文章來源于公眾號:悠游2019,作者:成永剛,原文鏈接:錯落式滑坡治理
錯落式滑坡多發(fā)育產(chǎn)狀較為平緩的地層,往往為很多技術(shù)人員所忽視而留下安全隱患。因此,正確認(rèn)識錯落式滑坡的特征,性質(zhì),就可為錯落式滑坡的預(yù)防或病害處治奠定基礎(chǔ)。
發(fā)生錯落式滑坡的坡體,基本上都在坡體下部發(fā)育一層厚度較大的軟弱底錯帶。這個軟弱底帶可以是厚層夾層,也可以是斷層等,只要與上部巖土體產(chǎn)生較大的物理力學(xué)性質(zhì)差異即可。
坡體產(chǎn)生錯落式滑坡的第二個因素,就是坡體中往往發(fā)育豎向貫通性結(jié)構(gòu)面。從而可使上部巖土體依附于該結(jié)構(gòu)面,與臨空面配合而在重力作用下擠壓下部軟弱底錯帶,從而造成坡體發(fā)生以豎向變形為主的下錯。
圖1 錯落式滑坡
依據(jù)錯落式滑坡發(fā)生的條件,此類病害的治理關(guān)鍵是減小上部巖土體對下部軟弱底錯帶的重力擠壓作用,或者有效提高下部軟弱底錯帶的抗剪能力,這是治理錯落式滑坡的關(guān)鍵所在。
案例
一、基本情況
線路通過構(gòu)造剝蝕埡口,坡體主要由產(chǎn)狀為345°∠5°的強(qiáng)~中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成。因此,技術(shù)人員采用1:0.75的坡率設(shè)置,形成高約33m的挖方邊坡,并在一級邊坡布置錨桿長為12m的框架工程進(jìn)行固腳加固。
邊坡開挖至一級邊坡中下部時,坡體中出現(xiàn)可塑~軟塑狀全風(fēng)化泥巖軟層,且與上部粉砂質(zhì)泥巖接觸部位有大量地下水滲出。在坡體基本到位時,區(qū)內(nèi)發(fā)生了122mm/d的強(qiáng)降雨,一級邊坡中下部的軟弱層在上部巖土體的重力作用下向外擠脹鼓出,距坡腳水平距離約64m(距坡口線水平距離約37m)的自然坡體部位發(fā)生了高約5m的下錯,形成了體積約13萬方的中型錯落式滑坡。
圖2 邊坡坡腳軟弱層出露
圖3 邊坡前緣積水
圖4 錯落體后緣下錯臺坎
二、病害發(fā)生機(jī)理
錯落式滑坡發(fā)生后,依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,發(fā)現(xiàn)坡體病害發(fā)生的機(jī)理如下:
1、開挖邊坡的坡向355°,構(gòu)成坡體的巖體產(chǎn)狀345°∠5°,雖然為近水平狀地層,但略向外傾。從而導(dǎo)致后部寬緩的山體地下水長期向工程邊坡方向滲流,并在相對隔水的泥巖部位富集,從而為底錯帶的形成創(chuàng)造了條件。
2、坡體中發(fā)育一組313°∠85°的豎向貫通性結(jié)構(gòu)面,極大地弱化了后部山體對錯落體的約束作用,條件成熟時易導(dǎo)致錯落體依附于該豎向結(jié)構(gòu)面向下錯動,也極易造成地下水沿該豎向結(jié)構(gòu)面下滲進(jìn)入坡體,并在強(qiáng)降雨條件下,宜在下伏隔水的軟弱層以上的裂隙部位形成靜水壓力而向外擠壓坡體。
3、一級邊坡中下部發(fā)育一層厚約5m的可塑~軟塑狀全風(fēng)化泥巖軟層,其抗壓、抗剪強(qiáng)度低,在邊坡開挖解決側(cè)向約束形成臨空面后,無法有效平衡上部坡體重力作用下的下滑力,導(dǎo)致坡體在底錯帶部位發(fā)生擠壓剪切變形而發(fā)生錯落式病害。
圖 5 坡體錯落代表性地質(zhì)斷面圖
三、處治方案
依據(jù)錯落式滑坡的發(fā)生機(jī)理,有效減小底錯帶上部的巖土體壓力或提高下伏底錯帶的抗剪力是處治錯落式滑坡的關(guān)鍵;诖,該錯落式滑坡病害的處治采取了如下應(yīng)急和永久措施。
1、在錯落體后緣陡坎以外約4m的部位,采取與強(qiáng)~中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖物理力學(xué)性質(zhì)相符合的坡率向下卸載,從而快速減小上部的巖土體對下伏底錯帶的重力擠壓作用。
結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),卸載方量取整體錯落體方量的25%左右,卸載開挖邊坡坡率取1:1~1:0.75,邊坡最大高度為48m。且為進(jìn)一步有效減小上部巖土體作用下的邊坡坡腳的應(yīng)力集中問題,將二級平臺的寬度設(shè)置為9m,一級平臺設(shè)置寬度為4m,這也符合高邊坡的分級處治原則。
根據(jù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),卸載后坡體的變形速率快速減小,從而為永久工程的勘察、設(shè)計提供了充裕的時間,也為永久支擋工程規(guī)模的控制提供了便利。
2、根據(jù)坡體發(fā)生錯落后的坡體結(jié)構(gòu),結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)和對下伏軟弱底錯帶的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行反算,最終確定在卸載作用后,坡體在控制性暴雨工況下的錯落體下滑力為1012KN/m。故決定利用寬為4m的一級平臺設(shè)置規(guī)格為2×3×24m,間距為6m的錨索抗滑樁有效提高底錯帶的抗滑力。其中每根抗滑樁頂設(shè)置2孔長35m,設(shè)計拉力為550KN/孔的預(yù)應(yīng)力錨索。這樣設(shè)置的好處是不但可有效控制錯落體的整體進(jìn)一步變形,也為整個高為48m的高邊坡進(jìn)行有效的“固腳”。
3、對一級邊坡設(shè)置錨桿長為12m框架進(jìn)行加固,防止樁前的一級邊坡依附于底落帶發(fā)生變形。
4、對三級邊坡設(shè)置錨索長度為20m的框架工程,從而有效控制高邊坡上部分的邊坡的穩(wěn)定性,也對整個高邊坡起到了“強(qiáng)腰”作用。
5、對二級、四級、五級邊坡采用錨桿框架進(jìn)行加固防護(hù),確保各級邊坡的局部穩(wěn)定,也方便將來的坡面綠化。
6、在一級邊坡下部的軟弱底錯帶部位設(shè)置長40m的仰斜排水孔,且排水孔挑破相對隔水的底錯帶,從而有效疏排坡體地下水。
7、在塹頂后部設(shè)置環(huán)狀截水溝,防止坡后地表水向邊坡以滲流。
圖6 錯落體+高邊坡病害處治工程地質(zhì)斷面圖
該處治方案經(jīng)實(shí)施后,十一年來坡體一直保持穩(wěn)定,顯示錯落體與高邊坡的整體穩(wěn)定性處治,以及各級邊坡的穩(wěn)定性防治,是有效的,可行的。
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