APP下载

高速公路边坡滑坡勘察及处理措施

2022-05-17邢旭亮

低碳世界 2022年3期
关键词:滑坡体岩土滑坡

邢旭亮

(广东核力工程勘察院,广东 广州 510800)

0 引言

随着科学技术的发展,我国在公路工程建设方面已取得了巨大的成就,但在公路投入使用过程中还存在一些问题。俗话说:要想富,先修路。高速公路的建设能够进一步促进地方经济的发展,因此我国非常重视高速公路的建设工作。由于高速公路建设规模较大,施工周期较长,施工过程大多在露天进行,因此非常容易受到来自外界各种因素的影响,给高速公路的维护和维修带来许多困难。特别是对于山地地区来说,高速公路的高边坡非常容易发生滑坡灾害。滑坡灾害是山区丘陵地带施工中较为常见的现象,在高速公路工程建设过程中,需要准确分析滑坡产生的因素,才能够更好地制定防治方案,构建更加完善的防治体系。

1 滑坡体的形成及稳定性影响因素

滑坡是指在坡面上的岩体或土体上由于地下水活动、雨水浸泡、河流冲刷、人为活动等因素作用,整体或分散顺着斜坡向下滑移。造成滑坡地质灾害主要有以下因素。

1.1 地层岩性因素

对于滑坡体而言,最直接的影响因素就是岩土体的地层岩性。不同类型的岩土体都有可能会发生滑坡,但是相对而言,结构松软、抗剪强度低、容易出现风化及水溶解性较强的岩土体发生滑坡的概率明显较大。例如,花岗岩、灰岩及砾岩等地层容易出现的是边坡变形及崩塌现象,而黄土、红黏土、页岩及泥岩等地层,则更容易发生滑坡现象。在相应地层由于自然变化或人为活动影响而出现临空或水软化作用时,有较大概率会发生滑坡灾害。

1.2 地形地貌因素

滑坡现象产生的直接作用是临空或者滑动面的形成,因此其发生与地貌有着必然的关系,在江河湖泊、水库、海洋及冲沟的岸坡位置,水流冲刷作用较为明显,极为容易出现滑坡现象。

1.3 地质构造和岩体结构因素

边坡稳定性,尤其是岩质边坡的稳定性,明显受到地质构造的影响,在地壳活动相对剧烈,出现新构造或者构造发育时,边坡会出现不稳定现象,因此出现较大型滑坡甚至是滑坡群。在我国的西南和西北地区,地壳活动较为剧烈,地质结构较为复杂,滑坡现象较为常见。尤其是在岩体结构复杂、有地下水剧烈活动的区域,这种现象更为明显[1]。

1.4 人为因素

人为因素主要是由于人类工程活动或者其他开挖活动而导致的滑坡,包括工程设计不合理、施工方法不得当等,排水等工程不到位也容易造成滑坡。

2 滑坡体岩土工程勘察流程

2.1 调研与测绘

调研和测绘是地质灾害调查工作的先决条件。调研的主要内容有:①调查区域的地形特征及演化历史;目标是通过对实际资料的掌握和收集,为滑坡软弱岩土制定相应的约束方案。②对遭受滑坡影响的建筑结构变形的特点及性质进行调研,收集相关数据,可以使有关部门对滑坡成因有一个粗略的认识,从而为进一步的工作提供依据。

地图测绘的内容主要为地形图和地貌图的绘制。该方法能为有关部门确定地层的构造、位置,选择合适的勘探地点,编制工程设计方案提供依据,为工程建设提供基本依据[2]。

此外,相关人员要在调研与测绘的过程中,积极利用所取得的资料和信息,判断滑坡的具体情况,为整个工程勘察活动的进行做好铺垫。

2.2 勘察准备

勘察工作的首要任务是运用现有的各种方法,全面收集滑坡体的资料,以便找出其成因,并制定相应的防治方案。勘察中应获得滑坡体数量、滑体形态、滑坡体分布、滑坡体所处的地下水储量等信息。

要建立高质量的勘探点并不是一件简单的事情,需要有关人员具备丰富的地质知识。高质量勘探点布置的特征包括:①滑坡体的上下部都应该存在较多的勘探点。②对于呈阶梯状的滑坡体来说,为了勘探的详尽和细致,其每一级“阶梯”上都应该设置相应的勘探点。③对两侧也存在滑落现象的滑坡体来说,其两侧也应该布置一定数量的勘探点[3]。

2.3 确定勘验孔深度

确定勘探点并进行了前期准备工作,接下来就是确定钻孔的深度。探井的深度需要按照以下步骤来进行:首先,通过前期的调查和测量,大致估算出探井的深度,然后在预测深度的基础上增加1~2 m,在坡面上打几个3~6 m的控制孔。为了进行下一阶段的实验,必须在已知的探井深度的基础上进行现场操作。

2.4 剪切试验

剪切试验是岩土工程勘察的最后一步,也是最重要的一步,收集试验数据是最重要的,因此,在试验的时候,所有人都要全神贯注,尽可能地收集更多、更详细的数据。

在试验中,工作人员要根据现场的实际情况和所收集到的资料,制定详细的分层止水试验方案,确保对整个滑坡体的控制,并根据试验方案,获得详细的水流速度和水体的特性,再根据试验结果,进行室内和室外试验的对比,得出有关参数。

另外,试验的主要内容是对滑坡性质的测量,这种方法可以用剪切试验的方法得到,在实际应用中,可以根据岩层性质、土壤结构、移动状况等条件,对滑坡进行力学试验,从而得到滑坡体的摩擦角度、地质凝聚力等具体资料,为滑坡体岩土工程的设计提供参考[4]。

3 滑坡体岩土工程勘察的评价方法

3.1 滑坡稳定性分析

滑坡稳定性分析包括3个方面内容:①根据地貌特征进行初步分析,根据工程图中标注的地标高联结管理、滑坡的位移量及与周边稳定地段的相对差异、滑坡体变形历史等,对其发展趋势进行初步判断,分析整体稳定程度。②对工程地质及水文地质条件进行对比分析,包括周边相似条件稳定山坡的差异性对比,以此准确地判断其滑坡稳定性。③对滑坡前的迹象及影响因素进行分析,尤其是人为因素的变化,以便更好地判断其滑坡稳定性。

3.2 评价实施

评价实施是工程勘察的主要目的,其系数计算公式为:

其中:K——稳定值;β——临界面与水平面的夹角。在坡面上还有其他附加作用力时,则应当考虑对应的力系平衡状态。例如,在暴雨状态下,边坡原有的张节理就会发生变化,由于底部排水不畅,必然会因为临时冲水高度提升而产生静水压力,进而造成滑动力增加。

4 滑坡现象的防治措施

4.1 滑坡治理要点

开展高速公路边坡滑坡治理工作中需要做好以下5个方面的要点控制:①要避免地面水流进入滑坡体内,在出现这种情形时,必须采用封堵或填塞裂缝的方式,消除洼地的积水现象,或者通过排水的形式排除积水,以此才能尽量减少地面水对滑坡体的二次影响。②在地下水较为丰富的滑坡区域,必须采用截水盲沟或者是泄水隧道的方式,对地下水进行合理控制,避免由此带来的影响。③在实际工作中,需要综合考虑各方面因素影响,强化对预期危害现象的分析,尽量准确分析整体稳定性的极限状态。④在做好整体稳定性分析的同时,还要考虑局部特殊地区可能会出现的位移现象,避免对后续工程设计和施工造成影响。对于已经出现的局部位移现象,应当采用排水、支撑抗滑等措施,有效降低滑坡松弛现象的影响。⑤在采取支撑、挡土墙或者抗滑措施时,要能够进行对应的验算,在尽量控制应用成本的基础上,达到更好的控制效果,避免对后续施工造成影响,甚至出现施工安全方面问题。

4.2 预防措施

预防措施的完善与否,是勘察工作成效能否体现出来的重要影响因素。做好更全面的预防措施,能够使滑坡现象带来的负面影响降到最低。在存在滑坡现象的公路工程项目中,必须提前做好相应的勘察工作,明确滑坡现象是否存在及发生可能性。在斜坡地带的工程项目中,必须先勘察岩土条件、地面水排泄和地下水情况,做好相应的处理方案设计,采取挖方或填方处理,避免在公路工程施工中出现滑坡现象。在进行挖方处理时,需要提前做好工程施工设计,完善施工顺序,做好场地和施工材料准备。同时在施工期间,还应当借助现代勘察技术,加强危险边坡的监测,避免出现施工安全问题。在已经查明出现大型滑坡或隐患较大的区域,应当进行避让处理,或者进行深入勘察,制定更加详细的防治对策,在经过技术论证后,采取下一步的施工措施。

4.3 滑坡的具体处置措施

(1)卸荷减载工程。该工程是对工程滑坡治理中较为简单易行的防治方法,通过减少滑坡的承重以增强滑体的稳定性,从而减少滑体的下滑力。在通常情况下,卸荷减载是防治工程滑坡的首选措施。

(2)排截水工程。据统计和分析,大多数的公路工程滑坡都与其所处的地段的水源因素有关,水的因素对滑坡的影响主要表现在对滑坡产生的冲刷力以及渗透水压的增加,因此,在公路工程中常用的排截水工程一般有外围截水沟、排水盲沟、排水廊道等方法。在防治工程滑坡的过程中,通常采用防、截、排相互综合的排截水方案,以地下排水为主要方式,在地表通过截水和防水的方式,减少滑坡体的渗水压力,增强滑坡体的稳定性。排截水工程如图1所示。

图1 排截水工程

(3)坡面防护工程。该工程的主要目的就是防止水对坡面和坡脚产生的冲刷而在坡体表面种植植被,以此来减少水对坡面的冲刷。这也是最简单和经济的防护措施,比较适用于土质比较干,容易被风化的坡体。另外,可以采用构筑物护坡,保护坡体表面不受到地表水的侵害。

(4)支挡工程。支挡工程也是在针对滑坡的治理中较为常用的方法,主要包括重力抗滑土墙、抗滑桩和预应力锚固。重力抗滑土墙是通过墙体自身的重力来阻挡土墙压力,这也是我国公路工程滑坡防止中较为常用的一种挡墙形式,这种挡墙能够有效改变滑体局部的受力情况,阻止滑体的变形和蔓延。通常情况下,重力抗滑土墙采用1:0.25的倾斜度,在重力墙的后面设置卸荷的平台,而墙基通常都设置成为台阶形,墙的高度和基础的深度一般根据工程的承载力要求以及当地的地形和水文条件来确定。支挡工程如图2所示。

图2 支挡工程

5 结语

在高速公路工程建设类型不断复杂化背景下,岩土工程勘察与评价管理工作的重要性不断提升,对于工程管理人员来说,必须提高对这方面工作的重视程度,尽量通过更全面的数据采集,实现对施工范围内滑坡现象概率的准确判定,及时高效地采取对应的稳定性处理措施,确保工程建设能够持续稳定进行,为社会经济发展做出应有贡献。

猜你喜欢

滑坡体岩土滑坡
基于BIM的岩土工程设计优化及应用策略
新疆BEJ山口水库近坝库岸HP2滑坡体稳定性分析
滑坡推力隐式解与显式解对比分析——以河北某膨胀土滑坡为例
云南黄坪库区滑坡运动及其失稳模式的离散元模拟
滑坡稳定性分析及处治方案
浅谈公路滑坡治理
“监管滑坡”比“渣土山”滑坡更可怕
《岩土力学》2014年第9 期被EI 收录论文(40 篇,收录率100 %)
《岩土力学》2014年第7 期被EI 收录论文(40 篇,收录率100 %)
《岩土力学》2014年第6期被EI收录论文(43篇,收录率100%)