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实例解说高速公路滑坡成因及治理措施

 1引言

目前国内正处在山区高速公路的建设高潮,在工程建设中,为降低工程造价,不得不大量切割山体,形成高边坡。由于切割山体,破坏了山体原有的平衡,同时在降雨作用下,土体物理力学指标降低,极易造成边坡失稳。刷方卸载、预应力锚杆(索)以及支挡等措施是治理滑坡常用的手段,本文结合邵光高速公路K28+540滑坡工点,通过分析该滑坡的成因,并提出相应的治理措施。
 
2工程概况
 
2.1地形地貌
 
滑坡区域属丘陵斜坡地貌,山脊走向近东西向,总体地形西高东低,自然地形呈上陡下缓,下部坡度20~30°,上部坡度30~40°,坡脚设计公路路面高程约262.379~265.49m,道路左侧人工边坡后缘山顶部最大高程约357m,相对高差约94.6m。人工边坡沿线南北两侧为丘陵小冲沟,冲沟切割深度25~45m,两侧壁地形高陡,自然地形坡度约35~45°,地表植被发育。
 
2.2地基土工程地质层组及特征
 
根据人工开挖边坡出露及工程钻探揭露,划分为5个工程地质层,现自上而下分述如下:(1)残坡积砂质粘性土(Qel-dlp):褐黄色,湿,呈可塑-硬塑状态,局部很湿,呈软塑状态,成分以粉粘粒为主,结构较松散,孔隙比0.666~1.262(平均值0.944),母岩为花岗岩。(2)全风化花岗岩(γ25):褐黄色,岩石风化剧烈,原岩结构完全破坏,矿物成分除石英外基本风化成土状,岩芯易吸水软化,属极软岩。(3)砂土状强风化花岗岩(γ25):浅褐黄色,岩石风化很强烈,原岩结构可辨,岩体极破碎,大多长石矿物已风化,岩芯成砂土状、碎屑状,泡水易软化、散体,属极软岩,岩体基本质量等级为V级。(4)碎块状强风化花岗岩(γ25):浅肉红色、灰黄色,岩石风化强烈,原岩结构清晰。(5)中风化花岗岩(γ25):肉红色,中粗粒花岗结构,块状构造,节理裂隙较发育,多呈闭合状,岩体较破碎呈块状,属较硬岩,锤击声较清脆,不易碎,RQD=35~90%,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
 
2.3地层岩性
 
根据人工开挖边坡出露及工程钻探揭露,根据岩土体成因时代、埋藏分布规律、岩性特征及其物理力学性质,划分为5个工程地质层,现自上而下分述如下:(1)残坡积砂质粘性土(Qel-dlp):褐黄色,湿,呈可塑-硬塑状态,局部很湿,呈软塑状态,成分以粉粘粒为主,约占48~66%,大于0.5mm的石英颗粒含量约占25~30%,结构较松散,孔隙比0.666~1.262(平均值0.944),母岩为花岗岩。(2)全风化花岗岩(γ25):褐黄色,岩石风化剧烈,原岩结构完全破坏,矿物成分除石英外基本风化成土状,岩芯易吸水软化,属极软岩,岩体基本质量等级为V级。(3)砂土状强风化花岗岩(γ25):浅褐黄色,岩石风化很强烈,原岩结构可辨,岩体极破碎,大多长石矿物已风化,岩芯成砂土状、碎屑状,泡水易软化、散体,属极软岩,岩体基本质量等级为V级。(4)碎块状强风化花岗岩(γ25):浅肉红色、灰黄色,岩石风化强烈,原岩结构清晰,少数矿物风化,节理裂隙很发育,多呈网状,裂面见铁锰质渲染,岩体破碎呈碎裂状结构,钻探过程局部漏水现象严重,岩芯呈碎块状、短柱状,锤击易碎,属软岩-较软岩,岩体基本质量等级为V级。(5)中风化花岗岩(γ25):肉红色,中粗粒花岗结构,块状构造,节理裂隙较发育,多呈闭合状,岩体较破碎呈块状,岩芯呈短柱状、柱状,少量块状、长柱状,属较硬岩,锤击声较清脆,不易碎,RQD=35~90%,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
 
2.4水文地质条件
 
工作区水文地质条件较简单,富水性一般,主要受大气降雨补给。人工边坡开挖使岩土体裸露,失去地表植被等防护,地表降雨沿坡面岩孔隙、裂隙大量下渗,一方面降雨沿孔隙裂缝入渗转化为松散层孔隙潜水、风化基岩网状裂隙水等,使土体重度加大,抗剪强度降低。另一方面沿基岩卸荷裂隙下渗转化为基岩裂隙水,降雨后裂隙内地下水水位迅速上升,加剧裂隙张开程度,增动水压力和渗透力等,加剧了表层土状风化岩土体的下滑。
 
3滑坡发展过程及成因分析
 
3.1滑坡发展过程
 
边坡原设计最高五阶,第一至五阶坡率分别为1∶0.75、1∶1.0、1∶1.0、1∶1.25和1∶1.25,第一阶设置交错的非预应力锚杆框架,第二、三阶设置交错预应力锚索框架。2014年3月,边坡开挖至第一阶,因坡面锚固工程未及时实施,受降雨影响,边坡发生变形开裂,2014年11月,边坡变形进一步加剧。坡顶出现多道裂缝,滑坡周界明显,第一阶坡面出现鼓胀现象。
 
3.2滑坡成因分析
 
根据现场调查以及滑坡勘察资料揭示,该滑坡形成的主要因素如下:(1)斜坡场地经人工开挖分级切坡,形成高差约40m,坡度34~53°的高陡人工边坡,破坏了该斜坡原有的应力平衡;(2)边坡主体由坡残积土层及下部风化土层组成,下伏基岩,表层覆盖的①残坡积砂质粘性土,孔隙度较大,具中等透水性,其主要组成成分为粉粘粒,土体结构松散,有利于地表降水下渗,易吸水饱和、重度加大,抗剪强度降低;同时基岩面顺倾且相对隔水,容易造成地下水汇集,浸泡和软化接触带附近土体,降低岩土体抗剪指标。
 
4滑坡治理设计
 
(1)预应力锚索:因本滑坡体有多道裂缝,施工预应力锚索过程中将出现漏风、跑浆等现象,因此在施工过程应采用跟管工艺,跟管长度直至穿过已有滑动面为止。(2)地下水排水工程主要是指仰斜平孔排水工程,一般设计工程位置和数量均为原则性布设,在具体施工过程中,应根据施工揭示地层及含水状态等实际情况调整孔位、孔数和孔深,以排水孔正常出水率达50%以上为宜,确保平孔排水工程效果。(3)坡面及坡顶上的裂缝,应采用粘土夯实封闭。
 
5结语
 
滑坡采用上述方案实施后,通过监测结果反馈,滑坡体已处于稳定状态,说明该处理方案是成功可行的。对于风化层较厚的滑坡,如果具备放缓条件,通过刷坡卸载,设置宽平台等措施,可大大降低滑坡下滑力,减少锚固工程量,进而降低工程造价。

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