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        山區(qū)工程建設(shè)誘發(fā)的土質(zhì)滑坡實(shí)例分析

        2011-04-20 01:03:34蘇銀華潘齊富
        四川建筑 2011年2期
        關(guān)鍵詞:塊段滑體粉質(zhì)

        蘇銀華,潘齊富,譚 偉

        (中機(jī)工程勘察設(shè)計(jì)研究院,四川 成都 610066)

        隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施,我國(guó)西南地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,山區(qū)工程建設(shè)日益增多。在山區(qū)工程建設(shè)中,由于大規(guī)模工程開挖以及施工方法的不當(dāng),在降雨等不利因素的作用下,常常造成滑坡發(fā)生和發(fā)展,直接威脅工程建設(shè)的進(jìn)度及安全。

        本文將以漢源新縣城T10地塊滑坡為例,對(duì)滑坡的形成條件、影響因素、穩(wěn)定性及治理方案進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

        1 工程概況

        漢源新縣城T10地塊滑坡位于漢源新縣城東區(qū)復(fù)合安置1#A組團(tuán)西南側(cè)。2009年12月因前緣T10地塊建筑區(qū)場(chǎng)平工程施工形成臨空面,致使滑坡發(fā)生;2010年2月~3月滑坡前緣T10地塊12#棟、25#棟房屋樁基開挖及棄土加載,滑坡發(fā)生兩次局部蠕滑,樁基開挖被迫停工;2010年7月入汛以來(lái)的多次暴雨~特大暴雨觸發(fā)下滑坡整體復(fù)活,并擴(kuò)大其范圍和規(guī)模(體積達(dá)14.8萬(wàn)m3),致使T10地塊12#棟房屋樁基嚴(yán)重破壞,同時(shí)危及T10地塊復(fù)合安置1#A組團(tuán)其他建筑物及居民生命財(cái)產(chǎn)安全。

        2 滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

        2.1 地形地貌

        滑坡區(qū)屬中低山單斜順向坡地貌,地勢(shì)西側(cè)高、東側(cè)低,其中西側(cè)即大渡河一側(cè)坡度較陡,坡度一般為40°~50°,最陡段坡度達(dá)到60°;而滑坡所在的東側(cè)即流沙河一側(cè)坡度相對(duì)平緩,坡度一般為10°~25°,其中滑坡區(qū)坡度15°左右,地形起伏不大。

        2.2 地質(zhì)構(gòu)造

        滑坡位于肖家溝向斜南翼,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,未見斷層、褶皺分布,構(gòu)造形跡以節(jié)理裂隙系統(tǒng)為主。

        2.3 地層巖性

        ①粉質(zhì)粘土:黃褐色,可塑狀,稍濕,干強(qiáng)度低,韌性中等,無(wú)搖震反應(yīng),局部夾少量碎石、角礫。該層分布較連續(xù),層厚0.9~6.4 m。

        ②含碎石粉質(zhì)粘土:灰色,其中,粉質(zhì)粘土呈可塑狀,無(wú)搖震反應(yīng),韌性中等;碎石含量15% ~30%,呈次棱角~棱角狀,成分為砂巖,全~中風(fēng)化狀態(tài)。該層分布較廣,層厚1.6~4.0m。

        (3)第四系全新統(tǒng)坡殘積層碎石土(Q4el+dl):黃棕色,密實(shí)狀,碎石含量50% ~70%,呈次棱角~棱角狀,全~中風(fēng)化狀態(tài),填充物為粘性土。該層分布廣,層厚1.7~27.8 m。

        2.4 水文地質(zhì)

        滑坡區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,地下水以基巖裂隙水、第四系堆積層孔隙水為主,主要靠大氣降水及地表水補(bǔ)給,并沿各巖土層及大小沖溝排泄匯入流沙河?;聟^(qū)屬缺水地區(qū),鉆探未見穩(wěn)定地下水位,地表未見泉點(diǎn)出露。

        3 滑坡基本特征

        3.1 滑坡形態(tài)特征

        滑坡邊界清楚,平面形態(tài)呈“圈椅”狀,主滑方向N60°E,分布高程1031.00~1064.05 m,縱向長(zhǎng)度約154.70m,橫向?qū)挾燃s114.0m,面積約1.83×104m2;為上、下兩層滑動(dòng)面,均呈寬緩弧形狀,上層滑動(dòng)面埋深2.0~6.4 m(平均約5.0m),下層滑動(dòng)面埋深3.8~10.1m(平均厚約8.2m);上、下層滑坡體體積分別約9.2×104m3、14.8×104m3,為中型土質(zhì)滑坡。

        3.2 滑體特征

        (1)上層滑體:以人工填土、粉質(zhì)粘土為主。人工填土為建筑棄土,土質(zhì)不均,結(jié)構(gòu)松散,工程性狀差;粉質(zhì)粘土呈可塑狀,具中等壓縮性、弱膨脹性,強(qiáng)度較低。滑體厚度2.0~6.4 m。

        (2)下層滑體:其上部為上層滑體土;下部為含碎石粉質(zhì)粘土。含碎石粉質(zhì)粘土層土質(zhì)較均勻,遇水或飽水后力學(xué)強(qiáng)度明顯降低?;w厚度3.8~10.1 m。

        3.3 滑動(dòng)面特征

        (1)上層滑動(dòng)面:位于含碎石粉質(zhì)粘土與上覆土層接觸面,滑面光滑多呈鏡面狀?;瑤翞檎承酝粒A有高嶺土。

        (2)下層滑動(dòng)面:位于含碎石粉質(zhì)粘土與碎石土接觸面,滑面光滑,擦痕、擦槽清晰。

        3.4 滑床特征

        上層滑床:為含碎石粉質(zhì)粘土,屬中~低壓縮性土,具微透水性,土質(zhì)較均勻。

        下層滑床:為碎石土,密實(shí)狀,分選性差,具中~微透水性。

        4 滑坡成因分析

        (1)巖土性質(zhì):滑坡區(qū)第四系松散堆積層厚約15~25 m,最厚達(dá)36.5m,由人工填土層和坡殘積層粉質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土、碎石土組成。其中人工填土結(jié)構(gòu)松散,強(qiáng)度低,具中~強(qiáng)透水性,有利于地表水入滲;粉質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土干時(shí)易開裂,遇水易泥化、崩解,且具弱膨脹性,遇水后其工程性質(zhì)惡化、抗剪強(qiáng)度顯著降低。是滑坡形成的重要內(nèi)在因素。

        (2)地表水:包括降雨、滑坡區(qū)臨時(shí)板房居民生活用水和施工區(qū)施工用水。尤其雨季若遇連續(xù)強(qiáng)降雨或突發(fā)暴雨,不僅形成坡面洪流對(duì)土體產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力,而且地表水體入滲降低了土體的抗剪強(qiáng)度,并增加了滑體的靜水壓力、動(dòng)水壓力和重度。此外,坡面洪流對(duì)地表的沖刷侵蝕,破壞了地表土體結(jié)構(gòu),降低了土體強(qiáng)度,使滑體沿滑面滑動(dòng)。因此,地表水是誘發(fā)該滑坡形成和發(fā)展的主要因素。

        (3)人類活動(dòng):滑坡前緣屬漢源新縣城東區(qū)T10地塊復(fù)合安置1#A組團(tuán)的建筑區(qū),2009年6月以來(lái)該區(qū)域工程活動(dòng)頻繁,場(chǎng)平施工和建(構(gòu))筑物基槽開挖改變了滑坡區(qū)的原始地形地貌并形成臨空面,加之不當(dāng)棄土、棄渣加載,致使滑坡發(fā)生、發(fā)展。

        (4)地形地貌:滑坡區(qū)山帽頂一帶在第四紀(jì)以來(lái)的間歇性上升和流沙河侵蝕下切,形成坡度10°~25°的單斜地貌,坡向與第四系堆積層各土層接觸界面基本一致,這種單斜順向坡地貌為滑坡的形成和發(fā)展提供了有利條件。

        綜上所述,該滑坡是在不利地質(zhì)條件下,因工程開挖形成臨空面,在強(qiáng)降雨等不利因素作用下發(fā)生、發(fā)展的。

        5 滑坡穩(wěn)定性分析

        5.1 定性分析

        滑坡工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探和宏觀穩(wěn)定性分析表明,在各種地質(zhì)因素作用下滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但若遇連續(xù)強(qiáng)降雨或突發(fā)暴雨,將使土體處于飽和狀態(tài),降低其抗剪強(qiáng)度,同時(shí)產(chǎn)生動(dòng)靜水壓力作用于滑坡土體,使滑坡穩(wěn)定性降低,如果疊加地震等不利因素,將惡化滑坡穩(wěn)定性,致使滑坡的范圍、規(guī)模和對(duì)建筑物的破壞將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

        5.2 定量分析

        5.2.1 計(jì)算公式

        滑坡穩(wěn)定性計(jì)算采用適合任意形態(tài)滑動(dòng)面的傳遞系數(shù)法,計(jì)算公式如下:

        式中:Ks為滑坡穩(wěn)定系數(shù);Ri為作用于第i塊段的抗滑力(kN/m);Ti為作用于第i塊段的下滑力(kN/m);Ni為作用于第i塊段滑動(dòng)面的法向分力(kN/m);φi為第i塊段土的內(nèi)摩擦角(°);Ci為第i塊段土的粘聚力(kPa);Li為第i塊段滑動(dòng)面的長(zhǎng)度(m);θi為第i塊段滑動(dòng)面大的傾角(°);ψi為第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段的傳遞系數(shù)(i=j)。

        5.2.2 計(jì)算工況及荷載組合

        工況1:天然狀態(tài)。該工況考慮的荷載主要為滑體巖土層自重;

        工況2:天然+暴雨?duì)顟B(tài)。該工況除考慮工況1荷載外,還包括降雨引起的滑(體)帶土抗剪強(qiáng)度降低和土體重度增加;

        工況3:天然+地震狀態(tài)。該工況除考慮工況1荷載外,還包括地震引起的水平推力;

        工況4:天然+暴雨+地震狀態(tài)。該工況除考慮工況2荷載外,還包括地震引起的水平推力。

        5.2.3 計(jì)算剖面

        滑坡計(jì)算剖面和條分圖見圖1、圖2。

        圖1 計(jì)算剖面條分圖(上滑面)

        圖2 滑坡計(jì)算剖面條分圖(下滑面)

        5.2.4 計(jì)算參數(shù)

        計(jì)算參數(shù)是在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,參照前期勘察成果,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用工程類比和敏感性分析綜合確定。見表1。

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        5.2.5 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)

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        計(jì)算結(jié)果表明,該滑坡在天然、天然+地震工況下處于整體基本穩(wěn)定~欠穩(wěn)定;在天然+暴雨和天然+暴雨+地震工況下,均處于不穩(wěn)定狀態(tài)(表2)。

        6 結(jié)論

        (1)漢源新縣城T10地塊滑坡屬山區(qū)工程建設(shè)誘發(fā)的土質(zhì)滑坡。滑坡邊界清楚、形態(tài)清晰、滑坡要素齊全?;路€(wěn)定性分析表明,該滑坡在暴雨、地震等不利因素作用下,滑坡有整體復(fù)活、發(fā)展的可能,考慮滑坡發(fā)展趨勢(shì)和危害程度,需采取相應(yīng)工程治理措施。

        (2)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和工程實(shí)施的可行性,建議采用抗滑樁為主體支擋設(shè)施,輔以削坡減載、地表排水相結(jié)合的綜合治理措施。其中抗滑樁設(shè)置兩排,第一排樁設(shè)在4#擋墻延長(zhǎng)線處,第二排樁位2#簡(jiǎn)易公路北側(cè)處;截水溝設(shè)置兩條,一條設(shè)在沿滑坡周界以外5 m處,另一條設(shè)在滑坡中部,東西走向,均排出滑體外;削坡減載主要指滑坡前緣建筑棄土的減載,屬臨時(shí)措施。

        [1]《工程地質(zhì)手冊(cè)》編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)(第四版)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007

        [2]DZ/T-0218-2006滑坡防治工程勘查規(guī)范[S]

        [3]GB50330-2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S]

        [4]GB50021-2009巖土工程勘察規(guī)范[S]

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