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浅谈某滑坡治理工程设计实践

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【摘要】以某滑坡治理工程治理工程为例,根据现场地形、地貌调研、室内测试、数理统计、地质分析与判断等,采取抗滑桩和坡面排水措施,利用理正岩土软件计算下滑力,并以此为基础进行抗滑桩设计计算。实施后,经2a监测,边坡稳定,可为同类工程设计提供一定参考。

【关键词滑坡;抗滑桩;稳定性

1引言

滑坡是在一定的地形地质条件下,由于破坏力学平衡的各种自然或人为因素的影响,山坡上的不稳定土(岩)体在重力作用下,沿山坡内部某一软弱面(带)做滑动变形现象。控制滑坡的主要因素有岩土性质、地形地貌条件、地质构造、水、震动等。在我国因为70%地域为山区,滑坡发生密度之大、频度之高,使我国成为世界上滑坡危害比较严重的国家之一。当今,随着山区的开发建设,大量工程中出现的边坡,常因处置不当而发生滑动,滑坡灾害突出。抗滑桩具有抗滑能力强、适用条件广、不易恶化滑坡状态以及施工简单等优点被广泛应用于滑坡治理工程中。本文基于某边坡治理工程的设计与实践,探讨边坡的治理措施,供类似工程项目借鉴和参考[1,2]。

2工程概述

某滑坡始发于2016年7月,由于连续暴雨的影响,滑坡出现变形破坏,在滑坡后缘顶部及滑坡中部发育多条拉张裂缝,滑坡目前处于不稳定状态,直接威胁滑坡前缘居民的生命财产安全。

2.1工程概况

本滑坡从地形地貌形态特征分析,即处于一个前缘临溪沟、背靠较大的丘陵的脊状突出部位的斜坡区域。滑坡体具多个台坎滑塌,主滑方向135°。滑坡体前后缘最大高差69m;前缘坡度30°~35°,中部35°~40°,后缘28°~38°;纵长100m,横宽206m,平均厚4.44m,面积1.37×104m2,体积6.08×104m3,属于小型滑坡。滑坡后缘边界明显,具有明显的滑坡后壁及严重变形区,裂缝发育。两侧边界以浅沟为界,根据现场探槽资料,坡体内探槽岩性为粉质黏土,坡外主要由粉质黏土及强风化泥质粉砂岩组成,内外岩性差别较大,以此确定滑坡体边界。据现场勘查,剪出口出露最明显的为滑坡右边界前缘鼓张裂缝及坡脚受损民宅前缘鼓张区,每逢暴雨,居民屋后渗水,推测此处为前缘剪出口。通过工程地质类比、钻探与现场特征进行确定,滑动面为粉质黏土与强风化泥质粉砂岩接触面,滑带土为泥质粉砂岩风化土层[3,4]。

2.2工程地质与水文地质

场地地层岩性较简单,主要为第四系残坡积层和白垩系下统东井组。根据勘查资料,区内岩性自上而下大致分为3层:①粉质黏土、②强风化粉砂质泥岩、③中风化泥质粉砂岩,物理力学性质参数如表1所示。①第四系残坡积层粉质黏土:红褐色,硬塑,成分以黏粒为主,黏性较好,土质很软,用手可捏碎。该层区内均有分布,层厚变化大,分布不均匀,厚度:3.0~5.40m。②白垩系下统东井组强风化粉砂质泥岩:红褐色,粉砂质结构,层状构造,节理裂隙发育,岩体破碎。岩芯呈短柱状,岩质较软,用锤轻击即碎。该层区内均有分布,层厚变化较大,分布不均匀。厚度:0.60~3.90m③白垩系下统东井组中风化泥质粉砂岩:红褐色,中风化,粉砂质结构,层状构造,节理裂隙较发育,岩体较破碎。岩芯呈短柱状,岩质较硬,用锤稍轻轻敲击即碎。该层为滑坡区内滑床基岩,未揭露至层底。其滑带土的物理力学建议值见表2。区内水文工程地质条件属简单类型,汇水面积0.1km2;10a一遇最大小时降雨量为100mm;20a一遇最大小时降雨量为120mm。

3方案设计

3.1地震参数

工程区设计基本地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度Ⅵ度,设计地震分组为第一组。

3.2滑坡稳定性评价与发展趋势分析

通过采用折线滑动法分别计算滑坡的稳定系数,具体见表3。由表3可以得出:滑坡在工况Ⅰ(自重)条件下,滑坡整体为欠稳定状态;滑坡在工况Ⅱ(自重+暴雨)条件下,滑坡整体为不稳定状态。滑坡体在强降雨条件下,下滑力增大,抗滑力减小,滑坡稳定性降低,极易发生大规模的滑动[5]。

3.3影响因素敏感性分析

影响稳定性的主要因素包括滑带抗剪强度参数(C、准值)(见表4)、滑体饱水情况及滑体容重的变化等,其中,滑体容重的确定主要根据土工试验,因此,其取值相对较准确,而C、准值的取值中影响因素较复杂,因此,本次主要以C、准值作分析,研究其对滑坡稳定性的作用。计算中以主滑面作为计算的基础,求得不同取值情况下的稳定性系数,其敏感性分析K-准关系曲线见图1、敏感性分析K-C关系曲线见图2。由表4、图1、图2可知,滑动面的C、准值对稳定系数的影响十分显著,C值与滑体厚度密切相关,C值较准值对稳定系数的影响更显著。在准=11°、C=20kPa处,准升高1°,稳定系数K值大约提高2.52%;C值提高1kPa,稳定系数大约增大3.36%。由此可见,C值对稳定系数的影响最大,其次才是准值。

3.4抗滑桩设计

通过计算抗滑桩布置的位置处工况Ⅰ的滑坡推力为479.89kN/m,工况Ⅱ的滑坡推力为491.98kN/m,库伦土压力为591.97kN,库伦土压力大于滑坡推力,取库伦土压力为设计推力。采用桩中心距4m,截面尺寸为1.5m×2.0m,桩长10m,桩嵌入强风化泥质粉砂岩以下5m。采用理正岩土进行抗滑桩计算,其最大弯矩为6981.97kN•m,最大剪力为3315.56kN。抗滑桩配筋如图3所示。

3.5监测结果分析

边坡监测于2016年10月施工时开始,设立22个水平位移监测点和沉降监测点,监测频率为1次/周,至2018年10月的最大水平位移量为0.29cm,平均水平位移量为0.18cm;最大沉降量为1.39mm,平均沉降量为0.63mm,满足设计要求。

4结语

本文结合某边坡治理工程实例,根据滑坡稳定性分析的计算结果和滑坡地质情况提出采用抗滑桩的滑坡治理方案,介绍了设计过程、实践结果及2a的实测监测数据。结果表明,本工程的治理方式安全、有效,对类似工程具有一定的借鉴意义。

【参考文献】

【1】GB50330—2013建筑边坡工程技术规范[S].

【2】吴顺川.边坡工程[M].北京:冶金工业出版社,2017.

【3】铁道部第二勘测设计院.抗滑桩设计与计算[M].北京:中国铁道出版社,1983.

【4】GB50010—2010混凝土结构设计规范(2015年版)[S].

【5】董鹏,陈文富,唐锡彬.某热电联产项目开挖边坡稳定性评价设计[J].工程建设与设计,2016(12):187-189.

作者:刘国勇 李燕 王永刚 单位:中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司

浅谈某滑坡治理工程设计实践责任编辑:张雨    阅读:人次
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