PK128滑坡体稳定性分析及整治

胡卫平

1 工程概况

PK128+330～PK128+610深挖方段,长 280 m,边坡共三级,坡比1∶1.5、平台宽度3.0 m,最大设计挖深 22.5 m。该段于2008年5月开始施工,7月底完成上部两级坡面开挖,约剩9 m未开挖到位,开挖过程中未见异常,开挖坡面平顺、规则、未见地下水;揭示的地质、与坡面产出关系、风化状态与设计方的勘察结果基本吻合。但逢大风雨,导致边坡滑动,坍塌。经现场调查发现一大型滑坡已经形成,影响高速公路正常建设,还会影响上部既有公路的运营安全。

2 施工勘察

为查明滑坡的类型和性质,并分析滑动产生的原因,根据钻探资料及结合野外地质调查,边坡由第四系坡积亚黏土和全风化变质粉砂岩、变质砂岩组成。

①页岩和半硬砂岩：黄色、红黄色、黄灰色,湿、硬可塑,含砂砾10%左右,全风化。②全风化变质砂岩：红棕色,湿,软塑状,原岩结构局部可辨,已风化成土状,土质不均,粘性较差,遇水易软化崩解,该段岩芯有扰动迹象。③黏土：灰黑色,稍湿,可塑～硬塑状,由砂岩风化而成,原岩结构可辨,已风化成土状,局部夹少量坚硬状强风化岩,粘性一般,遇水易软化崩解。

3 滑坡原因分析及稳定性计算

3.1 原因分析

经现场勘查和研究分析,本工程滑坡体发生的原因有以下几点：

1)地质差：上部分布页岩和半硬砂岩,岩石强度低。下部分布厚黏土,很湿,饱水,软塑状,有扰动迹象,遇水易软化滑动,而形成光滑的滑动面,不利于边坡稳定。2)地下水、大气降水共同作用：地下水较为丰富且地下水位高于路基面,形成坡体内较大的动水压力和静止压力,不利于边坡稳定。特别是5号台位置水位相当高。另外大气降水频繁：2008年12月,有14个雨天;2009年1月,有19个雨天,其中,滑坡前两天的日降雨量分别高达300 mm和373 mm;大量的雨水渗透了整个薄覆盖层盆地,导致这种不良地质地段的滑坡。3)不可预料：从这个区域的挖方表面看,一直都是页岩和半硬砂岩,坡比为3H/2V并修有沟肩,无论如何都不应该是不稳定的。然而,由黏性土组成的这种薄覆盖层盆地,滑坡之前全部被覆盖,难以发现,所以,很难预见这种不幸的滑坡情况。4)路堑位于古滑坡体上：从地表调查来看,此地段以前有滑动现象。

3.2 现状边坡稳定性定性分析

2009年1月16日及2009年10月18日,此段先后两次发生大规模滑坡,而且位置基本相同。线路上游坡体房屋开裂、道路错位、坡面开裂。经现场调查发现一大型岩质滑坡已经形成,滑坡宽度(沿线路)约180 m,滑坡长度(垂直线路)约 360 m。裂缝呈环形,滑坡周界清晰、变形清晰明确。滑坡后缘可见滑坡壁,滑坡台阶,滑坡裂缝极发育。根据钻探过程漏水位置,岩土松散程度及有关特征,现状边坡主要为沿风化层面浅部滑坡,滑坡有继续发展趋势,因此,边坡现状稳定性差。

3.3 现状边坡稳定性定量分析

根据场地岩土分布,结合实际人工边坡的地形地貌,选择对坡脚(路面)安全影响最大的推力滑动方向,现选纵剖面进行稳定性定量分析计算,采用折线滑动法,根据钻探过程漏水位置,岩土松散程度及有关特征综合判别确定滑动面及潜在滑动面、滑坡断面,分别计算滑坡稳定系数。计算采用参数见表1,稳定系数等于0.741,小于稳定安全系数 1.30,计算方法采用折线滑动法,按GB 503302-2002建筑边坡工程技术规范要求,现状边坡稳定性差,边坡滑坡有继续发展趋势。

表1 稳定性计算参数表

滑坡剩余下滑力可采用传递系数法,按下式进行计算：

当Ti＜0时,应取Ti=0。

其中,Ti,Ti-1分别为第i和第i-1滑块剩余下滑力,kN/m;Fs为稳定系数;Wi为第i块滑块自重力,kN/m;ai,ai-1分别为第i和第i-1滑块对应的滑面的倾角,(°);∮i为第i滑块内摩擦角,(°);ci为第i滑块滑面岩土粘聚力,kN/m;Li为第i滑块滑面长度,m;Ui为传递系数。

计算参数的选取见表2。

表2 各岩组物理力学参数表

4 滑坡整治方案

1)排水。a.PK128+402～PK128+570段设置14根排水桩,其中5号和10号排水桩不间断抽水以降低水位。b.从下游开始往上游施工主要盲沟,盲沟基坑深度为2 m～5 m。盲沟施工可以保证在施工过程中地下水位低。c.挡块坡脚处设置盲沟(承台底),盲沟内的水流入5号和10号挡块位置的检查井内,挡块顶往下6 m的位置预留直径80 mm的斜孔排水,孔间距4 m,排水斜孔施工在渗水集中部位,可调整间距,加密设置。

2)PK128+402～PK128+570段设置抗滑桩,其中路面位置3排抗滑桩,共182根,第一个平台上1排抗滑桩,共70根。桩中心间距3.6 m×2.4 m,桩长16.6 m～24.5 m,桩径1.2 m,桩身混凝土C30;桩顶设置承台,中间需设置伸缩缝;在承台上设置14个12 m×8.6 m×2.5 m的抗滑挡块,挡块采用钢筋混凝土。挡块预留锚索孔,长度为30 m,锚索钻孔150 mm(见图1)。

3)滑坡体上游裂口将被填方,横向的铲子,柔性,将被建在原来的道路上,原来的道路将重建在铲子上,铲子将有5 m深的平均深度并配备盲沟。

4)人工配合机械对滑坡体的裂缝进行夯填,以防止雨水渗入。

5)植树绿化并进行监测。

5 结语

边坡设计时应详细勘察场地地质情况,并严格按施工规程进行操作,否则一旦发生岩土工程意外,不但影响工期,还将额外增加投资,造成不同程度的经济损失。

[1]GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

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