堆积体滑坡特征及处治原则

在堆积体滑坡治理中,有些技术人员往往采用圆弧搜索法进行滑面的搜索,继而以此确定滑面和进行后期的计算与工程处治方案确定,这是不合理的。这是因为堆积体往往由于不同期、不同成因的堆积体,造成各接触面部位往往成为坡体的贯通性结构面,这在后期坡体开挖揭穿结构面后,往往成为控制边坡稳定的潜在滑面。这也就是说,堆积体滑坡的滑面很少呈圆弧形或螺旋形,而多为结构面控制的折线形。而滑面形态的准确勾绘与否,则直接影响建立合理的地质模型,也就直接影响了计算模型的正确建立,从而直接影响了滑坡处治方案的安全性与经济性,这在堆积体滑坡治理中是需要注意的。
其次,对于牵引式滑坡有时存在对前级滑坡进行有效支挡后,可不对后缘潜在滑坡进行处治的原则与思路,但一定要注意此类多级滑坡的处治原则的应用条件。即此类处治原则应用于:
后级滑坡处于稳定系数大于1.05的蠕变状态,也就是说滑坡后缘牵引裂缝刚刚开裂而短小,滑坡其它部位的裂缝尚未出现时方可应用,即滑坡的主滑面尚未贯通,也就不会对前级滑坡产生下滑力的传递。
一旦后级滑坡通过了蠕变状态而进入挤压状态甚至进入微滑状态,即前级滑坡变形后牵引后级滑坡造成后级滑坡处于稳定系数小于1.05挤压状态或稳定系数小于1.0的微滑状态时,后级滑坡的牵引段、主滑段和抗滑段多处于贯通状态时,后级滑坡会对前级滑坡有不没程度的下滑力传递,这时,滑坡的处治方案的确定就应不同程度的兼顾后级滑坡对前级滑坡的推挤作用,这是一定需要注意的。
再次,对于不同期、不同成因的堆积体滑坡,往往存在多层潜在滑面,且随着边坡开挖揭露的情况而可能出现逐层复活。因此,此类滑坡的加固不但要考虑到已复活部分的滑坡处治,也需要兼顾继续下挖而可能引发的深层滑坡复活。当然,滑坡计算时应以已复活滑坡的滑面进行控制性下滑力计算,而不以深层潜在滑面为控制性滑坡计算,但支挡加固工程应兼顾深层潜在滑面的稳定性,对其进行必要的预加固。
某公路以挖方的形式通过自然坡度约10~20°的斜坡中下部,坡体由稍密~中密的含碎石粉质土构成,边坡最大开挖高度19m,采用1:0.75坡率设置。道路开挖至路基面约4m左右的位置时,在沿线路宽约120m的范围内产生了滑坡。其中在距坡脚约28m部位的前级滑坡发育贯通性裂缝,滑坡后缘下错约2m,前缘剪出口位于一级边坡上部。在距坡脚约50m的部位后级滑坡贯通性裂缝发育,后缘下错约1m,剪出口位于一级边坡中下部,滑前缘剪出约0.3m。
图1 位于一级边坡中部的滑坡剪出口
图2 滑坡后壁
图3滑坡侧界
图4 滑坡前缘剪出口
基于此,技术人员采用在滑坡前缘紧急反压后,滑坡趋于暂时稳定,在此基础上,技术人员认为只要对前缘距坡脚约28m的前级滑坡进行支挡,就可不对距坡脚约50m的后级滑坡进行治理,并采用圆弧搜索法对前级滑坡的滑面进行勾绘用于计算,在坡脚设置抗滑桩进行处治,但抗滑桩并未兼顾路基幸继续下挖而可能产生的更深层潜在滑面。
图5 拟采用的工程地质断面图
从滑坡特征分析,该处治方案存在如下的不合理之处:
1、从现场滑坡前缘剪出口挖探情况来看,滑坡的滑面呈现典型的直线形,即滑面依附于不同期粘粒含量相对较高的堆积体接触面发生滑动。这就说明技术人员采用圆弧搜索法进行滑面勾绘是不合理的。
2、前级滑坡周界贯通,因此,依据现场查看的变形情况分析,滑坡的稳定系数约为1.0,即滑坡处于极限稳定状态。前级滑坡变形后由于放置时间较长,造成坡体变形范围牵引扩大,导致后级滑坡发生贯通性裂缝,即后级滑坡处于挤压状态,其稳定系数依据现场裂缝发育情况可定为1.02。这就说明技术人员仅对前级滑坡进行处治方案是不合理和不安全的,应以后级滑坡为本次计算的滑坡处治范围进行处治方案的确定。
3、堆积体由多期不同成因的堆积体构成,目前路基下挖过程中已揭露两层滑面,导致了滑坡的发生。因此,随着路基的继续下挖而可能仍会揭穿更深层的潜在滑面,如果不对其进行必要的工程预加固,则可能会导致更大规模的滑坡发生,也可能会导致目前设置的支挡工程“坐船”。因此,现设计没有依据坡体地质环境进行预测性设计,缺乏前瞻性,是不合理的。
4、设置的抗滑桩对位于一级边坡上部的浅层滑面而言存在越顶的可能,即抗滑桩的悬臂长度欠短。
基于此,分别对目前已发生变形的前级与后级滑坡进行分析计算,作为设置支挡工程的设计的依据。且考虑到路基后期需继续下挖,故抗滑桩的锚固段以路基面标高为准,即在边坡坡脚勾绘潜面滑面作为抗滑桩的锚固段与悬臂段分界点,并抗滑桩“楔入”潜在滑面以下一定深度进行预加固,确保边坡开挖后深层潜在滑面不会出现恶化。其次,为防止浅层滑面越顶,故将抗滑桩悬臂段加长2m,桩后采用砼浇注反压,确保浅层滑面的稳定性。

图6 优化后的工程地质断面图

经以上处治后的滑坡,依据不同期或不同成因的堆积体界面,合理的勾绘了滑面与潜在滑面,确保滑坡地质模型与计算模型的正确;分别依据已变形的浅层和深层滑面设置了支挡工程,兼顾了潜在深层滑面而防止工程坐船,以及浅层滑面的越顶问题;对已变形的前级和后级滑坡分别进行了单独和作为一个整体计算,确保了滑坡计算范围的合理性。
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