平推式坡体病害治理

平推式坡体病害指构成坡体的基岩产状近水平,岩层中存在薄层状软弱夹层(这与错落式坡体病害中存在厚层的软弱夹层(底错带)是有区别的),由于开挖等因素形成临空面时,坡体在降雨、灌溉等因素作用下造成大量地表水沿坡体中发育的竖向节理渗流入坡体后,在水压力作用下造成坡体出现依附于近水平层状软弱夹层滑动的现象。这种病害在产状近水平、岩体软硬相间、降雨丰沛或灌溉发达的地区比较常见。如黄土上覆于隔水泥岩、砂岩上覆于隔水泥岩等。

图1 平推式坡体病害中竖向节理发育

图2 平推式坡体病害隔水夹层部位出水严重

平推式坡体病害所依附的坡体产状近水平,甚至是反向的,虽然产状有利于坡体稳定,但由于坡体中存在的薄层状软弱夹层为病害的发生提供了良好的潜在滑面,坡体在降雨、灌溉等因素下造成大量地表水灌入形成较大水压力后,就推动坡体发生平移而产生病害。

平推式坡体病害一旦发生,由于后部裂缝拉开而无法蓄积地下水位时,坡体水压力将大幅下降。因此,平推式病害一旦发生,沿原后缘拉裂缝发生再次滑移的可能性不大。但若继续发生暴雨或灌溉等因素作用,则仍可能造成忆发生平推式病害的较完整滑体继续解体,或造成滑体后部未发生病害的坡体继续发生平推式滑坡。因此,平推式坡体病害应依据其特征进行有效治理,切忌对坡体既有症状判断失误造成病体难以痊愈,或对其发展趋势缺乏预判造成病害扩大。
一、基本情况
某坡体原设计最大开挖边坡高度 33.3 m,自然坡度约 40°,顶部为覆盖层薄层粉质粘土的宽广平台,下伏中风化粉砂质泥岩,岩层产状 185°∠3°。坡体节理裂隙较发育,主要有2组节理产状为275°∠80°,200°∠76°,泥质充填,4条/m左右。
坡体在没有设置加固工程而基本开挖到位后,由于受连续强降雨作用,坡顶距坡口线3~5m出现长 100 m、宽度为 1~2m的贯通性裂缝,边坡中部出现上部岩体沿软弱夹层的平推式变形而不断坍塌,且有地下水不断渗出。

图3平推式坡体病害前缘病害特征

二、处治方案分析
1、病害成因:坡体变形的主要原因是由于边坡开挖前,坡后未修建堑顶截水沟,长达半个月的降雨造成地表汇水大量沿坡后冲沟流入边坡区,并沿坡体发育的竖向节理渗流入坡体,在下伏软弱夹层的隔水作用下,对坡体形成了很大的静水压力。加之坡体开挖后没有相应的加固工程,造成坡体发生了平推式坡体病害。

图4 平推式坡体病害地质断面图

2、处治方案:
2.1、在坡体后部修建截水沟,有效截断坡后汇水进入边坡区。
2.2、沿平推式坡体依附的剪出口设置6m宽平台后,对较为完整的滑体进行必要的放缓坡率刷方。
2.3、依据平推式滑坡的现状、发展趋势,兼顾高边坡的治理:
1)在一级边坡设置锚杆框架,对潜在的病害体进行预加固,并对高边坡起到“固脚”的作用。
2)在二级边坡设置小吨位锚索框架,对近水平的薄层软弱夹层进行加固,提高滑坡体的整体稳定性,并兼顾高边坡的“强腰”作用。
3)对三级边坡进行锚杆框架加固,主要提高高边坡的局部稳定性。
2.4、在坡脚与一级平台分别设置30m和22m长仰斜排水孔,有效防止地下水的蓄积,从而截面平推式滑坡的起动力。

图5 平推式坡体病害处治工程地质断面图

该边坡治理以来,多年来一直保持稳定,说明治理是成功的,有效的。
总结:平推式坡体病害的治理的核心如下:
1、由于平推式坡体病害的发生与水有直接的关系,因此,平推式坡体病害的治理,首先贯彻“治坡先治水”的理念,加强边坡截、疏、排水工程的设置。这样不但可以预防平推式坡体的病害的发生,也可以提高已发生病害的坡体自身稳定性,防止类似病害的扩大化。
2、平推式坡体病害主要动力来源于水,故一旦水作用因素消散,坡体的稳定性将大幅提高,故坡体病害不宜过强。
3、平推式坡体病害的发生的另一因素是薄层软弱夹层的存在,故有效提高软弱夹层的抗剪能力是关键,故宜尽量采用锚索、锚杆、钢锚管、微型桩等轻型支挡结构,且考虑到其坡体起动成因系水压力所致,故一般情况下不宜设置抗滑桩等体量过大的抗滑结构(特殊的除外)。
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