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摘要:滑坡是一种地质灾害,其发生和发展受制于地质条件和自然力的作用,同时也受到人类工程活动的影响。近年来,由人类工程活动诱发的滑坡越来越多,危害也越来越大,引起了人们的普遍关注。本文分析了滑坡产生的原因及危害,探讨了滑坡治理措施。
关键词:滑坡;危害;治理措施
有资料显示,在长江三峡水库蓄水后,库区山体滑坡总数就达4000处以上。此外边坡治理工程需要高投入,我国每年由于边坡失稳造成的损失就达300亿元以上,可见造成的人民生命财产和社会经济损失是巨大的,后果极其严重。因此对边坡的变形和滑坡的合理预防与治理是非常重要的,它已经引起了各级领导和工程技术人员的高度重视。
一、滑坡产生的原因及危害
滑坡是一定地质地形条件下,斜坡部分岩、土在自重作用下,受自然因素或人为因素影响失去稳定,沿着内部某一软弱面(或带)产生滑动变形的现象。发生滑坡是诸多内因和外因相互作用的结果。内因主要包括地质构造和岩土的物理力学性质:对于破碎断层、节理发育、褶皱倾斜、岩层与线路走向接近的大倾角岩层,是滑坡发生频率高的地质构造;同时地层的岩土物理力学性质也是引起滑坡产生的重要因素,如泥页岩、云母岩、风化岩、富含有机质的易水化岩石,以及松软粘土、人工松散堆积层,因其水稳性和自身粘结强度都较差,就较容易发生滑坡。滑坡发生的外因一般有:积水渗水、地下水变化、人工挖采破坏了原有的地层内应力平衡构造、较大的荷载或冲击振动能量等。我国山区和丘陵带幅员面积占大约70%,是世界上滑坡危害比较严重的国家。山区修建水库、电站、道路和工厂等形成的大量开挖山坡,可产生新滑坡或导致老滑坡复活。滑坡给世界各国造成的经济损失估计每年可达数十亿美元,整治费用惊人。
二、滑坡治理常用的措施
发生滑坡后首先要查明滑坡成因及其性质,对目前滑塌体的稳定性及其发展倾向做出基本判断,根据情况采取有效的地质勘察,结合现场踏勘测绘结果,确定处理方案。
1.削方减载与填土反压。自重及上覆外载对于滑坡体的稳定性来说,其作用可利可弊。滑坡治理时采用的削坡减载、反压固脚措施,就是合理利用自重及垂直外载的利而避其弊。削方减载措施特别适用于上陡(重)下缓(轻)的推动式、且滑坡后缘及两侧有明显的边界、或者有岩体出露而不易受到牵引变形的滑坡治理,对改善滑坡的稳定性,提高安全系数有着非常明显的效果。特别对于滑动土体厚度大于30 m的厚重型滑坡,通过削方减载较容易实现安全系数的提高。削方减载最大的缺点是,开挖扰动对环境有负面作用,应力释放及地下水朝开挖面出溢产生的渗压力等作用,容易引致周边土体的牵动,产生新的变形体。滑坡体后部削方减载的弃土,或者其他建筑物开挖的弃渣,如果土质较好,可利用其在滑坡前缘填土反压。统计分析表明,如果将滑坡体上部(滑动区)的体积减重4%,同时等量反压回填到坡脚(阻滑区),可使滑坡体的稳定安全系数增加10%。
2.地表防渗及地表排水。滑坡的发生和发展与地表水的危害有密切的关系。从滑坡体周边汇集的地表水、降雨的渗透以及泉水、池沼及渠道的再渗透,容易诱发滑坡,或使滑坡活动激化。所以,凡滑坡地区的防治工程,地表防渗排水措施都是必要的。地表防渗及排水措施易于实施,投资少,收效快,虽然单独使用并不一定能使滑坡稳定,但实践证明,它有减缓滑坡运动的作用,尤其当地下水是滑坡运动的主控因素时,地表防渗及排水措施可以阻隔地下水的补充来源,控制滑坡的发展,为滑坡整治争取宝贵的时间。
3.前缘护脚。滑坡前缘因河流或沟谷水流的冲刷而诱发滑坡的例子在自然界中是十分普遍的。治理的一般措施是直接在滑坡前缘采取流的冲蚀。对水库岸边的滑坡体,在滑坡前缘的上游地段修筑丁坝,让滑坡前缘形成回流区,使泥沙淤积在滑坡前缘,可对滑坡起支撑作用。山区一些滑坡体的前缘受到沟谷水流的长期冲刷,随着沟谷的不断深切与展宽,常因沟坡岩土体失稳而诱发滑坡,在滑坡的下游地段修筑小型堤坝,利用堤坝将水位雍高,在滑坡前缘形成静水,阻止沟谷的继续下切,并利用淤积的固体物稳定滑坡坡脚,可使滑坡体保持长期的稳定。
4.抗滑桩是依靠桩嵌入较坚硬稳定的地层中,桩与桩周岩土体相互嵌固并将滑坡推力传递到稳定地层,利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力,是一种大截面侧向受荷的抗滑支撑建筑物。
(1)抗滑桩适用于以下的情况:一是滑坡体中有一个明显的滑动剪切面;二是滑动剪切面以下是较完整的基岩,或者是密实的稳定基础,能提供足够的锚固力。应该注意的是,只有当抗滑桩受到滑坡推力且桩顶发生位移时才能产生抗滑力,所以,桩顶将有位移是必然的。因此,应避免将这种桩用于其它惧怕变形的建筑物的基础。
(2)抗滑桩桩顶高度一般与滑坡地面齐平。随着滑动面以上的滑体土层厚度增大,滑动面以上的抗滑桩高度相应增加,桩体承受的滑坡推力的合力作用点则随之增高,桩身的弯矩增大,配筋量增大。同理,如果单根抗滑桩的其余条件相同,则随着滑动面以上的桩高增加,所能承担的滑动推力将很快递减。为了增加单根桩的加固能力,水布垭大岩淌滑坡治理研究采用了将桩顶埋入滑坡体内一定深度的沉头矮桩,当桩体断面与配筋量等条件相同时,沉头矮桩的加固力较普通桩增加很多。
5.挡土墙。挡土墙是一种古老而常用的支撑建筑物。在大中型滑坡治理工程中,挡土墙往往只能作为综合治理措施的一个组成部分。滑坡治理的抗滑挡墙所受推力的大小、方向、分布及作用点,与一般的库仑土压力相比,有很大的不同。例如处于缓慢移动阶段的滑坡推力,相当于库仑静止土压力的3倍以上。抗滑挡墙的支撑力常常由滑坡剩余推力所控制,为安全起见,正确的做法是,同时计算出滑坡剩余推力和墙后的库仑土压力,采用较大者作为抗滑挡墙的设计荷载。抗滑挡墙按滑坡推力设计以后,仍应按墙后的主动土压力验算全墙的稳定性及基底应力,并验算墙体各个截面的拉、剪、压应力等是否满足结构要求。工程中由基础承载能力不足而导致挡土墙变形破坏的实例很多。在软弱地基上修筑刚性挡土墙是不妥的。挡土墙结构设计图中,对基础的承载能力应该提出明确的要求。墙基开挖到设计深度以后,必须对基础的承载力进行确认。挡土墙的施工应关注两个方面的问题。首先避免墙基的开挖影响滑坡稳定,开挖应安排在旱季进行,从滑坡体两侧向中间分段、跳槽、支撑开挖,防止滑坡前缘大断面临空。其次保证挡土墙的施工质量,据调查,挡土墙失效的众多事例中,有50%以上是由于施工质量不好而导致挡土墙结构受力不满足要求而破坏。
事实上每一种抗滑措施都有其特点,对不同的地质条件和地质环境,必须因地制宜,采取不同的措施。一般来说,对于小规模的堆积土坡,采用墙高不是很大的挡土墙处理比较合适,施工时只要做好排水措施,效果就比较好;而对于大中型的滑坡,特别是岩质边坡,采用抗滑桩或预应力锚索抗滑桩等处理措施效果就比较好;对那些地形复杂、坡度陡缓不一、新老滑坡共存、规模巨大的组合滑坡体,则往往需要几种措施兼用,以求达到最佳效果。
参考文献:
[1]邓建辉.基于强度折减概念的滑坡稳定性三维分析方法.岩土力学,2011.
[2]吴永锋.三峡库区大型滑坡治理的稳定性安全系数问题.湖北地矿,2011.
[3]邵国建.岩体稳定性分析于评价准则研究.岩石力学与工程学报,2013.
摘要:滑坡是一种地质灾害,其发生和发展受制于地质条件和自然力的作用,同时也受到人类工程活动的影响。近年来,由人类工程活动诱发的滑坡越来越多,危害也越来越大,引起了人们的普遍关注。本文分析了滑坡产生的原因及危害,探讨了滑坡治理措施。
关键词:滑坡;危害;治理措施
有资料显示,在长江三峡水库蓄水后,库区山体滑坡总数就达4000处以上。此外边坡治理工程需要高投入,我国每年由于边坡失稳造成的损失就达300亿元以上,可见造成的人民生命财产和社会经济损失是巨大的,后果极其严重。因此对边坡的变形和滑坡的合理预防与治理是非常重要的,它已经引起了各级领导和工程技术人员的高度重视。
一、滑坡产生的原因及危害
滑坡是一定地质地形条件下,斜坡部分岩、土在自重作用下,受自然因素或人为因素影响失去稳定,沿着内部某一软弱面(或带)产生滑动变形的现象。发生滑坡是诸多内因和外因相互作用的结果。内因主要包括地质构造和岩土的物理力学性质:对于破碎断层、节理发育、褶皱倾斜、岩层与线路走向接近的大倾角岩层,是滑坡发生频率高的地质构造;同时地层的岩土物理力学性质也是引起滑坡产生的重要因素,如泥页岩、云母岩、风化岩、富含有机质的易水化岩石,以及松软粘土、人工松散堆积层,因其水稳性和自身粘结强度都较差,就较容易发生滑坡。滑坡发生的外因一般有:积水渗水、地下水变化、人工挖采破坏了原有的地层内应力平衡构造、较大的荷载或冲击振动能量等。我国山区和丘陵带幅员面积占大约70%,是世界上滑坡危害比较严重的国家。山区修建水库、电站、道路和工厂等形成的大量开挖山坡,可产生新滑坡或导致老滑坡复活。滑坡给世界各国造成的经济损失估计每年可达数十亿美元,整治费用惊人。
二、滑坡治理常用的措施
发生滑坡后首先要查明滑坡成因及其性质,对目前滑塌体的稳定性及其发展倾向做出基本判断,根据情况采取有效的地质勘察,结合现场踏勘测绘结果,确定处理方案。
1.削方减载与填土反压。自重及上覆外载对于滑坡体的稳定性来说,其作用可利可弊。滑坡治理时采用的削坡减载、反压固脚措施,就是合理利用自重及垂直外载的利而避其弊。削方减载措施特别适用于上陡(重)下缓(轻)的推动式、且滑坡后缘及两侧有明显的边界、或者有岩体出露而不易受到牵引变形的滑坡治理,对改善滑坡的稳定性,提高安全系数有着非常明显的效果。特别对于滑动土体厚度大于30 m的厚重型滑坡,通过削方减载较容易实现安全系数的提高。削方减载最大的缺点是,开挖扰动对环境有负面作用,应力释放及地下水朝开挖面出溢产生的渗压力等作用,容易引致周边土体的牵动,产生新的变形体。滑坡体后部削方减载的弃土,或者其他建筑物开挖的弃渣,如果土质较好,可利用其在滑坡前缘填土反压。统计分析表明,如果将滑坡体上部(滑动区)的体积减重4%,同时等量反压回填到坡脚(阻滑区),可使滑坡体的稳定安全系数增加10%。
2.地表防渗及地表排水。滑坡的发生和发展与地表水的危害有密切的关系。从滑坡体周边汇集的地表水、降雨的渗透以及泉水、池沼及渠道的再渗透,容易诱发滑坡,或使滑坡活动激化。所以,凡滑坡地区的防治工程,地表防渗排水措施都是必要的。地表防渗及排水措施易于实施,投资少,收效快,虽然单独使用并不一定能使滑坡稳定,但实践证明,它有减缓滑坡运动的作用,尤其当地下水是滑坡运动的主控因素时,地表防渗及排水措施可以阻隔地下水的补充来源,控制滑坡的发展,为滑坡整治争取宝贵的时间。
3.前缘护脚。滑坡前缘因河流或沟谷水流的冲刷而诱发滑坡的例子在自然界中是十分普遍的。治理的一般措施是直接在滑坡前缘采取流的冲蚀。对水库岸边的滑坡体,在滑坡前缘的上游地段修筑丁坝,让滑坡前缘形成回流区,使泥沙淤积在滑坡前缘,可对滑坡起支撑作用。山区一些滑坡体的前缘受到沟谷水流的长期冲刷,随着沟谷的不断深切与展宽,常因沟坡岩土体失稳而诱发滑坡,在滑坡的下游地段修筑小型堤坝,利用堤坝将水位雍高,在滑坡前缘形成静水,阻止沟谷的继续下切,并利用淤积的固体物稳定滑坡坡脚,可使滑坡体保持长期的稳定。
4.抗滑桩是依靠桩嵌入较坚硬稳定的地层中,桩与桩周岩土体相互嵌固并将滑坡推力传递到稳定地层,利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力,是一种大截面侧向受荷的抗滑支撑建筑物。
(1)抗滑桩适用于以下的情况:一是滑坡体中有一个明显的滑动剪切面;二是滑动剪切面以下是较完整的基岩,或者是密实的稳定基础,能提供足够的锚固力。应该注意的是,只有当抗滑桩受到滑坡推力且桩顶发生位移时才能产生抗滑力,所以,桩顶将有位移是必然的。因此,应避免将这种桩用于其它惧怕变形的建筑物的基础。
(2)抗滑桩桩顶高度一般与滑坡地面齐平。随着滑动面以上的滑体土层厚度增大,滑动面以上的抗滑桩高度相应增加,桩体承受的滑坡推力的合力作用点则随之增高,桩身的弯矩增大,配筋量增大。同理,如果单根抗滑桩的其余条件相同,则随着滑动面以上的桩高增加,所能承担的滑动推力将很快递减。为了增加单根桩的加固能力,水布垭大岩淌滑坡治理研究采用了将桩顶埋入滑坡体内一定深度的沉头矮桩,当桩体断面与配筋量等条件相同时,沉头矮桩的加固力较普通桩增加很多。
5.挡土墙。挡土墙是一种古老而常用的支撑建筑物。在大中型滑坡治理工程中,挡土墙往往只能作为综合治理措施的一个组成部分。滑坡治理的抗滑挡墙所受推力的大小、方向、分布及作用点,与一般的库仑土压力相比,有很大的不同。例如处于缓慢移动阶段的滑坡推力,相当于库仑静止土压力的3倍以上。抗滑挡墙的支撑力常常由滑坡剩余推力所控制,为安全起见,正确的做法是,同时计算出滑坡剩余推力和墙后的库仑土压力,采用较大者作为抗滑挡墙的设计荷载。抗滑挡墙按滑坡推力设计以后,仍应按墙后的主动土压力验算全墙的稳定性及基底应力,并验算墙体各个截面的拉、剪、压应力等是否满足结构要求。工程中由基础承载能力不足而导致挡土墙变形破坏的实例很多。在软弱地基上修筑刚性挡土墙是不妥的。挡土墙结构设计图中,对基础的承载能力应该提出明确的要求。墙基开挖到设计深度以后,必须对基础的承载力进行确认。挡土墙的施工应关注两个方面的问题。首先避免墙基的开挖影响滑坡稳定,开挖应安排在旱季进行,从滑坡体两侧向中间分段、跳槽、支撑开挖,防止滑坡前缘大断面临空。其次保证挡土墙的施工质量,据调查,挡土墙失效的众多事例中,有50%以上是由于施工质量不好而导致挡土墙结构受力不满足要求而破坏。
事实上每一种抗滑措施都有其特点,对不同的地质条件和地质环境,必须因地制宜,采取不同的措施。一般来说,对于小规模的堆积土坡,采用墙高不是很大的挡土墙处理比较合适,施工时只要做好排水措施,效果就比较好;而对于大中型的滑坡,特别是岩质边坡,采用抗滑桩或预应力锚索抗滑桩等处理措施效果就比较好;对那些地形复杂、坡度陡缓不一、新老滑坡共存、规模巨大的组合滑坡体,则往往需要几种措施兼用,以求达到最佳效果。
参考文献:
[1]邓建辉.基于强度折减概念的滑坡稳定性三维分析方法.岩土力学,2011.
[2]吴永锋.三峡库区大型滑坡治理的稳定性安全系数问题.湖北地矿,2011.
[3]邵国建.岩体稳定性分析于评价准则研究.岩石力学与工程学报,2013.