摘要:在建盤興高速公路K5+700~ K5+860段右側(cè),邊坡開挖期間路塹頂外側(cè)發(fā)生山體滑坡,前期滑坡速度較快,對(duì)深挖工點(diǎn)邊坡及施工項(xiàng)目部存在極大的安全隱患, 為確保邊坡穩(wěn)定,查明滑坡原因,對(duì)該處滑坡進(jìn)行勘察布孔。最終得到滑坡巖土層物理參數(shù),通過穩(wěn)定性計(jì)算對(duì)滑坡體進(jìn)行防治,結(jié)合實(shí)際情況,對(duì)比清除滑坡體和設(shè)置抗滑樁方案,確定選擇設(shè)置抗滑樁方案,并對(duì)局部進(jìn)行清除上方,同時(shí)對(duì)該處的深挖工點(diǎn)加強(qiáng)防護(hù),以達(dá)到滑坡處理的目的,為以后類似滑坡工程提供指導(dǎo)和參考。
關(guān)鍵詞:公路; 滑坡; 穩(wěn)定性計(jì)算; 抗滑樁
在建盤興高速公路 K5 + 700 ~ K5 + 860 段右側(cè),邊坡開挖期間路塹頂外側(cè)發(fā)生山體滑坡,對(duì)深挖工點(diǎn)邊坡及施工項(xiàng)目部存在極大的安全隱患。滑坡位于深挖工點(diǎn)右側(cè),滑體位于路線紅線之外,初期滑坡后緣裂縫較大且發(fā)展快速,最快時(shí)約 3cm/d.滑區(qū)屬中山構(gòu)造剝蝕地貌,滑坡平面上呈舌型,剖面呈折線形,滑坡已形成“圈椅狀”地形;潞缶壱阅壳耙研纬傻幕⌒卫瓘埩芽p( 拉陷槽) 為界,其下滑高度約 1 ~3m,滑坡左、右兩側(cè)以已形成的剪切裂縫為界,滑坡前緣以路線右側(cè)開挖邊坡為界; 該滑坡縱向平均坡度 21°,呈上陡下緩形態(tài),上部為陡坡,滑坡中部較緩,前緣為已開挖的山丘,滑坡縱長(zhǎng) 130m,后緣寬 50m,前緣寬度 90m,橫向平均寬 80m,分布面積約 1. 04 萬 m2,平均厚度約 12m,滑坡體積約12. 48 萬 m3,屬于中型淺層工程滑坡。
1 工程概況
1. 1 地形地貌
滑坡區(qū)總體屬于中山構(gòu)造剝蝕地貌。山體較為陡峭,植被較發(fā)育,多為樹木。斜坡左側(cè)為一沖溝,沖溝常年流水。斜坡坡腳左側(cè)為一小平臺(tái),與前方山丘相連,坡腳右側(cè)為一小沖溝,右側(cè)坡腳坡面較陡,高差約 15m,為一自然臨空面。
1. 2 地層巖性
。 1) 第四系全新統(tǒng)殘坡積層( Q4el + dl)含碎石粉質(zhì)粘土: 該層主要分布在斜坡坡面,厚度 1 ~5m.
。 2) 第四系全新統(tǒng)坡洪積層( Q4dl + pl)以碎石土為主,其余為粉質(zhì)粘土及角礫充填,層厚度 3 ~6m.
( 3) 二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M( P2L)
巖性主要有泥質(zhì)砂巖、煤層、砂質(zhì)泥巖及碳質(zhì)泥巖。
1. 3 滑坡體物質(zhì)組成及滑動(dòng)面
根據(jù)鉆探揭示滑體地層情況及結(jié)合地面調(diào)查分析,該滑坡后緣主要為含碎石粉質(zhì)粘土,厚約 8m,向下受軟弱煤層和前緣開挖臨空面影響產(chǎn)生滑動(dòng),滑坡物質(zhì)主要有含碎石粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、煤層等,其巖性分布不均。滑動(dòng)面主要受煤層和前緣開挖臨空面控制,穿越強(qiáng)風(fēng)化層,深度一般 2 ~5m,前部山丘下部因路基標(biāo)高相對(duì)較低,所以推測(cè)滑移面埋深較深,約 11m.
2 滑坡地質(zhì)評(píng)價(jià)
2. 1 滑坡形成機(jī)制分析
( 1) 陡峭及臨空的地貌
滑坡區(qū)地貌類型為中山斜坡地貌,滑坡右側(cè)前緣為一較陡斜坡,斜坡下為沖溝,左前緣為沖溝,高差約 10 ~ 15m,為一自然臨空面,對(duì)斜坡穩(wěn)定性不利,前緣具有滑坡形成的臨空面。
。 2) 較厚的松散堆積層和強(qiáng)風(fēng)化層
坡體堆積土層較厚,且下伏巖層強(qiáng)風(fēng)化厚度較大,基巖面傾角多在 25°。下伏滑床多為煤層,煤層遇水易軟化,易形成潛在的滑動(dòng)面,且煤層為相對(duì)隔水層。滑體多為含碎石粉質(zhì)粘土和強(qiáng)風(fēng)化基巖的弱含水層。
盤興高速公路路基邊坡的開挖較深,使前緣失去支撐,引起斜坡應(yīng)力發(fā)生變化后,斜坡土體松弛產(chǎn)生卸荷,發(fā)生拉裂,斜坡右側(cè)項(xiàng)目部建房開挖也對(duì)斜坡進(jìn)行了擾動(dòng),斜坡上蓄水池的修建等諸多人為原因使得斜坡后部形成滑坡,屬工程滑坡[5].
2. 3 滑坡綜合評(píng)價(jià)
綜上所述,滑坡是受到各種因素綜合影響而形成的。其中地形、較厚的松散堆積土層及強(qiáng)風(fēng)化地層厚度大屬于內(nèi)部因素,大氣降水、工程活動(dòng)等因素屬于外部因素。現(xiàn)滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),隨著邊坡繼續(xù)開挖或降雨影響,滑坡將處于不穩(wěn)定狀態(tài),需及時(shí)對(duì)該滑坡進(jìn)行防治。
3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算
由采用規(guī)范規(guī)定的不平衡推力傳遞系數(shù)法計(jì)算該滑坡的穩(wěn)定性系數(shù),依據(jù)勘察中取得的資料,滑體均劃分為 14 個(gè)條塊,目前滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)為 0. 95,對(duì)滑帶土抗剪強(qiáng)度進(jìn)行反演,得到抗剪強(qiáng)度參數(shù)綜合取值用于分析邊坡開挖完后的穩(wěn)定性系數(shù)。
3. 1 計(jì)算工況
工況 1: 天然狀態(tài); 工況 2: 暴雨?duì)顟B(tài)。
3. 2 荷載組合
( 1) 自重: 基本荷載主要為滑坡體自重。
( 2) 地下水作用力: 計(jì)算時(shí)僅考慮暴雨對(duì)滑坡體穩(wěn)定性的影響。
3. 3 計(jì)算參數(shù)的確定
滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)采用滑坡參數(shù)反演和工程地質(zhì)類比相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合確定。
3. 4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法及公式
該滑坡滑動(dòng)面由軟弱巖層面控制,滑動(dòng)面呈折線型,故采用傳遞系數(shù)法公式進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算[1].
( 1) 穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式
4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
通過選定計(jì)算方法及參數(shù),以 1 - 1‘縱剖面作為最不利計(jì)算剖面,分別計(jì)算該條剖面中滑面在天然狀態(tài)、飽和狀態(tài)下的穩(wěn)定性。并分別計(jì)算自重、自重 + 暴雨工況下安全系數(shù) Fst= 1. 10、1. 15、1. 20、1. 25 的剩余下滑力。
取安全系數(shù)為 1. 2 時(shí),1 -1’剖面處滑坡深度約11m,剩余下滑力為 1197kN( 飽和狀態(tài)下) .
5 處治方案
5. 1 清除滑坡體方案
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)滑坡情況,綜合考慮主線邊坡穩(wěn)定及項(xiàng)目部安全,采取清除滑坡體土方方案。滑坡體積約 12. 48 萬 m3.清表后進(jìn)行原滑體表面綠化,設(shè)置排水措施,將清除滑體運(yùn)至棄土場(chǎng),綜合費(fèi)用約 370萬元。
5. 2 設(shè)置抗滑樁方案
抗滑樁設(shè)計(jì)以剩余下滑力 1197kN 控制,但根據(jù)現(xiàn)已出現(xiàn)的滑坡情況,將1 -1‘處附近第2 級(jí)平臺(tái)以上( 坡率約 1 ∶ 1. 5) 適當(dāng)清除土方,清方后及時(shí)做好防護(hù),采用抗滑樁處置方案,抗滑樁采用方形截面,截面尺寸 2m × 3m( 沿滑坡推力方向長(zhǎng)度為3m) ,樁間距 6m,共設(shè)置 10 根樁,最長(zhǎng)樁長(zhǎng) 26m,最短樁長(zhǎng) 21m[2 -4],綜合費(fèi)用約 250 萬元。
通過專家充分論證分析,最終選擇設(shè)置抗滑樁方案,同時(shí)加強(qiáng)地表和坡體觀測(cè)。排水同時(shí)每根抗滑樁距樁頂端 1m 中心處預(yù)留 2 個(gè)預(yù)應(yīng)力錨索孔,直徑 150mm,豎向間距 2m,傾斜 25°。相應(yīng)路基深挖工點(diǎn)第 1 級(jí)采用片石混凝土擋墻,其上 1 ∶ 1 放坡采用實(shí)體護(hù)面墻防護(hù)。
6 結(jié)語
。 1) 通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和鉆孔揭示,該滑坡屬中型淺層工程滑坡。
( 2) 通過計(jì)算,自然工況穩(wěn)定性系數(shù) 1. 2,與現(xiàn)狀整體變形下滑后的暫時(shí)穩(wěn)定的狀態(tài)吻合,在暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù) 0. 95,滑坡將處于不穩(wěn)定。穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的結(jié)論基本一致,說明參數(shù)取值是基本合理的。
。 3) 滑坡直接危害在建的盤興高速公路和項(xiàng)目經(jīng)理部安全,且滑坡體后還有林地、水塘,可能造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 2000 萬元,需及時(shí)對(duì)該滑坡進(jìn)行防治。
( 4) 從安全、經(jīng)濟(jì)、方便出發(fā),設(shè)置抗滑樁處治方案是合理的,同時(shí)加強(qiáng)坡體排水、監(jiān)測(cè)。
參考文獻(xiàn)
[1] 李俊勇等,淺談山體滑坡的處治方法[J]. 華南溢工,2005( 6) :16 - 20.
[2] 中華人民共和國(guó)鐵道部。 TB10025 -2006 鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)鐵道出版社,2006.
[3] 賓志杰,山體滑坡原因分析及處治措施[J]. 廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報(bào),2008( 9) : 68 -70.
[4] 中華人民共和國(guó)交通部。 JTGD30 - 2004 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 人民交通出版社,2005.
[5] 李海光。 新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)例[M]. 北京: 人民交通出版社,2003.