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摘要:抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。本文以鄂西山区某页岩滑坡为例,介绍抗滑桩在边坡防治工程中的应用。
关键词:滑坡;剩余下滑力;抗滑桩
1引言
G242国道恩施市白杨坪某路基边坡工程位于恩施市太阳河乡板板桥村,在2016年7月持续降雨作用下,K7+430-K7-4-510段路基临近地表出现变形破坏的痕迹,主要表现为地面拉裂、后缘拉剪等现象,导致路基K7+430~K7+510段半幅发生垮塌。据观测资.料,其滑坡变形还在加剧当中,滑坡最大变形速率约1.2cm/d,裂缝沿滑坡后缘垂直于滑坡滑动方向裂开,最大张开宽度约7cm,上下错动2cm,延伸长度约60m左右,险情发生后,建设单位立即组织施工单位进行应急处置,对后缘裂缝采用泥球填充,并覆盖塑料薄膜,对已滑坡面铺设简易排水措施,防止雨水渗入、冲刷坡面产生二次变形。
目前滑坡下方公路路面、截水沟、挡土墙均未出现裂缝等变形迹象,表明老滑坡目前处于稳定状态,但仍存在局部垮塌现象。
2滑坡工程地质条件
根据地质调绘和调查访问成果,白奉线K7+430~K7+510m滑坡为一老滑坡,老滑坡范围内总体地貌特征为,平面上为一圈椅形地貌,两侧以冲沟为界,滑坡前缘挤压河床,使河床局部变窄。该滑坡后缘高程910m~940m,前缘高程820m~860m,相对高差70m~120m。东西向宽230m,纵向长约240m,面积约30000m2,原始坡度约40°~45°。
2.1地质构造
工程区区域构造位置处上新华夏系第三隆起带南段之黔东褶皱北端,扬子江中下游东西向构造西端,主要构造形迹展布方向为近东西向、北东向。路线通过地段无火成岩,变质岩。工作区位于新华夏系梭步垭复背斜的北西翼,场区无大的断裂构造带通过,地壳相对稳定。
勘察区出露基岩为志留系下统龙马溪组(Slln)页岩夹泥质粉砂岩,附近出露地层显示,路线区地层总体呈单斜构造,岩层产状348°~27°∠10°~12°,主要发育有两组节理,节理1走向约152°,近乎垂直,节理密度约1组/米,节理2走向约33°,节理密度约1组/米。
2.2地层岩性
根据工程地质调绘、钻探揭露及室内岩土试验结果,本次勘探深度范围内地层岩性主要由第四系地层和志留系下龙马溪组(Sdn)页岩构成。
2.3滑坡形态特征
滑坡变形体平面形态呈舌形,根据现地面已变形情况,后缘高程约940m,前缘以公路开挖坡脚为剪出口,高程约850m。纵向长约240m,横向宽约230m,滑体厚度5.0~7.0m,滑坡变形体体积约1.8×105m3。主滑方向为50°。根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011),本滑坡为中性滑坡,变形体属型中层堆积层滑坡。
3滑坡稳定性分析
3.1滑坡稳定性分析
从滑坡变形特征、形成机制,并结合勘查资料、滑坡稳定性影响因素及滑坡近期发育阶段进行系统分析,认为目前滑坡破坏模式以浅表蠕滑变形破坏为主,已经形成整体滑移破坏。
滑坡失稳主要是由于路基开挖坡脚引起,据施工单位介绍并观察坡体上的多处陡坎,该滑坡有明显的牵引滑动特征,并且多次滑动。目前,在降雨过后,仍能观察到滑坡前缘挡墙部位有明显移动迹象。这说明滑坡仍处于极限平衡状态,在施工扰动及强降雨条件下,坡体将再次滑动。
根据工程地质分析及稳定性计算,该坡体在天然状态下基本稳定,在暴雨状态下处于欠稳定状态,均低于《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中的安全系数要求,需采取工程防护措施进行治理。
按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中路堑边坡设计要求,对本次计算正常工况条件下采用1.20-1.25的設计安全系数,非正常工况I下采用1.10~1.15的设计安全系数,剩余下滑力计算结果见图3-2、图3-3。
根据钻探及地质调查资料揭露,滑坡体整体处于欠稳定状态。在外界因素(如降雨、开挖以及过往重载车辆等)的影响下产生二次下滑。因此急需治理。按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中路堑边坡设计要求,对本次计算正常工况条件下采用1.20-1.25的设计安全系数,非正常工况I下采用1.10~1.15的设计安全系数
根据钻探及地质调查资料揭露,滑坡体整体处于欠稳定状态。在外界因素(如降雨、开挖以及过往重载车辆等)的影响下产生二次下滑,因此急需治理。
4滑坡治理工程设计
根据边坡滑塌现场的处治方案会议,结合勘察分析成果,确定处治方案为:
(1)前期堵缝、截排水工程
抗滑桩施工前,对坡体裂缝用粘土进行封堵并覆盖塑料膜,并在滑坡错落台上方施作截水沟,防止雨水下渗。
(2)抗滑桩工程
在路基一级边坡平台处设置一排抗滑桩,根据剖面情况及推力计算成果,抗滑桩布置如下。采取2.5m×3.5m I型桩,间距6m,桩长16m,嵌固段6m。抗滑桩之间设置桩间板0.2m×0.6m。
(3)坡体修复工程
抗滑桩施工后,对坡面进行修复,共设有五级边坡,其中第一、二级坡按照原设计方案进行修复;第三、四、五级坡依据现有坡形进行修整,修整后进行喷播植草,各边坡平台设排水沟以便坡面排水。坡体修整后,对挡土墙破损段分段进行拆除并重新施作,应拆除一段立即施作一段。
5结论
(1)抗滑桩工程采用人工挖孔,钢模支护、C25钢筋砼护壁,人工安装绑扎钢筋笼,桩芯采用C25钢筋砼现场连续浇筑。施工时必须采取间隔分批开挖,避免开挖连续临空面太大引起蠕变失稳。
(2)地表排水工程采用人工开挖,多余土方宜运至附近需要填土造地的场地。排水沟采用M7.5砂浆浆砌块石。
(3)桩间板工程采用人工开挖,钢模支护,人工安装绑扎钢筋笼,以C20钢筋砼现场连续浇筑。桩间板工程必须于强变形区抗滑桩工程完成后方可施工。
(4)施工中应做好交通组织设计及安全工作。
(5)滑坡治理设计全过程为动态设计,后期应加强路基变形的持续监测,如监测结果表明路基有明显的变形,应及时采取相关的处理措施,同时,应将桩孔开挖过程作为对滑坡进行再勘查的过程来进行,及时编录施工地质情况,以利于反馈设计、实现信息化施工。
关键词:滑坡;剩余下滑力;抗滑桩
1引言
G242国道恩施市白杨坪某路基边坡工程位于恩施市太阳河乡板板桥村,在2016年7月持续降雨作用下,K7+430-K7-4-510段路基临近地表出现变形破坏的痕迹,主要表现为地面拉裂、后缘拉剪等现象,导致路基K7+430~K7+510段半幅发生垮塌。据观测资.料,其滑坡变形还在加剧当中,滑坡最大变形速率约1.2cm/d,裂缝沿滑坡后缘垂直于滑坡滑动方向裂开,最大张开宽度约7cm,上下错动2cm,延伸长度约60m左右,险情发生后,建设单位立即组织施工单位进行应急处置,对后缘裂缝采用泥球填充,并覆盖塑料薄膜,对已滑坡面铺设简易排水措施,防止雨水渗入、冲刷坡面产生二次变形。
目前滑坡下方公路路面、截水沟、挡土墙均未出现裂缝等变形迹象,表明老滑坡目前处于稳定状态,但仍存在局部垮塌现象。
2滑坡工程地质条件
根据地质调绘和调查访问成果,白奉线K7+430~K7+510m滑坡为一老滑坡,老滑坡范围内总体地貌特征为,平面上为一圈椅形地貌,两侧以冲沟为界,滑坡前缘挤压河床,使河床局部变窄。该滑坡后缘高程910m~940m,前缘高程820m~860m,相对高差70m~120m。东西向宽230m,纵向长约240m,面积约30000m2,原始坡度约40°~45°。
2.1地质构造
工程区区域构造位置处上新华夏系第三隆起带南段之黔东褶皱北端,扬子江中下游东西向构造西端,主要构造形迹展布方向为近东西向、北东向。路线通过地段无火成岩,变质岩。工作区位于新华夏系梭步垭复背斜的北西翼,场区无大的断裂构造带通过,地壳相对稳定。
勘察区出露基岩为志留系下统龙马溪组(Slln)页岩夹泥质粉砂岩,附近出露地层显示,路线区地层总体呈单斜构造,岩层产状348°~27°∠10°~12°,主要发育有两组节理,节理1走向约152°,近乎垂直,节理密度约1组/米,节理2走向约33°,节理密度约1组/米。
2.2地层岩性
根据工程地质调绘、钻探揭露及室内岩土试验结果,本次勘探深度范围内地层岩性主要由第四系地层和志留系下龙马溪组(Sdn)页岩构成。
2.3滑坡形态特征
滑坡变形体平面形态呈舌形,根据现地面已变形情况,后缘高程约940m,前缘以公路开挖坡脚为剪出口,高程约850m。纵向长约240m,横向宽约230m,滑体厚度5.0~7.0m,滑坡变形体体积约1.8×105m3。主滑方向为50°。根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011),本滑坡为中性滑坡,变形体属型中层堆积层滑坡。
3滑坡稳定性分析
3.1滑坡稳定性分析
从滑坡变形特征、形成机制,并结合勘查资料、滑坡稳定性影响因素及滑坡近期发育阶段进行系统分析,认为目前滑坡破坏模式以浅表蠕滑变形破坏为主,已经形成整体滑移破坏。
滑坡失稳主要是由于路基开挖坡脚引起,据施工单位介绍并观察坡体上的多处陡坎,该滑坡有明显的牵引滑动特征,并且多次滑动。目前,在降雨过后,仍能观察到滑坡前缘挡墙部位有明显移动迹象。这说明滑坡仍处于极限平衡状态,在施工扰动及强降雨条件下,坡体将再次滑动。
根据工程地质分析及稳定性计算,该坡体在天然状态下基本稳定,在暴雨状态下处于欠稳定状态,均低于《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中的安全系数要求,需采取工程防护措施进行治理。
按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中路堑边坡设计要求,对本次计算正常工况条件下采用1.20-1.25的設计安全系数,非正常工况I下采用1.10~1.15的设计安全系数,剩余下滑力计算结果见图3-2、图3-3。
根据钻探及地质调查资料揭露,滑坡体整体处于欠稳定状态。在外界因素(如降雨、开挖以及过往重载车辆等)的影响下产生二次下滑。因此急需治理。按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)中路堑边坡设计要求,对本次计算正常工况条件下采用1.20-1.25的设计安全系数,非正常工况I下采用1.10~1.15的设计安全系数
根据钻探及地质调查资料揭露,滑坡体整体处于欠稳定状态。在外界因素(如降雨、开挖以及过往重载车辆等)的影响下产生二次下滑,因此急需治理。
4滑坡治理工程设计
根据边坡滑塌现场的处治方案会议,结合勘察分析成果,确定处治方案为:
(1)前期堵缝、截排水工程
抗滑桩施工前,对坡体裂缝用粘土进行封堵并覆盖塑料膜,并在滑坡错落台上方施作截水沟,防止雨水下渗。
(2)抗滑桩工程
在路基一级边坡平台处设置一排抗滑桩,根据剖面情况及推力计算成果,抗滑桩布置如下。采取2.5m×3.5m I型桩,间距6m,桩长16m,嵌固段6m。抗滑桩之间设置桩间板0.2m×0.6m。
(3)坡体修复工程
抗滑桩施工后,对坡面进行修复,共设有五级边坡,其中第一、二级坡按照原设计方案进行修复;第三、四、五级坡依据现有坡形进行修整,修整后进行喷播植草,各边坡平台设排水沟以便坡面排水。坡体修整后,对挡土墙破损段分段进行拆除并重新施作,应拆除一段立即施作一段。
5结论
(1)抗滑桩工程采用人工挖孔,钢模支护、C25钢筋砼护壁,人工安装绑扎钢筋笼,桩芯采用C25钢筋砼现场连续浇筑。施工时必须采取间隔分批开挖,避免开挖连续临空面太大引起蠕变失稳。
(2)地表排水工程采用人工开挖,多余土方宜运至附近需要填土造地的场地。排水沟采用M7.5砂浆浆砌块石。
(3)桩间板工程采用人工开挖,钢模支护,人工安装绑扎钢筋笼,以C20钢筋砼现场连续浇筑。桩间板工程必须于强变形区抗滑桩工程完成后方可施工。
(4)施工中应做好交通组织设计及安全工作。
(5)滑坡治理设计全过程为动态设计,后期应加强路基变形的持续监测,如监测结果表明路基有明显的变形,应及时采取相关的处理措施,同时,应将桩孔开挖过程作为对滑坡进行再勘查的过程来进行,及时编录施工地质情况,以利于反馈设计、实现信息化施工。