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复杂地质条件下滑坡工程整治处理措施

2018-06-11鸿

山西建筑 2018年13期
关键词:路堑风化夹层

杨 洪 鸿

(福建省高速路桥工程有限公司,福建 厦门 361021)

0 引言

在武夷新区快速通道项目建设过程中,沿线边坡开挖经常遇到地质条件复杂的岩质边坡,由于工程地质条件的复杂性,在边坡工程建设过程中经常出现各种边坡病害。本文以快速通道一处典型复杂地质条件高边坡滑坡工程治理为工程背景,在对该滑坡工程地质条件进行充分调查、总结的基础上,分析复杂地质条件下滑坡的破坏特点、形成机制,提出滑坡治理的设计、施工要点,希望能对该类边坡的设计施工提供经验借鉴。

1 滑坡概述

武夷新区快速通道仙店互通CK0+117.856~MK48+725左侧边坡原设计最高为六级,采用预应力锚杆地梁结合TBS植草灌进行防护。2017年3月9日,该边坡开挖至第二级平台,锚固工程尚未施作前,MK48+620~MK48+725段边坡出现开裂、下错,见图1。边坡出现变形开裂后,通过现场踏勘和地质调绘,提出整治方案,通过刷坡放缓坡率(放缓至1∶1.25),二、四级设置4 m宽平台,将原设计的六级坡改成七级坡。

2017年10月,根据整治方案边坡已基本刷坡开挖到位,且上部加固措施亦已基本到位。但10月23日,一级边坡出现斜向剪切裂缝(多道裂缝)、坡面鼓胀,同时二、三级平台下错,下错约1 m。边坡上部其余平台均出现不同程度的开裂、下错现象,坡顶截水沟外侧5 m左右出现开裂,裂缝宽约10 cm,且裂缝持续发展,具有整体滑动趋势(大规模变形),见图2。

综上可知,该边坡的原有设计方案及变形后的处治方案均是不妥的,需进行详细的调查、分析方能采用有效的针对措施。

2 滑坡工程地质概况

2.1 地层岩性

该路堑高边坡自上而下主要分布地层有砂土状强风化砂岩、碎块状强风化砂岩、中风化砂岩、碎块状强风化炭质泥岩、中风化炭质泥岩。现场边坡风化砂岩具有粒状碎屑结构,岩石碎屑含量高达40%~65%,颗粒间以孔隙式胶结为主,该类岩石遇开挖卸荷效应易滑塌;一、二阶边坡炭质泥岩呈粉砂状结构,以基底式胶结及泥质接触式胶结为主,岩石碎屑含量一般为5%~10%,这类岩石强度低,抗风化能力弱,遇水崩解软化。

2.2 地质构造

1)岩性多变(软硬互层)。

该边坡岩性多变软硬互层,因物质来源及沉积环境不同,岩石的物质组成、颗粒大小、胶结物质、胶结类型等均存在明显差异。岩性及岩相的差异导致了边坡各岩层力学性质的较大差异,呈现明显的软硬互层现象。

2)结构面发育。

该路堑边坡属沉积岩,具明显的沉积韵律,由粗变细,较有规律。由于受沉积环境的影响,相变频繁,层理较多,层理面光滑平整并往往富集云母、粘土等遇水软化的矿物。岩层中的沉积间断、胶结不良、风化作用、构造作用及边坡开挖卸荷均可使路堑边坡产生众多的结构面。这些结构面破坏了岩体的完整性,使其强度降低,透水性增强。

3)软弱夹层。

地勘资料表明,该滑塌路堑边坡,水平岩层在弯曲与倾斜过程中,都发生过层间错动,层间软弱夹层在剪切力的作用下结构遭到破坏,裂隙增多,成为剪切破碎带。在风化及水的长期作用下,层间剪切带逐渐泥化,抗剪强度大幅度降低,成为该边坡岩体中最软弱,延伸最长的最大可能滑动面。该边坡的破坏大多沿此泥化软弱夹层发生。

3 变形机理

1)顺倾结构。

根据现场调绘发现,边坡发育有多组(65°∠16°,52°∠32°,90°∠41°,123°∠45°,145°∠69°)顺倾不利结构面,多组顺倾结构共同作用是造成该路堑滑坡的重要原因。

2)软弱夹层。

边坡有软弱夹层存在,上部覆盖透水性好的土层或上部岩层节理、裂隙发育,形成良好的渗流通道,地表水沿渗流通道进入软弱夹层,夹层富含粘土矿物,在水的作用下形成滑面。

3)防护不妥。

开挖时未及时防护或防护不到位是造成边坡滑坡的间接原因。

4 整治措施

4.1 应急处理措施

1)对滑坡正下方50 m路基范围内进行安全布控,禁止通行;

2)开展变形监测工作,出现异常应及时向业主、监理、设计等有关参建各方反馈;

3)对坡面裂缝进行封闭覆盖处理,先采用粘土将裂缝表面封堵,再用防水薄膜覆盖严实,防止雨水从裂缝处内渗导致岩土体泡水软化而造成滑动面产生二次滑塌。

4.2 稳定性分析

进行滑坡整治时须对滑坡当前稳定性进行分析,本文选取代表性断面MK48+635进行分析,采用边坡工程专业软件Geo-Slope进行滑坡稳定性计算,见表1。

表1 各主要岩土层力学指标反算结果一览表

根据计算结果可知(见图3),当前滑坡稳定系数为0.987(与实际情况相符),不满足JTG D30—2015公路路基设计规范3.7.7条规定,须对边坡进行加固。

结合现场揭示的地质情况、补勘地质资料和坡体变形情况,采用刷坡卸截、放缓坡率结合锚固工程加固进行处理,具体措施有:刷坡卸载、放缓坡率、锚固加固。

1)坡脚后退2 m,第一~三级刷坡坡率1∶1.25,其中在第一级平台宽4 m,第二级设置10 m宽的平台;第四~七级刷坡坡率为1∶1.5,平台宽度2 m;

2)第一级CK0+144~MK48+689段采用满布预应力锚索框架加固,锚索设计拉力为700 kN;

3)第二级MK48+598~MK48+673段采用交错预应力锚索框架防护,锚索设计拉力为700 kN;

4)第三级MK48+608~MK48+673段采用满布预应力锚索框架防护,锚索设计拉力为600 kN;

5)第四级靠近大桩号端部段落(MK48+656~MK48+673)采用满布预应力锚索框架防护,锚索设计拉力为600 kN;

6)第五级MK48+609~MK48+671采用交错预应力锚杆框架,锚杆设计拉力为350 kN,坡面TBS植草灌防护。

根据计算结果可知(见图4),刷坡卸载后滑坡安全系数为1.225,加固后安全系数为1.292,满足JTG D30—2015公路路基设计规范3.7.7条规定要求,即一级公路边坡安全系数为1.20~1.30。

4.3 排水工程

1)重新修筑截水沟,采用M7.5的浆砌片石砌筑,将地表水引入两侧自然冲沟或排入坡脚排水沟。

2)边坡各级平台采用挡水埂进行排水,并将平台汇水通过急流槽排入坡脚边沟。

3)滑坡第一级设排水平孔,间距5 m,长度15 m。可以根据现场情况适当调整间距及打设长度,但应确保出水率不小于50%。

5 结语

1)滑坡整治处理应在现场详细的踏勘、调查的基础上进行,通过现场一手资料对滑坡有个基础的了解。

2)根据现场调查结果,深入分析滑坡产生原因、机理,滑坡现状及未来发展趋势,进行稳定性分析计算时岩土体参数应以反算为主,并参考地勘参数取值。

3)根据滑坡稳定性分析计算结果,采用经济合理的整治加固措施。

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