公路滑坡成因分析及防治措施

2020-01-09 10:24
中国公路 2019年24期
关键词:滑体滑坡体坡体

(重庆市石柱县公路管理局,重庆 409100)

如图1所示,滑坡为一中型纵长式滑坡,横宽约105m,轴长约110m,滑体平均厚度约15m,方量约1.73×105m3,主滑方向为138°。2009年3月,当地居民在滑坡中前部公路内侧开挖坡体,形成高约15m的人工边坡,至2009年5月,由于边坡开挖过陡、过高,斜坡出现较大变形,诱发滑坡,滑坡是位于第四系堆积体内部的土层滑坡。目前滑坡处于强变形阶段。

图1 滑坡全貌

一、失稳原因分析

经勘查表明,滑坡属于牵引式土质滑坡,由于滑坡前缘边坡开挖,致使滑坡前缘形成较大临空面,诱发山体滑坡,坡体不当开挖是诱发山体滑坡的主要、直接原因。

滑坡形成的内在因素,包括滑坡区内块石土结构松散,自稳能力差,给滑坡形成提供了物质基础;地形坡度较大,两侧冲沟切割给滑坡形成提供了边界条件。

滑坡形成的外在因素及诱发因素,包括降雨的渗入致滑坡体岩土体饱和,使其重量增大,滑带抗剪强度降低;人类工程活动,特别是坡体前缘不当开挖形成高达15m左右的临空面,使得坡体应力发生变化,由于在重力作用下土体应力大于土体抗剪强度,导致滑坡。

二、滑坡稳定性计算

(一)滑坡形成原因分析

如图2所示,对主剖面1-1的滑带土c值进行敏感性分析。取滑带土c=22kPa~32kPa,φ=16°~20°,取滑带土c=29kPa,φ=19.5°自重+地表荷载时稳定系数Fs=1.00为基准值,进行c、φ值的敏感性分析,分析结果如表1,其中敏感系数按下式计算:

式中S为敏感系数

ΔX为某因素变化量,ΔFs为Fs对应ΔX的变化量,Fso为Fs的基准值,Xmax~Xmin为某因素最大变化量。

根据室内试验成果、同地区同类型滑坡的滑面抗剪参数经验值以及反算得出的结果,对其进行综合取值,当室内试验达到峰值时,剪切盒位移量达20%,而滑坡目前变形量远远小于此值,故以取峰值为主要参考值,同时考虑室内试验时剔除样品中碎石、角砾,故对室内试验成果进行适当提高,由于块石土取样难度较大,所采集土样有一定扰动,加之室内试验时剔除样品中的碎石、角粒等,故试验结果偏小。故以反算为主进行取值:天然:C=27.5kPa;φ=21.3°;饱和:C=25.5kPa;φ=21.0°。

表1 滑坡稳定性系数对C、φ值敏感度分析表

根据试验结果,取天然重度=20.10kN/m3;饱和重度=20.50kN/m3。

(二)计算方法及工况分析

滑坡形成的滑面为折线型,故采用基于极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法进行滑坡的稳定性计算评价及剩余下滑力推力计算。稳定性计算公式:

第i块土体滑坡推力计算基本公式如下:

工况一为“天然+地表荷载”工况;工况二为“暴雨+地表荷载”工况,选择1-1、2-2、3-3剖面进行稳定性计算。

(三)计算结果分析

图2 1-1剖面图

图3 2-2剖面图

图3 3-3剖面图

表2 滑坡稳定性计算结果

滑坡稳定状态分为四级,滑坡稳定系数Fs<1.00为不稳定;1.00<Fs≤1.05为欠稳定;1.05<Fs≤Fst为基本稳定;Fs≥Fst为稳定。Fst是滑坡稳定性安全系数,本文取1.15。

滑坡稳定性计算结果如表2所示。

三、治理措施

根据滑坡的地形、地质和水文条件,在滑坡周界外设置截水沟拦截滑坡体外的水,不让其进入滑体内;滑坡体上可设置排水沟,降雨中尽快排出滑体上的水,避免水渗透到滑体中降低滑坡的稳定性。

在滑坡的剪出口附近设置悬臂式抗滑桩,桩的界面为2.2m×2.8m,桩的嵌固段长度不小于桩总长的1/3,桩间距为5m。

为了避免桩间土滑动出来,在桩间设置挡土板,挡土板为现浇板,每隔15m设置一条沉降缝。并在挡土板上设置泄水孔,孔径为10cm。

采用黏土或者砂浆封填滑体上的裂缝。

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