某河道滑坡勘察工程实践探讨

仲静文,徐甲存,曹建军,周 洋,王艳波

(南京市水利规划设计院有限责任公司,江苏南京210022)

某河道滑坡勘察工程实践探讨

仲静文,徐甲存,曹建军,周 洋,王艳波

(南京市水利规划设计院有限责任公司,江苏南京210022)

介绍了滑坡勘察的方法和手段、滑坡区的工程地质条件,分析了滑坡体特征及其成因机制。针对影响河道滑坡的因素进行了分析,并结合滑坡的形成条件及河道滑坡的分类等实际情况,提出了工程的治理措施。

滑坡；勘察；滑动面；治理措施

0 引言

滑坡是指斜坡上的土体或岩体,受河流冲刷、降雨和地下水活动、地震及人工削坡等因素影响,在重力作用下沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。近年来,在水利工程中,特别是南方地区的河道都曾出现过滑坡的情况,产生的危害是非常大的。因此,为了对河道滑坡进行治理,应进行专门的滑坡勘察,以便正确规划、设计施工,及时采取科学的防治措施,以确保社会生产与生活正常进行。

1 滑坡概况

高阳河堤防滑坡治理工程位于江宁区湖熟街道高阳河左岸,该工程滑坡横向宽约18 m,纵向长73～81 m。滑坡后缘位于堤顶肩部,可见深约0.3 m左右裂缝,前缘位于高阳河水位以下。

由于该段堤防位于河道弯曲段,主河道紧邻堤身,水流长期冲刷并带走堤身部分土壤,加之堤脚淤泥较深,坡脚不稳,近几年迎水坡坍塌逐年严重,特别是2013～2014年,迎水坡坍塌呈大面积、高部位趋势。虽然在迎水坡采取了一些临时消险措施(如坡脚打设抗滑木桩),但是由于基础难以稳固,仍难以有效控制住险情发展。目前迎水坡已塌至堤顶部位,严重影响防汛、行人以及堤后居民的人身财产安全。

2 勘察方法与手段

2.1 资料收集

通过现场调研,收集与滑坡区有关的区域地质资料,初步掌握滑坡性质。

2.2 工程地质测绘

调查范围包括滑坡及其邻近地段。比例尺可选用1∶200～1∶1 000。重点调查滑坡变形破坏特征、要素和主要地面裂缝的规模、性质、成因。

2.3 工程地质钻探

滑坡勘察以钻探为主,并应符合以下要求。

(1)勘探孔的布置应根据组成滑坡体的岩土种类和性质,滑动面的分布和位置,滑动带的物质组成和厚度,滑动方向,滑带的起伏及地下水等情况综合确定。一般情况下,除沿主滑方向布置勘探线外,在其两侧及滑体外也应布置一定数量的勘探线。根据场地工程地质条件,在滑坡主滑动方向布置了2条剖面线、5个勘探孔。查明滑坡体、滑床地层结构及性质,重点查明滑动带的性质及埋藏深度。

(2)勘探孔的深度应穿过最下一层滑面,进入稳定地层。

(3)在滑坡体、滑动面(带)和稳定地层中采取土试样,通过小间距取样(0.5 m或更小),测定含水量,含水量最大处可能是滑动面(带)。

(4)查明含水层厚度、水的流向、流速、流量及其补给来源。

(5)滑坡勘探宜采用管式钻头或全取芯钻进,土质滑坡宜采用干钻,钻进过程中应仔细观察,描述钻进难易,并作记录。

3 滑坡区工程地质特征

3.1 工程地质层特征

该场区勘察深度内揭露的地基土层主要由滑坡土体、滑动面以下原状地基土层构成,自上而下分为5层6亚层。

(1)推测滑坡体

(2)人工填土

①堤身填土：构成堤身。灰黄色,以粉质黏土、黏土为主。

(3)自然沉积土

②粉质黏土、黏土：灰黄色,可塑,中等压缩性。土质较均匀。③粉质黏土：灰褐色。软塑～流塑,中～高压缩性。③1淤泥质粉质黏土：灰色。流塑,高压缩性。含腐殖质,稍有异味。④粉质黏土、黏土：灰黄色。可塑,中等压缩性。土质较均匀。

3.2 滑坡体抗剪指标

(1)室内土体直剪法：本次滑坡勘察在滑坡体内采取了8组土样,做了饱和固结快剪试验。室内试验指标统计中的内聚力离散性较大,估计是由于滑坡体自身性质不均匀较大造成的。

(2)极限平衡反演分析法：反演分析法是指在极限平衡原理的基础上,假定产生蠕滑的滑坡体处于极限平衡状态下,即下滑力与抗滑力平衡相等,计算出滑动面的综合抗剪指标。

4 滑坡原因分析

堤防滑坡主要有以下两个方面：

(1)该堤段断面迎水坡坡比不足,经现场测量,坡比只有1∶2左右,且现状堤顶为当地交通道路,对堤身迎水坡抗滑稳定产生不利影响。

(2)该段堤防位于河道弯曲段,主河道紧邻堤身,迎流顶冲,迎水坡无护砌,水流长期淘刷并带走堤身部分土壤,且堤脚淤泥较深,坡脚不稳。从2010年开始堤脚失稳、滑动,堤身土受到扰动,土体的抗剪强度降低。虽然在迎水坡采取了打木桩的消险措施,但是并未减少水流对河底及河岸不断冲刷,对坡脚不断淘蚀,滑坡不断发展,险情日益严重。

综合以上因素,导致滑坡、坍塌现象。

5 滑坡治理

根据河堤特点,需要对岸坡进行防护；堤身土体受到扰动,抗剪强度下降。为了有效控制滑坡,采用抗滑桩处理。详见图1。

图1 加固断面设计图(单位:mm)

迎水坡按1∶2.0的坡比进行整坡,迎水坡滑坡松散土体先挖除至堤后临时堆放,再分层回填压实；并于▽8.50高程新建混凝土承台,打入D1000抗滑桩,桩长15 m,间距2 m；承台顶至▽11.00高程采用350 mm厚浆砌石护坡,坡面设排水孔DN50@2000,梅花型布置；▽11.00高程以上采用草皮护坡；▽8.50高程以下采用厚0.8 m,宽10 m抛石护底。

6 迎水坡整治后抗滑稳定计算

整治后抗滑稳定计算结果见表1和图2。

表1 迎水坡整治后抗滑稳定计算成果表

图2 加固后设计洪水位骤降(Fs=1.32)(单位:m)

堤防加固后,计算断面的抗滑稳定安全系数较加固前有所提高,且满足规范要求。滑坡治理措施产生的阻水面积很小,对河道行洪没有不利影响,对河道对岸岸坡稳定不会产生不利影响。

7 结语

该工程采用最常规的工程勘察获得准确的岩土参数、土体结构、状态及物质成份,结合极限平衡反演分析法确定滑动面的位置。一般情况下,笔者认为滑动面抗剪指标c、ψ的确定采用土工试验方法时,其值偏高,很难适合滑坡的现状,采用极限平衡反算法则比较合理,也符合滑坡的现状。

TV82

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1009-7716(2015)09-0121-02

2015-04-20

仲静文(1988-),男,江苏东台人,助理工程师,从事水利工程地质勘察工作。