摘要:所谓滑坡,通常情况下是指受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素的影响和制约,进而在一定程度上使得斜坡上的土体或者岩体在重力的作用下,沿着软弱面或者软弱带,整体或者部分顺坡向下滑动的自然现象。
关键词:滑坡;稳定性分析;治理措施
中图分类号:U416 文献标识码: A
引言:在滑坡防治过程中,首先须确定边坡的破坏模式,根据破坏模式选取合理的方法进行边坡稳定性计算与评价以及安全系数的确定。其中,稳定性计算的核心是合理地确定滑动面的形状、位置和岩体参数,硬质岩边坡滑动面是由岩体结构面组合贯通形成。
1、治理原则
通常情况下,按照预防为主、避让与治理相结合的原则,对滑坡进行治理。在治理过程中,需要对滑坡发生的历史和现状进行掌握,同时对滑坡的外表地形、滑坡体的构造、滑动面、滑动体的土质,以及饱水情况等进行研究分析,进而在一定程度上了解滑坡体的形成原因和机理,然后根据滑坡体的实际情况制定防止滑坡总体防治规划。
2、工程概况
某滑坡位于某国道嵊州段,2009年8月15日上午9时15分左右,由于受台风“莫拉克”影响,连续多日强降雨,某国道三界镇某地段(K1575+850―K1575+950)发生山体岩质大面积滑坡,造成1人轻伤,导致某国道嵊州段、县道清白线起点段交通中断和古文物清风亭的倒塌。滑坡造成的土石方数量为34500m3,属于中型滑坡,在嵊州市历史上也是规模最大的一次山体岩质滑坡。由于某桥头上部高边坡土石仍有下滑的危险,威胁到某桥台稳定、公路正常运营及群众生命财产安全,因此有必要对滑坡的稳定性进行评价,并采取针对性的防治措施。
3、滑坡地质条件
3.1地形地貌
滑坡地处某省东部丘陵地貌区,山坡下缓上陡,坡度30°~40°,山体较陡峻。
3.2地层岩性
3.3地质构造
3.4水文地质
滑坡区地下水类型单一,以基岩裂隙水为主。基岩裂隙水主要分布于基岩风化裂隙中,接收大气降水补给,在坡下以下降泉的形式排出地表。
4、滑坡破坏特征及成因分析
4.1滑坡形态
4.2滑坡成因分析
滑坡为典型的硬质岩顺层滑坡(主结构面)。滑坡体岩性主要为中风化晶屑凝灰岩,受丽水―余姚深断裂影响,发育多组规模性节理,延伸长。在几组主节理面组合切割下,完整岩体形成巨大块体、块状体结构。由于早期公路建设,坡脚开挖后形成临空面,再加上主节理面①和②在长期风化应力与地下水压力作用下贯通发展,强度降低,在台风“莫拉可”强降雨下,裂隙充水造成强度降低,最终形成整体滑塌和局部掉块。
由极射赤平投影图(图1)可知,节理①倾向与坡面倾向一致,且倾角稍缓于坡面倾角,坡脚开挖后形成临空面,在节理①与②贯通发展后,形成突发性整体滑塌,即节理面①为滑动面。
节理①、②、③、⑤,节理①、②、③、⑥,节理①、②、④、⑤,节理①、②、④、⑦的组合将完整岩体切割成规模不等的块状体,第①组节理为块状体底部结构面,在节理裂隙贯通发展后,块状体沿此结构面产生突发滑塌、掉块。
5、滑坡稳定性分析
本滑坡为典型的顺层滑坡,滑动面清晰平整,基本为倾斜平面,因此本次滑坡稳定性分析可采用平面滑动法。计算公式如下
式中:γ为岩土体的重度(k N/m3);c为结构面的黏聚力(k Pa);φ为结构面的内摩擦角(°);A为结构面的面积(m2);V为岩体的体积(m3);θ为结构面的倾角(°)。
6、滑坡治理方案
根据滑坡特点,对滑坡上方预应力锚索方案和支挡方案进行比较、验算和优化。根据地质调查及稳定性分析,该滑坡体主要为崩塌方式,原因是原陡立坡面经过若干年风化后表层岩体物理力学指标降低,过陡的坡面是导致其倾倒的主要原因.考虑其现状坡面仍很陡,约为1∶0.3,甚至有倒坡出现,仍存在继续崩塌的趋势,通过将其刷坡放缓,可以减少部分下滑力(下滑力由原来的1760kN/m减少到1070kN/m),消除崩塌诱因。卸载后,路基滑坡下滑力计算为1070kN/m,由六排设计锚固力为800kN的预应力锚索承担,横向设置间距为4m,该方案受力分析明确,方案可靠.若采用支挡方案,则陡立面坡及下平坡锚索地梁必须固结,方能发挥作用,固结点抗弯能力要求很高,如此必然要求地梁尺寸增大或增加斜向支撑以满足抗弯,造价很高。同时下平坡锚索工作性能不良,成抗剪状,不能充分发挥锚索的拉力.上方悬空边坡高度为10~14m,而且是不规则凹面,需在坡面上增设垂向梁,施工难度很大,只能打设三排预应力锚索,方案虽然避免了卸载土方,但该方案既不经济也不可靠。
采用卸载+预应力锚索加固方案,开挖边坡采用光面爆破,只要采用适当的临时防护和安全措施,就能确保某国道的畅通。
结语:本滑坡为典型的顺层滑坡,由于硬质岩体中发育顺坡长大节理,坡脚开挖后,在长期外力作用下,节理面贯通发展,结构面强度降低,在台风强降雨期间发生滑塌破坏.通过对滑坡变形破坏机理的分析和稳定性计算,采用卸载+预应力锚索加固方案。滑坡治理工程已于2010年底完工,根据后期监测资料,治理后该滑坡体处于稳定状态,说明对滑坡的治理措施是安全可靠的,达到了预期的目的。