史國博
摘要:隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,道路工程對于大自然的影響也越來越大,同時大自然也進一步加劇對道路工程的影響,滑坡等地質(zhì)災害層出不窮就是這種影響的表現(xiàn)。在無法避讓滑坡等地質(zhì)災害的情況下,治理就成為當務之急,但治理方案又要綜合考慮道路安全與治理費用,因此選用何種支擋措施、支擋位置設(shè)置在哪里等因素就成為影響方案的關(guān)鍵因素。本文依托重慶萬州某四級路滑坡,通過不同位置布置抗滑樁,探討擋防位置對滑坡及道路安全性的影響。
Abstract: With the continuous development of China's society and economy, the impact of road engineering on nature has become greater and greater. At the same time, nature has further intensified the impact on road engineering. This is reflected in the endless stream of geological disasters such as landslides. When geological hazards such as landslides cannot be avoided, governance has become a top priority, but the treatment plan must comprehensively consider road safety and treatment costs. Therefore, factors such as what support measures are used and where the support locations are set become the key factors that affect the plan. This article relies on a landslide on a fourth-grade road in Wanzhou, Chongqing, and arranges anti-slide piles at different locations to discuss the impact of the blocking position on the landslide and road safety.
關(guān)鍵詞:滑坡;抗滑樁;滑坡失穩(wěn);失效
0? 引言
該滑坡位于重慶萬州區(qū)李河鎮(zhèn),擬建道路從滑坡前通過。2017年6月左右,受連日降雨影響,滑坡前緣土體開始發(fā)生蠕動變形,滑坡后部出現(xiàn)多條拉張裂縫,滑坡后緣房屋墻面開裂,嚴重影響后緣處房屋及前緣擬建道路的安全,亟待治理。
1? 場地工程地質(zhì)條件
場地屬構(gòu)造剝蝕低山地貌,滑坡區(qū)位于原鄉(xiāng)道040公路左側(cè)斜坡上,微地貌為斜坡溝槽地貌,兩山一槽的地貌形態(tài)從滑坡后緣直接延伸至前緣;整體呈西南高東北低,地形起伏較大?;聟^(qū)位構(gòu)造單元位于鐵峰山背斜南翼,巖層呈單斜狀產(chǎn)出,巖層產(chǎn)狀145°∠19°。滑坡區(qū)出露地層主要為上覆由第四系全新統(tǒng)殘坡積層粉質(zhì)黏土、碎石土,下伏侏羅系上統(tǒng)遂寧組(J3s)砂質(zhì)泥巖?;聻橐恍逼聹喜鄣孛?,中部為一季節(jié)性匯水溝,現(xiàn)狀少量地表水出露,水量大小受季節(jié)性變化較為明顯。地下水主要為空隙型潛水及基巖裂隙水。
2? 滑坡基本概況
滑坡位于斜坡地段,地形相對較緩,整體坡度約為30°,坡體局部為陡坎,滑坡潛在變形區(qū)平面形態(tài)總體呈“長條狀”,為縱長式滑坡,滑坡主滑方向為316°,滑坡前緣剪出口為原公路坡腳,后緣位于基巖陡坎邊緣?;聶M向平均寬度70m,縱向平均長度120m,面積約8400m2,潛在滑體厚度5.60~16.60m不等,滑體平均厚度約8.1m,體積約6.9萬m3,為一小型推移式土質(zhì)滑坡。擬建公路從滑坡前緣通過,滑坡影響范圍約70m。
3? 滑坡成因分析
滑坡位于斜坡溝槽處,該處以耕地為主,耕地內(nèi)土體疏松,有利于雨水下滲,而堆積層下伏砂質(zhì)泥巖,為相對隔水層,大量降水匯集在巖土分界面處,為滑坡的失穩(wěn)提供了充足的“潤滑劑”。
同時根據(jù)地勘結(jié)果顯示,該滑坡后緣滑體厚度較大,中部和前緣滑體厚度較薄,滑坡后部滑面呈凹型,地下水不易排出,地下水進一步導致滑帶處土體長期處于飽水狀態(tài),土體力學性質(zhì)進一步降低,滑體不斷向下蠕變,后緣裂隙持續(xù)加大。后緣蠕變的滑體持續(xù)推動中部及前部滑體向下運動,滑體在緩慢的整體下滑中導致前緣路基持續(xù)變形,當變形積累到一定程度,前緣首先失穩(wěn),進而該滑坡整體失穩(wěn)。
4? 滑坡穩(wěn)定性評價
據(jù)調(diào)查及變形特征現(xiàn)狀分析,滑坡前緣土體較薄,為強變形區(qū),后緣土體較厚,為弱變形區(qū),但整體僅表現(xiàn)為拉張裂縫及中部下錯,而未出現(xiàn)整體滑移的跡象,故判定該滑坡現(xiàn)階段在正常工況條件下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨等不利工況下(特別是久雨后)處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定狀態(tài)。隨著降雨、振動等不利工況的持續(xù)作用,滑坡堆積體的穩(wěn)定性將不斷降低,當變形積累到一定程度后,滑坡易出現(xiàn)大規(guī)模失穩(wěn)破壞。
根據(jù)定量計算結(jié)果,天然工況下滑坡穩(wěn)定系數(shù)為1.25,降雨工況下穩(wěn)定系數(shù)為1.01。
5? 設(shè)計計算
根據(jù)該項目地勘報告提供的各滑塊剩余下滑力分布表,結(jié)合該滑坡場地實際工程地質(zhì)條件,本文提出了兩種抗滑樁支擋方案,兩種方案均通過了理正抗滑樁設(shè)計軟件驗算,其配筋及樁位變形均滿足相關(guān)要求,現(xiàn)對兩種方案進行介紹(圖1、表1)。
第一種方案:抗滑樁布置于E4滑塊后,按照剩余下滑力1130kN/m進行計算,計算結(jié)果顯示該處共布置抗滑樁11根,抗滑樁長度18m,抗滑樁截面尺寸為1.8m×2.5m,樁間距6.0m,受推力側(cè)布置縱向鋼筋81根;第二種方案:抗滑樁布置于E5滑塊后,按照剩余下滑力910kN/m進行計算,計算結(jié)果顯示該處共布置抗滑樁11根,抗滑樁長度18m,抗滑樁截面尺寸為1.8m×2.5m,樁間距6.0m,受推力側(cè)布置鋼筋54根,抗滑樁樁頂3.0m范圍內(nèi)掛擋土板。
第一種方案抗滑樁布置于E4滑塊處,該處滑面近水平狀,抗滑樁布置處充分利用了E4滑塊的抗滑力,E5、E6及E7滑塊均為阻滑段,雖然抗滑樁配筋較多,但滑坡安全富余度較大,在到路邊設(shè)置路塹墻后能有效放置路邊滑體開挖導致的局部溜塌,使得該滑坡可以獲得較為有效的治理,同時能充分保護前緣的道路路基安全。第二種方案抗滑樁布置于E5滑塊末端,滑面傾角較小,因E5滑塊處于滑坡阻滑段,抗滑樁布置位置處對抗滑力的利用也將更加充分。根據(jù)下滑推力分布表中顯示的結(jié)果,E6及E7滑塊均處于阻滑段,處于E7滑塊上的道路路基也將更加安全。
通過兩種方案的對比,兩個方案均能保障滑坡前緣道路路基安全及滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài),但通過對比不難發(fā)現(xiàn)兩個方案各有優(yōu)缺點:方案一雖然工程量偏大,但抗滑樁能持久抵抗滑坡推力,能對滑坡和道路路基進行永久的保護,路塹墻也可有效防止滑體沖入道路,便于后期運營;方案二投資略少,樁位處擋土板能阻止部分滑體物質(zhì),但方案二最大的缺點在于僅能處治當前滑坡的滑坡推力,根據(jù)縱斷面顯示,在E4滑塊處地形陡變,存在次級剪出的可能,雖然當前該次級滑帶穩(wěn)定性滿足要求,但隨著時間的持續(xù),當自然環(huán)境進一步發(fā)生變化時,該次級剪出口具有一定的潛在風險,若滑體從次級剪出口剪出,將直接沖毀道路或直接作用在抗滑樁上,導致該處抗滑樁失效。
6? 結(jié)論
①滑坡支擋結(jié)構(gòu)應布置在能充分利用滑坡抗滑力的位置,滿足被保護結(jié)構(gòu)安全的同時盡量節(jié)約造價;②滑坡支擋設(shè)計應充分考慮自然環(huán)境變化引起的支擋結(jié)構(gòu)失效的可能;③滑坡支擋設(shè)計在采用相同處治措施時,應進行造價、安全及潛在風險的對比,充分預估可能的地質(zhì)環(huán)境變化帶來的結(jié)構(gòu)措施失效問題。
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