周雨
(广东华路交通科技有限公司,广州 510420)
【摘 要】通过对某段边坡的地质情况及滑坡病害发展情况展开论述,从成因及力学方面对边坡滑坡进行了分析,强调勘察对边坡设计重要性,并提出抗滑桩结合锚索治理措施,起到了较好效果。
【关键词】抗滑桩;边坡治理;计算分析;加固
【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.03.037
某高速K2+305~K2+560左侧路堑边坡长255m,最大高度12m,开挖坡面反映为粉质黏土。原设计1:1一坡到顶,坡面防护采用人字形骨架+三维网植草防护。
2014年7月份K2+350~K2+420,K2+455~K2+495两段路基左侧挖方边坡发生坡面滑塌,如图1所示。经现场进行踏勘,发现垮塌部位主要位于边坡坡面范围,边坡范围外未见裂缝。后在K2+330~K2+420,K2+455~K2+495增设片石挡土墙以及坡面护面墙,以此对垮塌部位坡面进行防护。
2015年6月份连续暴雨,现场施工人员发现K2+330~K2+420段挡土墙出现多条横向裂缝,裂缝宽约2mm,在K2+415位置出现1道竖向裂缝,裂缝宽约5mm,在K2+430人字骨架顶平台位置出现一长约5m,宽约50mm的裂缝,K2+420~K2+455位置人字骨架出现多处横向裂缝,裂缝宽约1mm,人字骨架底部浆砌片石已发生往外突出现象。K2+455~K2+495挡土墙位置出现护坡面下松土下陷,护面前边坡处于临时稳定状态墙多处破裂,K2+455~K2+460在挡土墙与护面墙衔接位置出现1道20mm横向裂缝。
图1 K2+350~K2+420挖方边坡发生坡面滑塌
出现上述情况后,施工单位对该段边坡范围外的坡面情况进行排查,发现在距离K2+330~K2+420路基边坡顶约30~40m外的山体坡面上出现多条纵横向裂缝,裂缝宽1~5cm,暂未形成错台;其中有一条贯通坡面的纵向裂缝,(见图2),初步判断为滑坡。因雨水较多,坡面流水均汇入裂缝中。整个山体坡面出现轻微滑移现象,对路基边坡造成了较大的安全隐患。
后对该区进行钻孔勘察揭示滑坡体主要出现在K2+350~K2+420段,主要由坡残积土组成,下卧中微风化灰岩。推测滑动面在残积土可塑状层与硬塑状层之间。潜在滑动面在该层底部,即基岩面上,该层厚约2~4m。
图2 K2+330~K2+420路基边坡顶裂缝平面图
滑坡的形成、发生是由自然和人为两种因素引起的。地形地貌、地层岩性以及地下水发育是其滑动的自然因素[1],坡体前缘建设高速公路时开挖坡脚是诱发滑动的人为因素。
2.1 地质
本边坡地层主要由为坡残积土、及风化灰岩,钻孔揭露土岩交界面平行于地形线呈顺坡分布,层厚2~4m。容易形成滑坡体。
2.2 水的影响
坡体以上出露较厚松散坡残积层,有利于大气降雨下渗,导致降雨沿节理裂隙渗入坡体,土岩接触带可塑层的不透水性及持水性,易形成软弱滑动带。下渗地下水,起了润滑、软化作用,使滑动带抗滑减小,岩体沿倾向坡外的结构面很容易产生滑动,是边坡失稳的重要原因[2]。
2.3 人的工程活动影响
高速公路施工开挖坡脚,在施工挡墙开挖基础底部时,软弱层失去支撑力,坡体因临空面卸荷进行应力调整,促使坡体向临空面变形松弛,降低坡体的稳定性,给滑动面切出提供条件[3,4]。
本滑坡体主要由坡残积土组成,下卧基岩灰岩。以地质断面K2+410断面为例,主滑面处于在残积土可塑状层与硬塑状层之间,考虑挡墙中下部存在横向裂缝,为滑坡剪出口。基岩面为潜在滑面。为了提高滑动面取值的合理性,设计对该断面进行了反算。反算如下:正常工况现有推测滑动面,滑动稳定安全系数为0.95;潜在滑动面滑动稳定安全系数为0.98。连续暴雨工况现有滑动面滑动稳定安全系数为0.90;潜在滑动面滑动稳定安全系数为0.93。
如图1所示,图中阴影部分岩土体对现有推测滑面线及潜在滑动面进行反算。
岩土体力学指标值见表1。
表1 岩土体力学指标值表
C φ/ (°)地层名称 天然容重/(kN/m3)饱和容重/(kN /m3)粉质黏土(坡积) 18 20 15.0 18.0粉质黏土(坡积) 19.0 21 18.0 20.0强风化变质砂岩 22.0 23 28.0 28.0
采用理正软件按推测滑动面及潜在滑动面的力学指标反算,反算结果见表2。
表2 滑面力学指标反算结果表
工况一(正常情况) 工况二(连续暴雨工况)反算 现有滑面(安全系数0.95)潜在滑面(安全系数0.95)现有滑面(安全系数0.90)潜在滑面(安全系数0.93) C/kPa φ/(°) C/kPa φ/(°) C/kPa φ/(°) C/ kPa φ/(°) 1 8.0 16.9 8.0 17.2 7.0 16.3 7.0 16.7 2 9.9 16.6 9.0 16.9 8.0 16.0 8.0 16.4 3 10.0 16.2 10.0 16.6 9.0 15.6 9.0 16.1 4 11.0 15.8 11.0 16.3 10.0 15.3 10.0 15.8 5 12.0 15.4 12.0 16.0 11.0 14.9 11.0 15.5
通过上述反算,并参照相关工程综合考虑,设计取值如下:
根据上述计算分析,正常工况当安全系数为1.20时,现有滑面剩余下滑力为715kN/m,潜在滑面剩余下滑力为947kN/m。
连续暴雨工况当安全系数为1.10时,现有滑面剩余下滑力为650kN/m,潜在滑面剩余下滑力为891kN/m。
结合地表现状勘察及稳定性计算结果,可以判明该边坡处于整体滑动破坏阶段。
K2+350~K2+420段取K2+410断面947kN/m下滑力作为计算依据,设置1.8m×2.6mC30锚索抗滑方桩,间距5m,桩长22m。计算结果如图3。
图3 K2+410断面锚索抗滑桩计算结果图
计算可得:桩身最大剪力为4 880kN、桩身最大弯矩18 552kN·m、桩顶位移为1.6cm,满足规范要求。
施工过程中,该边坡坡顶平台上方进行一排C30锚索抗滑方桩加固。桩径1.8m×2.6m,间距5m,共设14根。为防止滑坡冒顶,桩顶高出平台3.0m,桩顶间设置桩间挡墙挡土。桩顶锚索钻孔直径
通过成因分析及计算分析边坡的变形破坏迹象,提出抗滑桩结合锚索治理措施,取得较好效果。充分反映出:
1)边坡设计时应重视地质勘查工作,本滑坡段区域发生几次设计变更,设计资料中未发现有断层的迹象,详勘时未做专门的断层勘查,导致漏勘;
2)边坡地质产状变化不大,不能排除断层存在;
3)抗滑桩结合锚杆在边坡整体滑坡治理中重要作用,对边坡设计与滑坡治理有一定的参考意义。
【参考文献】
【1】郑敏洲,简文彬,吴茂明.滑坡敏感性因子分析及治理措施研究[J].岩土工程界,2004,7(3):29-31.
【2】蔡宁.路基边坡稳定性的影响因素[J].公路工程,2011(6):36-38.
【3】姜德义,王国栋.高速公路工程边坡的工程地质分类[J].重庆大学学报,2003,26(11):114-116.
【4】雷文杰,郑颖人,冯夏庭.边坡加固系统中沉埋桩的有限元极限分析研究[J].岩石力学与工程学报,2006,25(1):24-33.
投稿须知
为便于作者投稿,现将本刊论文投稿有关要求公布如下,希望作者配合,执行科技期刊的规范要求,以利于稿件的顺利编辑出版。
一、中英文对照要求
每篇论文题名、摘要(中文100~300字)、关键词(3~8个)、作者工作单位名称必须有中英文对照。
二、参考文献著录要求
参考文献是著录最必要、最新的且已在国内外公开出版发行的图书、报刊文章或电子文献等,要求项目齐全,并在文中引用处标出其文献序号。常用文献按以下格式著录编排:
1.专著、论文集、学位论文、报告
[序号]主要责任者.文献题名[文献类型标志].出版地:出版单位,出版年.(不可缺少其中任何一项)。
2.期刊文章
[序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,出版年,卷(期):起止页码.(除未设卷号的可不标注卷号以外,其他不可缺少任何一项)。
3.报纸文章
[序号]主要责任者.文献题名[N].报纸名,出版日期(版次).
4.国际标准、国家标准、行业标准、地方标准
[序号]标准编号标准名称[S].
5.电子文献
主要责任人.题名[文献类型标志/载体类型标志].出版地,出版年和电子文献的网址。
三、量和单位的名称符号及书写规则要求
文中的物理量(含下标)符号和单位符号的大小写、正斜体要符合现行国家标准规范和法定计量单位。已停止使用的非法定单位或已被替代的标准不得使用,必须用现行的法定计量单位和标准。
四、第一作者简介内容要求
本刊地址:北京市海淀区半壁街南路8号汇景阁613
网址:www.jsysj.com
E-mail:jsysj@sohu.com电话:010-68728505
《工程建设与设计》编辑部
AnalysisandReinforcementMeasuresRegardingtheSlopeLandslideofK2Sectionofan Expressway
ZHOU-Yu
(GuangdongHualuTransportationTechnologyCo.Ltd.,Guangzhou 510420,China)
【Abstract】Through the discussion on slope geological conditions as well as the situation of landslide detriment of an expressway section,thispaperanalysestheslopelandslideintermsofthecauseandfrommechanicalaspect,stressestheimportanceofinvestigation to the slope design and puts forward a treatment measure by using slide-resistant piles together with anchor ropes,which has better effects.
【Keywords】anti-slidepile;landslidecontrol;calculationandanalysis;reinforce
【中图分类号】U416
【文献标志码】B
【文章编号】1007-9467(2017)03-0120-03
【收稿日期】2016-08-23
【作者简介】姓名(出生年~),性别(民族—汉族可省略),籍贯(省、县级名),专业技术职称,从事的研究方向或工作领域,(电子信箱)。并附详细通信地址和联系电话及网址。
【作者简介】周雨(1986~),男,湖北黄冈人,助理工程师,从事结构工程设计与研究。
联系客服