含水量偏高的坡體在水作用下易造成坡體出現(xiàn)一系列的物理和化學(xué)弱化作用,導(dǎo)致坡體穩(wěn)定性降低。如水作用下導(dǎo)致巖土體發(fā)生潛蝕、淘蝕、沖刷,以及巖土體顆粒之間的連接減弱而力學(xué)性能降低。由于水不具備抗剪能力,因此,當(dāng)坡體中孔隙水壓力升高而有效應(yīng)力降低時(shí),將導(dǎo)致巖土體抗剪性能減弱,從而造成坡體出現(xiàn)各類形式的病害。
圖1 膨脹性殘積體富水滑塌
圖2 碎石土堆積體富水滑塌
坡體在富水作用下,導(dǎo)致邊坡的休止角降低時(shí)將出現(xiàn)邊坡滑塌。甚至是穩(wěn)定多年的邊坡在暴雨等不利工況下也會(huì)由于坡體中應(yīng)力場和滲流場的變化而導(dǎo)致坡體變形。如2021年的河南省和山西省百年不遇的大暴雨,形成了大量的黃土邊坡病害,其中發(fā)生頻率最高的就是暴雨入滲造成黃土休止角降低而出現(xiàn)的邊坡上部變形為主的滑塌病害。
既然坡體由于富水而形成滑塌,那么治水就是處治此類病害的首要之選。而既然是由于水作用下導(dǎo)致坡體的休止角降低而出現(xiàn)滑塌,那么有效降低構(gòu)成坡體的巖土體含水量,或保持含水量的穩(wěn)定而不出現(xiàn)大的波動(dòng)的對(duì)應(yīng)工程措施就成為了此類滑塌病害的首要之選。因此,確保坡體表層一定厚度內(nèi)巖土體的含水量穩(wěn)定是防治富水坡體滑塌的有效方案。
當(dāng)然從另一個(gè)角度來看,在不排水的情況下減小邊坡的坡度或設(shè)置支擋加固工程措施,使邊坡的形態(tài)適應(yīng)富水后的坡體休止角,從而達(dá)到邊坡穩(wěn)定,這也是解決問題的一種方法。不過這種調(diào)整邊坡應(yīng)力的工法肯定沒有直接穩(wěn)定邊坡滲流場的工法高效、環(huán)保。
基于此,對(duì)于富水型邊坡滑塌病害處治措施如下:
1、控水方面
1)依據(jù)巖土體的性質(zhì)、坡形坡率等因素,在坡面上設(shè)置一定間距、深度的邊坡滲溝,有效保持大氣影響范圍內(nèi)巖土體的含水量穩(wěn)定或有效大幅減小巖土體的含水率,從而提高坡體的自身穩(wěn)定性。
2)加強(qiáng)坡面綠化等防護(hù)工程措施,完善地表排水系統(tǒng),從而在暴雨等不利工況下快速疏排地表水,減小地表水入滲,從而確保邊坡的穩(wěn)定。
總的來說,控制或疏排巖土體中的含水率,往往可以起四兩拔千斤的效果,工程造價(jià)低而工程耐久性好,且方案的環(huán)保性較高,是處治富水滑塌邊坡病害的上策。
2、加強(qiáng)工程支擋
設(shè)置支擋工程輔助提高邊坡的穩(wěn)定性,這是很多技術(shù)人員喜歡采用的常見工程措施。它的工程措施直截了當(dāng),可快速起到提高邊坡穩(wěn)定性的效果。主要應(yīng)用的工程措施有重力式擋墻、輕型微型樁擋墻、錨桿加固等工程措施。但支擋工程的設(shè)置方案總的來說顯得簡單粗暴,工程造價(jià)較高,環(huán)保性較差,是處治富水滑塌邊坡病害的中策。
3、適應(yīng)休止角
地形地貌容許的情況下,適當(dāng)刷方放緩坡率,從而使坡體的巖土體力學(xué)性質(zhì)適應(yīng)富水坡體的休止角,從而確保邊坡的穩(wěn)定。不過過緩的放緩坡率,可能會(huì)增大坡體表面的大氣影響層面積,繼而增大地表水下滲的概率。因此,放緩邊坡的處治措施需配置相應(yīng)的坡面防護(hù)和地表排水系統(tǒng)才能起到較好的處治效果。但總的來說,放緩邊坡的適當(dāng)休止角的方案總的來說工程環(huán)保性差,遺留的安全隱患較多,是處治富水滑塌邊坡病害的下策。
需要說明的是,邊坡滑塌病害多屬于淺層坡體病害,故不宜采用支擋力度較大的抗滑樁、錨索等支擋加固工程;也不宜采用仰斜排水孔、集水井、排水隧道等疏排深層地下水的工程措施;也不宜采用掛網(wǎng)噴砼等在富水邊坡防護(hù)中耐久性較差的工程措施。正所謂,貴的不一定就是好的,適合的才是好的。
以上內(nèi)容來源于公眾號(hào):悠游2019,作者:成永剛
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