邹洪义
摘 要 通过对某公路边坡滑坡抢险工程的稳定性分析,总结土层滑坡治理经验。
关键词 滑坡;稳定性分析;治理
前言
K0+060~K0+220段设计为切方路基,中线最大切深约14.0m,右侧切后边坡约为三级。开挖前该段右侧自然边坡坡度为25°~45°,坡体较稳定,路基开挖后(未到设计路面标高),坡体上覆土层失稳,产生滑坡。
滑坡体坡面上陡下缓,总体呈斜坡地形,最大高差约50米,主滑方向345 °,沿主滑方向最大长度约80.00m,横向长约160.00m,厚度3.70~13.10m,面积约10161m2,计算方量为5.8万m3。
1工程地质条件
1.1 场地气候特征
滑坡地处中亚热带北部气候区,是中亚热带向北亚热带过渡地区,属山原型湿润气候。云雾多、湿度大、降水量大,垂直变化显著。年平均气温16.3~16.8℃。冬天严寒,夏天酷热。平均无霜期267~275天,降雨量在1382~1427 mm之间,年蒸发量1140.6~1285.5毫米,降雨主要集中在4~8月。勘察區无影响滑坡的地表水体。
1.2 场地地形地貌特征
勘察区为丘陵地貌,分布于K0+060~K0+195段右侧山坡上,边坡开挖前,山坡坡度约25~45°,山坡较陡峭。路基开挖后产生滑坡,滑坡体大致呈圈椅状,后缘山体附近标高为539.00m,前缘最低处标高为489.30m,相对高差约50.00m;滑坡两侧周界位于冲沟附近,两侧周界及山坡上植被发育,主要为林木、灌木[1]。
1.3 场地岩土构成与特征
根据地质调查及钻探资料,上覆土层主要为第四系全新统及更新统,其岩性为粉质黏土、碎石等。下伏基岩大部分为志留系砂质页岩。
1.4 地质构造特征
根据区域地质资料,并结合本次现场调绘和勘探工作,勘察区断层不发育;测得勘察区砂质页岩岩层产状为20°∠15°,为单斜构造;节理裂隙较发育,主要有两组,节理①产状为345°∠86°,可见2条,间距约0.5m,属微闭合型,延伸约1.0m;节理②产状为15°∠82°,属微闭合型,隙面弯曲,延伸长度约0.5m。
2滑坡特征及成因分析
2.1 滑坡形态特征
滑坡体总体呈圈椅状,主滑方向345 °,滑坡体沿主滑方向最大长度约80.00m,横向长约135.0m;滑坡体主要成分为粉质粘土、碎石;滑坡体中上部见拉张裂缝,共发现大的裂缝8条,裂缝宽度0.05~0.50m,长度5.00~20.0m,多呈北东向延伸。
2.2 滑坡结构
坡体为碎石夹粉质黏土,厚度约3.70~13.10m;其中碎石呈松散~稍密状,成分主要砂质页岩,含量大于50%,黏性土充填;粉质黏土,呈可~硬塑状,其中可塑状粉质黏土处于滑床之上,属滑带土;滑床为砂质页岩,上部为强风化,岩石破碎,自身稳定性较差。另外,滑床面(岩面)起伏大,属折线型。
2.3 滑坡规模
滑坡体沿主滑方向最大长度约80.0m,横向长约135.0m,厚度3.70~13.10m,面积约10161m2,计算方量为5.8万m3,根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)7.2.3(4.0万m3<中型滑坡<30万m3),判断该滑坡为中型滑坡[2]。
2.4 滑坡类型
滑坡体总体呈斜坡地形,特别是前方边坡开挖形成临空面,打破应力平衡,在自重、地下水的作用下,后部土体自重加大,滑面强度降低,边坡下方土体牵引上方土体向下滑动。根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)7.2.4,判断该滑坡滑动方式为牵引式土层滑坡。
3滑坡稳定性评价
3.1 定性分析
施工前该段右侧自然边坡坡度25°~45°,坡体较稳定。
路基开挖后(未到设计路面标高),坡体上覆土层失稳,产生了滑坡;根据勘探资料,结合滑坡体滑移情况分析,特别是连续强降水时,滑坡体仍存在明显的活动,从而危及在建公路的安全,为确保在建公路和运营安全,应及时对滑坡体进行抗滑处治。参数选取,主要通过室内试验成果、滑坡反算及当地经验来综合取值。根据《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)表7.2.2,二级公路滑坡稳定安全系数Fs=1.15进行反算。
采用理正岩土计算6.5p版软件,对开挖后的边坡,采用简化的Bishop法计算,分别在天然工况、暴雨及连续暴雨工况;两种工况下进行边坡稳定性计算[3],各工况稳定安全系数计算成果如下图及表:(计算简图1、图2及表2)。
通过稳定性分析,滑移层在天然工况下处于欠稳定状态,在暴雨及连续暴雨工况下处于不稳定状态,故滑坡体处于不稳定状态,建议对滑坡体进行抗滑处治。
3.2 建议处治方案
(1)削坡卸载,降低下滑力;
(2)放缓边坡,通过有效截、疏、排影响滑体的地表水和地下水,提高坡体的自身稳定性,从而达到滑坡治理的长治久安。
(3)在一、二级边坡附近设置抗滑桩对边坡进行支挡,采用框架锚索结合锚杆对坡面进行防护[4]。
4结束语
近年来,随着我国社会经济的快速发展,工程建设等活动日益频繁,这也使得山体滑坡现象逐渐增多。因此我们地质工作者应当继续努力,争取不断完善山体滑坡的预防及治理工作,减少滑坡发生的次数,为山体滑坡区域居民的生命财产及出行安全提供有效的保障。
参考文献
[1] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2007:73.
[2] 公路工程地质勘察规范:JTGC20-2011[S].北京:中国标准出版社,2011.
[3] 建筑边坡工程技术规范:GB50330-2013[S].北京:中国标准出版社,2013.
[4] 公路路基设计规范:JTGD30-2015[S].北京:中国标准出版社,2015.