时间:2024-10-27
郭 政
(江西省地质矿产勘查开发局九一六大队地灾研究院,江西 九江 332009)
本文以实际工程“ 湖口县石钟山景区旅游公路K2+650 ~K2+815 滑坡应急治理工程”为例阐述,滑坡勘查、设计工作当中遇到的问题及解决办法。
该工程主要目的是采用工程措施,保护该滑坡点在将来存在条件下,不致因滑坡失稳而危及前缘公路及过往车辆及行人及市政设施和信号铁塔、游客的生命财产安全。
该工程主要任务是在对滑坡地质资料分析的基础上,进一步确立滑坡可能的失稳模式及危害性,结合滑坡具体的工程地质及水文地质环境,对滑坡治理工程实施的可行性进行分析,并选定滑坡治理工程方案进行设计。
存在的难题:
(1)因地质环境的复杂性,滑坡规模及滑面位置的难以确定。
(2)因钻探工艺及场地条件制约,滑带土的c、φ 值难以确定。
本工程案例通过详细的现场调查结合工程地质钻探对滑坡得出定性且定量的结果;通过恢复山体反演分析方法反求滑带土的c、φ 值,并结合勘查试验数据,预测分析滑体稳定性,为工程设计方案提供科学的依据[1]。
滑坡点位于湖口县石钟山景区旅游公路工程K2+66 ~K2+815 段东侧山体中上部,因近期坡脚进行削方、拆迁作业,使得山体形成了一段坡脚长约167m 的高陡人工切坡,属岩土混合坡,隐患体规模约11000m3。该切坡高差约15m~28.5m,坡向290°,分为两级坡,坡脚第一级坡坡高约12m,坡度40°~45°,中部为一4m~5m 宽平台,上部二级坡坡高约5m~7m,坡度45°~50°,局部可达60°。滑坡滑动方向为290°,滑坡前缘宽约86.0m,后缘宽约63.0m,沿坡向纵长斜距约60.0,滑体厚度约3.5m ~8.6m,属浅层滑坡,呈东南段高,西北段低。该滑坡后缘位于二级平台上部1m~3m 斜距位置,后缘壁高差0.5m~2.0m 不等,后缘树木歪斜形成醉汉林,后缘切坡坡度较陡,滑坡后产生拉裂缝,呈圈椅状分布,张开宽度达50cm,在雨水下渗的浸泡和冲刷的作用下导致局部失稳,进而引发滑坡。
1.2.1 滑体特征
滑体主要由全风化及强风化泥质粉砂岩组成:全风化泥质粉砂岩,黄褐色,原岩结构已经完全破环,泥质胶结作用明显,工程力学性质差。强风化泥质粉砂岩,黄褐色、灰褐色,节理、裂隙发育,局部泥质胶结,软弱分布不均匀,受水侵蚀易形成软弱结构面,工程力学性质较差,在纵向上有随深度增加,风化程度逐渐减弱,强度逐渐增高的趋势[2]。
1.2.2 滑动带特征
据地表调查及钻孔揭露,滑带属牵引式土岩滑坡,滑面呈折线型,后缘一带较陡,滑面前缘临空。滑带厚约0.1m~0.3m,滑带物质为基岩全风化及强风化混合体,因坡面结构松散,基岩节理、裂隙发育,全风化及强风化岩表层经雨水侵入浸泡后,导致该层软化,承载力急速降低,形成极不稳定的软弱带,在由岩面构成的滑床上极易失稳。
1.2.3 剪出口特征
距离路面高0.2m~0.3m 处(标高23.5m 左右)有明显滑坡错动带,呈凹弧形分布在一级坡坡面,错动带潮湿,泥质含量高,故确定该位置为滑坡剪出口[3]。
1.2.4 滑床的物质组成与结构
滑坡滑床物质组成主要为全风化及强风化泥质粉砂岩。
全风化泥质粉砂岩:黄褐色、红褐色,原岩结构已完全破坏,岩芯风化呈砂土状,遇水易泥化,工程地质性质差。
强风化泥质粉砂岩:黄褐、灰褐色,原岩结构及构造基本破坏,节理、裂隙发育,局部泥质胶结,岩体破碎,岩芯呈碎块状,块径3cm~7cm 不等,敲击易碎,软质岩,工程地质性能一般,强度自上而下逐渐增大。
1.2.5 边坡岩土体设计参数建议值
如表1。
1.2.6 反演计算滑带土的c、φ 值
反演分析计算(假设K =0.95 ~1.05),反求滑带土的抗剪强度参数c、φ 值(见表2)。由于人工削坡产生滑坡后对坡面、坡脚进行了清理,本计算结果所获参数供取值时参考。
图1 恢复山体反演分析计算模型
表1 岩土边坡设计参数
表2 恢复山体反演分析计算结果表
滑带主要物质为全风化泥质粉砂岩及强风化泥质粉砂岩的混合物,根据室内试验及原位测试试验,参考恢复山体反演分析计算结果(k =0.95)和工程经验,天然状态下滑带土抗剪强度取值c =16.8KPa、φ =18.6°;饱和抗剪强度取值c =16.3kPa、φ =17.8°。
2.1.1 计算模型及方法的确定
该滑坡的计算模型是在野外工程地质测绘和勘探等基础上建立的,因进行人工削坡,原始形态已经不存在,现选择主滑坡面进行相关计算,根据前述滑坡变形破坏模式分析,滑坡体主要为泥盆系上统五通组泥质粉砂泥岩全风化及强风化岩,推测滑面为全风化层、强风化岩与中风化交界接触面处,当边坡沿岩土界面附近形成滑动带时,其滑面结构为折线型。
由于该滑坡滑面结构为折线型。按《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013)的相关要求,采用传递系数法进行稳定性计算。
2.1.2 计算结果概述
由于该滑坡已采用削方减载应急处理滑坡体,现状坡体已经形成三级降坡。如下图:
图2 削方减载后(现状)计算模型
通过对主滑方向剖面分别恢复山体及削方减载后(现状)情况在1、天然自重工况;2、自重+暴雨工况下,按照指定稳定系数1.2 及1.1 情况下计算整体滑动模式下计算其剩余下滑力,计算结果如下。
表3 剩余下滑力计算成果一览表
经对比分析,当沿最不利滑动带滑动时,由表2、3 计算结果可知:
(1)天然自重工况条件下: Fs=1.203,边坡地段大体是基本稳定,滑坡体地段属基本稳定。
(2)自重+暴雨工况下: Fs=0.866,滑坡体地段属不稳定状态。
总体来说,本滑坡体仅在天然工况下是基本稳定;在暴雨饱和条件下稳定性系数均小于1.0,处于不稳定状态。
目前滑坡体在天然自重工况条件下,处于基本稳定,整体下滑的可能性较小;自重+暴雨工况下,处于不稳定状态,整体下滑的可能性较大,并且一旦发生整体滑动,其剩余下滑力达44.622 (KN/m),其破坏程度较大。因此急时对该滑坡进行治理尤为重要[4]。
地灾勘查及设计工作在地质灾害防治、市政建设、地产开发等山边工程都起着重要的作用,随着城市建设的高速扩展,将受到越来越广泛的重视,切实做好并解决滑坡相关的成因及稳定性问题,为治理设计提供科学依据,制定更加优质的地灾治理方案将带来极大的社会效益及经济效益。
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