩位, 人工挖孔, 卷扬机提升, 随挖孔同步进行护壁浇注, 直至成孔。开挖过程中, 为避免地下水、施工荷载互相干扰, 采取隔孔开挖。
(3) 挖孔过程中遇流沙层, 以沉井法施工护壁, 攻克地质难题。通过先期施工的18～21#桩发现桩顶地表以下5m范围内出现流砂现象, 18～21#桩孔锁口与护壁出现了不同程度的沉降与倾斜。18#锁口与护壁已完全倾斜, 已不能满足设计要求。即使在采用每0.3m一节的方式浇注护壁也很难继续进行施工。在有流砂的地层采用沉井法施工, 待施工通过流砂地层后, 再继续按原设计施工。沉井法施工, 取消原设计的锁口, 在地面以上直接施工护壁, 然后再护壁内侧开挖, 让护壁自然下沉, 待上节护壁下沉至与地面相平后, 再进行施工下一节护壁。对第2、3、4#桩护壁进行沉井法施工, 施工前将护壁尺寸加大0.1m, 以防护壁发生偏移留出富余量。
(4) 抗滑桩外露部分护壁完成后以砂浆精细找面, 贴有机塑料板以增加混凝土外观质量。此抗滑桩施工完成后被业主誉为“亮点工程”。
(5) 挡土板在预制场预制成型, 抗滑桩开挖后安装。抗滑桩开挖过程中, 为防止边坡滑坡, 采取跳槽开挖, 及时安装挡土板的方法, 随工安放了渗水盲管, 以利排出桩板墙后的地下水。桩体开挖、挡土板吊装须待构造物强度达75%以上时才能进行。
(6) 依据稳定性检算结果, 桩体开挖前对边坡进行卸载处理, 抗滑桩内侧采取桩顶对向支撑, 以确保施工中的桩体安全。施工的渗水盲沟、基床表层、侧沟平台护砌、边坡防护等工程要突击迅速完成, 以减小不利荷载对桩体的影响。
5 经验成果
5.1 沉井法施工护壁, 通过流砂层
在抗滑桩开挖过程中, 遇有大量流砂, 致使部分桩无法下挖, 不能进行护壁施工。对现场、设计资料、地质情况进行了进一步掌握后, 对提出的钢板桩防护、井点法降水、沉井法施工、地下连续墙加固等方案进行经济技术比较后, 选用沉井法施工。在地表浇注沉井, 靠自重及压力促使沉井下沉, 及时纠偏, 必要时辅以射水等其他辅助设施, 顺利通过流砂层。大大节省了工程投资, 为类似工程提出了成功范例。
5.2 完善排水系统, 消除地下水的不利影响
桩板墙每隔10.0m于两桩间横向设置渗水盲沟, 采用Φ200mmPVC带孔双壁波纹渗水管, 桩板墙反滤层后堑坡每隔2.0m交错设置排水孔, 采用Φ50mm软式透水管, 深4.0m。及时疏通桩板墙背后渗水管同渗水盲沟间渗水暗沟, 以渗水土工布包洁净碎石充填, 使排水体系贯通, 修筑干砌保温出口排除地下水。渗水盲沟顶部铺以PE保温板及细砂加以保温处理。本项工程实施效果良好, 有效排出了地下水对工程的不利影响。是对该地区滑坡地段地下水处理的成功范例。
5.3 通过稳定性检算, 采取有效措施, 确保安全