摘要:本文作者结合某公路滑坡实例,主要就该工程的滑坡性质及形成及变形原因进行了分析,通过该公路的滑坡机理采取有效的治理措施,使其至施工后达到理想的效果,为今后类似工程提供参考。
关键词:公路;滑坡;成因;治理措施
0 引言
边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,也是工程建设中最常见的工程形式。随着我国公路建设的快速发展,经常要开挖大量边坡,边坡的开挖破坏了原有的植被覆盖层,导致边坡的不稳定,出现大量的次生裸地以及严重的水土流失现象,加剧了生态系统的退化。如何对边坡进行综合处治正受到工程技术人员的重视。边坡综合防护设计是公路设计的重要内容之一,需根据自然边坡的稳定状况、地质条件(地层岩性、地质构造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等)和人为改造的程度(开挖深度、坡形、坡率等)、材料来源及边坡的稳定性等情况进行综合考虑,因地制宜地选择实用、合理、经济、美观的防护措施,同时要达到与周围环境相协调,保持生态环境相对平衡,美化公路的目的。
1 工程概况
某公路K37+250~K37+550 段通过地段为潜在滑坡, 路基以半填半挖的形式通过,路线中线的最大挖深为16m,右侧最大边坡高近30m。路线设计按普通边坡进行坡面防护,边坡开挖后,适逢当地雨季,遇强降雨引起边坡失稳,诱发潜在滑坡滑动变形。下滑体宽140m,长80m,上窄下宽,滑体下滑后在后缘形成高8m 的后壁,前缘向外推移挤出近20m,将路基掩埋。滑坡体具两层滑带,浅层滑带最大埋深18m,深层滑带最大埋深24m,浅层滑坡体已复活变形,深层处于稳定状态。
2 工程地质条件
2.1 地形地貌
工程处于一山脉南坡缓坡带,与主峰高差达千余米,受高山小气候影响,大气降水相对较多。公路从一小山包前部通过,属中低山侵蚀地貌,海拔近2000m,坡面总体走向NW30°,地表自然坡度为25°~35°,坡面上植被较发育,主要为灌木及杂草。
2.2 地层岩性
滑坡区出露的地层主要为上第三系砂砾岩夹泥岩、砂岩,成岩程度较差,呈半胶结状,岩体风化强烈,砾岩风化呈砾石土状。岩层走向与路线斜交,并内倾向山内,岩层中结构面发育。边坡开挖后,岩体卸载裂隙发育,岩体破碎。表层为第四系残坡积砂质粘土,厚度0.5~1.0m。
2.3 地质构造
受局部断裂影响,岩体破碎,基岩裂隙水发育。同时坡体处于一向斜近轴部, 两翼砂砾岩中的地下水向该处汇集。 因此,坡体地下水丰富。路基开挖前山坡前部有大片湿地分布,并有泉水出露。此外,滑坡后部西侧缓坡汇水面积较大,大气降水易汇集补给滑坡地下水。
3 滑坡机理分析
3.1 滑坡形成原因
①坡体由砂岩夹泥岩、砂岩组成,受构造等因素影响,岩体成岩程度差,风化破碎,强度低。
②岩体中地下水发育,泥岩夹层相对隔水,浸水软化后强度降低,易形成软弱结构面。③地震、降雨等自然灾害的影响。上述因素的综合作用形成了滑坡。
3.2 滑坡失稳因素
潜在滑坡体的失稳主要有两个因素,一是工程因素,二是降雨因素。公路施工开挖坡体前部,削弱了滑坡前部抗滑段,造成老滑坡稳定性降低,滑动体趋于极限平衡状态;大气降水冲刷地表,下渗补给滑体地下水,使得滑体重量增大,滑带指标降低,坡体稳定性进一步降低,最终导致坡体失稳。
4 治理工程施工
滑坡为砂砾岩夹泥岩、砂岩老滑坡的复活,岩体风化破碎,强度低,坡体地下水含量较高,路线从滑坡前部通过,坡脚路堑开挖较深。原设计为三级边坡:一级坡高8.5m,坡率1:0.6;二级坡高8m,坡率1:0.7;三级坡最高约6m,坡率1:0.8,相邻两级坡间均设宽2m 的平台,坡面均采用护面墙防护。根据以上情况,治理工程采用强支挡为主,结合坡面防护和综合疏排水措施进行综合治理,如下图1:
4.1 改变边坡形式
将K37+250~K37+550段路线设计中,一级边坡平台宽度由2m加宽至4m,仍设三级坡,一级坡高8.5m,坡率1:0.6;二级坡高8m,坡率1:0.7;一级、二级坡间平台宽4m;三级坡最高8m,坡率1:0.8,二级、三级坡间平台宽2m。平台均采用M10 浆砌片石铺砌,平台内侧设置截面40cm×30cm 排水沟。
4.2 支挡措施
根据滑坡推力及地形条件等因素,支挡措施主要采用抗滑桩、锚索抗滑桩及锚索框架等措施, 滑坡主滑段采用抗滑桩结合一至两级锚索框架支挡,滑坡侧界附近,根据推力及地形条件等因素,采用抗滑桩或锚索框架支挡,支挡工程均设于路线右侧。
(1)抗滑桩:于路线K37+299~K37+527 段一级平台上设置一排抗滑桩,间距6m,共39 根。K37+299~K37+353 段为普通抗滑桩,截面为1.8m×2.4m,桩长18m,共10 根;K37+359~K37+527 段为锚索抗滑桩,截面为2m×2.6m,桩长18m,共29 根,每根桩上布设两根预应力锚索(615.2),锚索长30m,锚固段长10m。抗滑桩长轴方向与滑坡滑动方向一致,采用C25 钢筋混凝土浇筑。
(2)预应力锚索框架:于路线K37+535~K37+583 一级坡、K37+355~K37+555 段二级坡及K37+425~K37+465 段三级坡坡面上设预应力锚索框架,单片框架由两根竖梁和两根横梁组成,截面均为0.6m×0.8m,采用C25 钢筋混凝土浇筑,框架横竖梁间采用M10 浆砌片石砌筑。锚索长21~40m,锚固段长10m,钻孔孔径为130mm,倾角20°,锚索横向、竖向间距均为4m。
4.3 护面墙
一、二、三级框架以外坡面设实体式护面墙,采用M7.5 浆砌片石砌筑,水泥砂浆勾缝。
4.4 排水措施
(1)仰斜排水孔:于路线K37+299~K37+787 段一级护面墙上设一排仰斜排水孔,孔深40m,仰角10°,孔径110mm,内置90mm 排水软管。仰斜式排水孔间距6m。
(2)截水沟:于滑坡周界外设置截水沟,每级边坡平台上设置排水沟,并采用吊沟将水引入路基排水沟。
5 结束语
(1)公路工程可研报告和初步设计阶段,应对路线沿线的滑坡等地质病害进行调查, 施工图设计阶段则应针对病害采取相应的防治措施,避免因施工扰动病害体,而造成治理困难,治理费用增大。
(2)该段地质条件较差,地层岩性和特殊的小气候决定了该段为不良地质地段,老滑坡处于极限平衡状态,公路以路堑形式通过滑坡前部,开挖引起老滑坡复活,这一点应吸取教训。
(3)主体治理工程采用抗滑桩结合锚索框架等强支挡措施, 结合坡面防护和地表、地下水疏排措施,达到综合治理滑坡的目的,工程措施总体设置合理,具有借鉴意义。
(4)本工程坡面防护以浆砌片石为主,在西部寒冷地区,浆砌片石易冻胀破坏,也不符合环保要求。
参考文献
[1] GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].
[2] JGJ79-91.建筑地基处理技术规范 [S].
[3] 叶书麟,叶观宝.地基处理与托换技术(第二版)[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2005-04-22.
[4]李生林.中国膨胀工程地质研究[M ].南京:江苏科学技术出版社,1992.
[5]赵明阶等编著.边坡工程处治技术[M].北京:北京人民交通出版社,2003.