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摘要:滑坡是山区高速公路建设中最常见也是危害最大的地质灾害,因滑坡的产生条件、影响因素、破坏机理的复杂性和多变性,一直是世界各国研究的主要地质和工程问题之一。边坡如果失稳,就形成滑坡、崩塌等地质灾害,轻则增加投资、延长工期,重则导致建筑物倒塌、甚至造成人员伤亡。目前,滑坡仍然是危害人们生命财产安全的主要灾害之一。为此,本文针对高速公路边坡滑坡存在的问题,提出具体防治措施,以期为类似地质自然灾害处治及预防提供参考。
关键词:滑坡 防治 加固
一、公路滑坡的特征
滑坡指斜坡上的岩土体沿坡内一定的软弱带(或面)作整体地向前向下移动的现象。滑坡的共性是都具有滑体、滑动带(面)、滑床、滑坡壁、滑坡舌、滑坡裂缝等要素。但是公路滑坡有其独有的特点。公路中滑坡的滑出方向绝大多数是垂直或近似于垂直路线走向,极少部分是斜交于公路路线。公路滑坡的规模有大有小,但是滑坡的发生概率较大,特别是在公路建设过程中。从公路沿线滑坡产生的诱发因素角度来看,地质构造、地层岩性及地下水是主控因素,地形、气候等是次要因素,公路工程建设活动是主要的诱发因素。从文献[7]可知,约有50%是由于工程建设引发的新滑坡,约30%的滑坡是在工程建设中复活的古滑坡,约20%的滑坡是在勘察设计中已经发现而路线无法绕避的。
二、成因分析
滑坡的形成,是由其地形地貌、地质构造、地层岩性、水及人类工程活动的共同作用的结果。Ⅳ#滑坡形成的主要原因:人类前缘开挖,使土体形成临空面,后缘地表水渗入,降低了土体的抗剪强度,增加土体的重度,造成整个土体向临空面滑移。属工程诱发的牵引式滑坡。边坡在改建过程中,土壤内部原有的应力状态随着改造过程的进行渐渐地发生了变化,有的边坡经过自身调整变得越来越稳定,最终形成稳定边坡;有的经过应力调整,失去平衡,最终发生崩塌、滑坡、剥落现象。其次,滑坡土体的透水性总体较差,地下水多沿泥岩顶面和强风化和中风化的界面地表径流,连日暴雨使本已丰富的地下水更加充盈,软弱面的渗水量骤增,加速了滑坡体的运动速度。再次,斜坡中部的裂缝为地表水的渗入提供了方便。滑体中含水量大增,最终达到饱和状态,岩体被软化,边坡变形失稳,滑体顺坡向路堑滑移。
三、公路滑坡的识别
第一,通过观察地形地貌来识别:当斜坡上有圈椅状、马蹄状地形或多级不正常的台坎发育,其形状与周围斜坡差别很大;有时斜坡上面有洼地,下部坡脚较两侧更多地伸入河床;两条沟谷的源头在斜坡上部转向并汇合;这些地貌现象告诉我们,这一地段有曾经发生过滑坡的历史。第二,通过研究地层来识别:发生过滑坡了的地段,其岩层或土体的类型、产状与周围未出现滑动的斜坡有着明显的区别。岩层或土体层序较凌乱、结构较疏松的证明滑动过。第三,通过研究地下水来识别。如果地下水含水层的统一性遭到破坏,地下水流动的路径、排泄地点发生改变,如果发现局部斜坡与整段斜坡上的泉水点、渗水带分布状况不同,短时间内出现原有泉水突然干涸等现象,可以结合其它证据判断可能有滑坡正在形成。第四,通过观察植被的外形来识别:斜坡表面树木出现东倒西歪,一般判定是斜坡曾经发生过剧烈滑动的;如果斜坡表面树木主干朝坡下弯曲、主干上部保持垂直生长,一般认为是斜坡长时间缓慢滑动的。
四、公路滑坡的具体防治措施
滑坡是在重力作用下,物质由高处向低处的一种运动形式。因此,“滑动”的速度受地形坡度的制约,即地形坡度较缓时,滑坡速度较慢;地形坡度较陡时,滑坡速度较快。滑坡的速度快时,人们猝不及防,定会造成巨大生命、财产的损失。在山区,滑坡现象虽然不可避免;但通过采取积极防御措施是可以把危害降到最低点的。
第一,增设排水口,增加地表排水量。由于本区滑坡现象主要因暴雨所致。在雨季临时封闭高速公路易滑坡的一幅路段;临时在坡体增设排水孔,排出的地表水尽量减少渗到地下的可能,增设坡体排水沟,同时要和地下排水措施紧密配合,在滑坡后部修建截水盲洞,以降低桩后地下水。
第二,植树种草,控制水土流失。植物主要是通过以下几个方面来实现对边坡土体的防护功能:①植物以自己的繁密枝叶来消弱雨滴动能达到对边坡土体的保护,枝叶吸附了降落到其上的降水,通过物理蒸发形式返回到大气中,这样消弱了边坡表面的径流量。②植物腐烂在边坡表面形成大量的腐殖质,一方面提高了边坡土体的渗透性能,改善了土壤的结构。另一方面是边坡表面变得粗糙,减缓径流动能。③植物根系起到了对土体“加筋”作用,有效提高土体抗剪切的能力,有效的防止水土流失。
第三,用粘土夯实或者水泥桨封堵地表裂缝等应急措施,填堵法是一种最常见的治理方法。一般用于裂缝较浅地方的处理。当裂缝内有基岩出露时,首先把块石、碎石填入做成反滤层,或采用地下岩石爆破回填,然后上覆粘土夯实。
第四,发挥抗滑桩的作用。加固边坡抗滑桩具有适应性强,对滑坡稳定性和地质环境干扰小,可多桩同时施工,工期短,见效快的优点。目前抗滑桩在只要求不发生大滑动的情况,还是较好的加固措施。抗滑桩放样定位应严格按设计文件所提供坐标要求,准确定位。施工前应先清除桩位附近表层易滑塌部分,同时做好桩位附近地表水拦截工作。然后开挖抗滑桩基坑,用钢筋混凝土浇筑抗滑桩;待浇筑好的抗滑桩达到设计强度后才可进行相邻隔桩基坑的开挖。在开挖桩孔过程中,地质人员需详细记录地层岩性、含水量、接触面等情况,若发现与设计情况不符时,要及时与有关部门沟通,以便及时作出设计变更。
第五,改善边坡岩土体的力学强度。通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程等;有裂隙或软弱结构面的岩质边坡适用预应力锚杆或锚索加固。
五、滑坡防治工程的施工方法
1、施工方法的分类
滑坡防治工程的施工方法分为抗滑工程和控制工程两大类。不同的施工方法各有特点,设计时应考虑地形、地质和引起滑动的机构等,采用适宜方法施工。
滑坡防治控制工程施工方法: ①排除地表水(开排水沟、防止渗透等);②浅层地下水的排除(地下排水沟等);③深层地下水的排除(钻取泄水机、集水井、排水隧道等);④清土减重工程;⑤反压填土工程。滑坡防治抗滑工程施工方法: ①抗磨桩工程;②锚杆工程。
2、选定滑坡防治工程的基本要求
滑坡防治工程设计应主要采取控制工程。当单用控制工程不能保证预定计划的安全系数时,则可根据现场条件采用适合的抗滑工程。
(1)切方滑坡原因引起的滑坡类型:①基岩中的滑坡。最常用的方法是减重、挖台阶(包括做护坡)、平衡压重(包括挡土墙、格块护坡)、钢管桩;多次使用的方法是深层地下排水、深基础桩、锚杆工程;不常用的方法是排除地表水(开水沟、防渗透)、浅层地下排水、切断地下水源;②风化岩层的滑坡。最常用的方法是排除地表水(开水沟、防渗透)、浅层地下排水、平衡压重(包括挡土墙、格块护坡);多次使用的方法是深层地下排水、钢管桩。
⑵填方滑坡原因引起的滑坡类型: ①崩积土的滑坡。最常用的方法是平衡压重(包括挡土墙、格块护坡)、钢管桩、深基础桩;多次使用的方法是深层地下排水、锚杆工程;②粘土地质的滑坡。最常用的方法是平衡压重(包括挡土墙、格块护坡);多次使用的方法是钢管桩、深基础桩。
综上所述,水是引起滑坡失稳下滑的主要原因,为此,在滑坡治理工程设计计算和工程布设中要充分考虑到这一因素,并以疏排地表及地下水作为治理工程设计的前提与重点。滑坡治理是一项复杂的工程,常常不是某一种措施能够解决得了的,因此,滑坡治理中经常使用多种措施相结合来实现对滑坡的整治,这样才能取得较好的治理效果。
关键词:滑坡 防治 加固
一、公路滑坡的特征
滑坡指斜坡上的岩土体沿坡内一定的软弱带(或面)作整体地向前向下移动的现象。滑坡的共性是都具有滑体、滑动带(面)、滑床、滑坡壁、滑坡舌、滑坡裂缝等要素。但是公路滑坡有其独有的特点。公路中滑坡的滑出方向绝大多数是垂直或近似于垂直路线走向,极少部分是斜交于公路路线。公路滑坡的规模有大有小,但是滑坡的发生概率较大,特别是在公路建设过程中。从公路沿线滑坡产生的诱发因素角度来看,地质构造、地层岩性及地下水是主控因素,地形、气候等是次要因素,公路工程建设活动是主要的诱发因素。从文献[7]可知,约有50%是由于工程建设引发的新滑坡,约30%的滑坡是在工程建设中复活的古滑坡,约20%的滑坡是在勘察设计中已经发现而路线无法绕避的。
二、成因分析
滑坡的形成,是由其地形地貌、地质构造、地层岩性、水及人类工程活动的共同作用的结果。Ⅳ#滑坡形成的主要原因:人类前缘开挖,使土体形成临空面,后缘地表水渗入,降低了土体的抗剪强度,增加土体的重度,造成整个土体向临空面滑移。属工程诱发的牵引式滑坡。边坡在改建过程中,土壤内部原有的应力状态随着改造过程的进行渐渐地发生了变化,有的边坡经过自身调整变得越来越稳定,最终形成稳定边坡;有的经过应力调整,失去平衡,最终发生崩塌、滑坡、剥落现象。其次,滑坡土体的透水性总体较差,地下水多沿泥岩顶面和强风化和中风化的界面地表径流,连日暴雨使本已丰富的地下水更加充盈,软弱面的渗水量骤增,加速了滑坡体的运动速度。再次,斜坡中部的裂缝为地表水的渗入提供了方便。滑体中含水量大增,最终达到饱和状态,岩体被软化,边坡变形失稳,滑体顺坡向路堑滑移。
三、公路滑坡的识别
第一,通过观察地形地貌来识别:当斜坡上有圈椅状、马蹄状地形或多级不正常的台坎发育,其形状与周围斜坡差别很大;有时斜坡上面有洼地,下部坡脚较两侧更多地伸入河床;两条沟谷的源头在斜坡上部转向并汇合;这些地貌现象告诉我们,这一地段有曾经发生过滑坡的历史。第二,通过研究地层来识别:发生过滑坡了的地段,其岩层或土体的类型、产状与周围未出现滑动的斜坡有着明显的区别。岩层或土体层序较凌乱、结构较疏松的证明滑动过。第三,通过研究地下水来识别。如果地下水含水层的统一性遭到破坏,地下水流动的路径、排泄地点发生改变,如果发现局部斜坡与整段斜坡上的泉水点、渗水带分布状况不同,短时间内出现原有泉水突然干涸等现象,可以结合其它证据判断可能有滑坡正在形成。第四,通过观察植被的外形来识别:斜坡表面树木出现东倒西歪,一般判定是斜坡曾经发生过剧烈滑动的;如果斜坡表面树木主干朝坡下弯曲、主干上部保持垂直生长,一般认为是斜坡长时间缓慢滑动的。
四、公路滑坡的具体防治措施
滑坡是在重力作用下,物质由高处向低处的一种运动形式。因此,“滑动”的速度受地形坡度的制约,即地形坡度较缓时,滑坡速度较慢;地形坡度较陡时,滑坡速度较快。滑坡的速度快时,人们猝不及防,定会造成巨大生命、财产的损失。在山区,滑坡现象虽然不可避免;但通过采取积极防御措施是可以把危害降到最低点的。
第一,增设排水口,增加地表排水量。由于本区滑坡现象主要因暴雨所致。在雨季临时封闭高速公路易滑坡的一幅路段;临时在坡体增设排水孔,排出的地表水尽量减少渗到地下的可能,增设坡体排水沟,同时要和地下排水措施紧密配合,在滑坡后部修建截水盲洞,以降低桩后地下水。
第二,植树种草,控制水土流失。植物主要是通过以下几个方面来实现对边坡土体的防护功能:①植物以自己的繁密枝叶来消弱雨滴动能达到对边坡土体的保护,枝叶吸附了降落到其上的降水,通过物理蒸发形式返回到大气中,这样消弱了边坡表面的径流量。②植物腐烂在边坡表面形成大量的腐殖质,一方面提高了边坡土体的渗透性能,改善了土壤的结构。另一方面是边坡表面变得粗糙,减缓径流动能。③植物根系起到了对土体“加筋”作用,有效提高土体抗剪切的能力,有效的防止水土流失。
第三,用粘土夯实或者水泥桨封堵地表裂缝等应急措施,填堵法是一种最常见的治理方法。一般用于裂缝较浅地方的处理。当裂缝内有基岩出露时,首先把块石、碎石填入做成反滤层,或采用地下岩石爆破回填,然后上覆粘土夯实。
第四,发挥抗滑桩的作用。加固边坡抗滑桩具有适应性强,对滑坡稳定性和地质环境干扰小,可多桩同时施工,工期短,见效快的优点。目前抗滑桩在只要求不发生大滑动的情况,还是较好的加固措施。抗滑桩放样定位应严格按设计文件所提供坐标要求,准确定位。施工前应先清除桩位附近表层易滑塌部分,同时做好桩位附近地表水拦截工作。然后开挖抗滑桩基坑,用钢筋混凝土浇筑抗滑桩;待浇筑好的抗滑桩达到设计强度后才可进行相邻隔桩基坑的开挖。在开挖桩孔过程中,地质人员需详细记录地层岩性、含水量、接触面等情况,若发现与设计情况不符时,要及时与有关部门沟通,以便及时作出设计变更。
第五,改善边坡岩土体的力学强度。通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程等;有裂隙或软弱结构面的岩质边坡适用预应力锚杆或锚索加固。
五、滑坡防治工程的施工方法
1、施工方法的分类
滑坡防治工程的施工方法分为抗滑工程和控制工程两大类。不同的施工方法各有特点,设计时应考虑地形、地质和引起滑动的机构等,采用适宜方法施工。
滑坡防治控制工程施工方法: ①排除地表水(开排水沟、防止渗透等);②浅层地下水的排除(地下排水沟等);③深层地下水的排除(钻取泄水机、集水井、排水隧道等);④清土减重工程;⑤反压填土工程。滑坡防治抗滑工程施工方法: ①抗磨桩工程;②锚杆工程。
2、选定滑坡防治工程的基本要求
滑坡防治工程设计应主要采取控制工程。当单用控制工程不能保证预定计划的安全系数时,则可根据现场条件采用适合的抗滑工程。
(1)切方滑坡原因引起的滑坡类型:①基岩中的滑坡。最常用的方法是减重、挖台阶(包括做护坡)、平衡压重(包括挡土墙、格块护坡)、钢管桩;多次使用的方法是深层地下排水、深基础桩、锚杆工程;不常用的方法是排除地表水(开水沟、防渗透)、浅层地下排水、切断地下水源;②风化岩层的滑坡。最常用的方法是排除地表水(开水沟、防渗透)、浅层地下排水、平衡压重(包括挡土墙、格块护坡);多次使用的方法是深层地下排水、钢管桩。
⑵填方滑坡原因引起的滑坡类型: ①崩积土的滑坡。最常用的方法是平衡压重(包括挡土墙、格块护坡)、钢管桩、深基础桩;多次使用的方法是深层地下排水、锚杆工程;②粘土地质的滑坡。最常用的方法是平衡压重(包括挡土墙、格块护坡);多次使用的方法是钢管桩、深基础桩。
综上所述,水是引起滑坡失稳下滑的主要原因,为此,在滑坡治理工程设计计算和工程布设中要充分考虑到这一因素,并以疏排地表及地下水作为治理工程设计的前提与重点。滑坡治理是一项复杂的工程,常常不是某一种措施能够解决得了的,因此,滑坡治理中经常使用多种措施相结合来实现对滑坡的整治,这样才能取得较好的治理效果。