字學強,蘇常俊,劉四堂
云南騰飛公路勘察設(shè)計有限公司(650213)
滑坡的發(fā)生機理及防治措施
字學強,蘇常俊,劉四堂
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滑坡是位于地震、火山之后的第三大自然災害,它對人類工程建設(shè)和生命財產(chǎn)安全帶來巨重的威脅。本文對滑坡的類型、特點、成因和防治措施進行了探討。
滑坡;形成機理;防治措施
滑坡是山區(qū)公路常見的一種地質(zhì)災害,只要是指斜坡上巖土體在重力作用為主下,由于種種原因改變了斜坡體內(nèi)一定部位的軟弱帶中的應(yīng)力狀態(tài),或因水和其他物理、化學作用降低其強度,以及因震動或其他作用破壞其結(jié)構(gòu),該軟弱帶在應(yīng)力大于強度下產(chǎn)生剪切破壞,帶動其上部的巖土體失穩(wěn),導致整體或幾大塊巖土體發(fā)生向下或向前的滑動現(xiàn)象。
按滑坡體的物質(zhì)組成可以分為以下幾類:
1)黃土滑坡:新、老黃土中發(fā)生的滑坡,多沿著新、老黃土接觸面滑動,滑坡的產(chǎn)生往往與黃土對地下水的不穩(wěn)定性有關(guān)。
2)堆積層滑坡:主要是坡積、洪積、重力堆積體或沿基巖頂面滑動的各種滑坡,主要是由地下水的作用而引起的。
3)預堆積土滑坡:人工填筑的土和棄土,主要是路堤沿原地面發(fā)生滑動,有時也會帶動其下的堆積層一起下滑。
4)巖石滑坡:較完整的巖石,以片巖、頁巖、泥巖等軟弱巖石中的滑坡較常見。
滑坡的特點是:滑坡在平面形態(tài)上面都有一定的幾何形狀,例如簸箕形、舌形、橢圓形、長椅形、倒梨形、牛角形、平行四邊形、菱形、樹葉形、疊瓦形、復合形等。在縱斷面上表現(xiàn)為圓弧形、平面形、折線形、軟巖擠出形?;w的滑動方向往往與路線方向垂直或接近于垂直。公路的等級以及規(guī)模同時也影響著滑坡的大小。
滑坡是具有滑動條件的斜坡在多種因素綜合作用下的結(jié)果,但對某一特定滑坡總有1~2因素對滑坡的發(fā)生起控制作用,我們稱它為主控因子,在滑坡防治中應(yīng)著力找出主控因子及其作用的機制和變化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以穩(wěn)定滑坡,對其他因素則采取一般性措施達到綜合性治理的目的。
作用于滑坡的因素可分為自然因素和人為因素,也可分為長期作用因素、短期作用因素和周期性作用因素。但就其對形成滑坡的作用來說:①改變坡體的應(yīng)力狀態(tài),增大坡腳應(yīng)力和滑帶土的剪應(yīng)力(即下滑力)的因素,如河流沖刷、開挖坡腳、坡上加載等改變坡形的因素;②改變滑帶土的性狀,減小抗滑阻力的因素,如地表水下滲、地下水位變化、水庫水位升降 、灌溉水和生產(chǎn)生活用水下滲、潛蝕和溶蝕作用等降低滑帶土強度的因素;③既增加下滑力又減小抗滑力甚至造成滑帶土結(jié)構(gòu)破壞(如液化)的因素,如地震和爆破震動等??傊?,其作用既有力學作用,還有物理化學作用,還有作用的時間過程,進行綜合動態(tài)分析是必要的。
1)正確認識滑坡的原則;2)預防為主的原則;3)一次根治不留后患的原則;4)全面規(guī)劃分期治理的原則綜合治理的原則;5)治早治小的原則;6)技術(shù)可行經(jīng)濟合理的原則;7)科學施工的原則;8)動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工的原則;9)加強防滑工程維修保養(yǎng)的原則。
滑坡防治是一項綜合性治理工程,在一個滑坡的防治措施中,就含有多個治理措施。一般來講,滑坡的防治措施有截(排)水、削坡減載及對坡體的穩(wěn)固,而對坡體的穩(wěn)固措施主要有下檔、中固、上護的基本方法,下?lián)醮胧┯兄亓κ綋跬翂?、抗滑樁擋墻及新型支擋結(jié)構(gòu);中固措施主要有錨桿(錨索)錨固、噴錨支護錨固、土釘墻錨固等;上護主要有格構(gòu)護坡、柔性網(wǎng)護坡及生物護坡等。
地下水排水:主要是采用平孔、盲溝、滲水盲洞等工程。20世紀80年代以來已用虹吸排水方法穩(wěn)定了很多邊坡,其主要優(yōu)點是可以自流排水、降低滑體的地下水位。
卸荷減載:此方法是一種簡便易行的方法?;聹p重可以減少滑體的下滑力,增加邊坡的穩(wěn)定性。在有條件的情況下,此法是優(yōu)先考慮的防治措施。
支擋工程:支擋工程的主要發(fā)展表現(xiàn)在“一大、二錨、三小”——大直徑抗滑樁、錨索和微型樁的研究和應(yīng)用。
1)抗滑樁:是一種置身于巖土體中的大型鋼筋混凝土構(gòu)筑物,它是通過樁身將上部承受的滑坡推力傳遞給樁下部的側(cè)向巖土體,依靠樁下部的側(cè)向阻力來承擔滑坡的下滑力,從而使滑坡保持平衡或穩(wěn)定。抗滑樁的使用條件是:①滑坡體下滑力較大;②滑坡剪出口深不宜設(shè)置工程措施;③具有可靠的持力層??够瑯妒锹袢霂r土體中的大型鋼筋混凝土構(gòu)筑物,其施工難度較大,材料應(yīng)用較多,成本高,一般不宜采用,如果通過方案對比確實需要,且符合以上3個條件時,可謹慎選擇使用。為了降低成本,減小樁身結(jié)構(gòu),抗滑樁往往與預應(yīng)力錨索(錨桿)聯(lián)合使用。形成樁錨復合支擋結(jié)構(gòu)。
2)錨索:近20年來,隨著高強度錨索的生產(chǎn)和防腐技術(shù)的解決,預應(yīng)力錨索在邊坡加固和滑坡治理中已廣泛使用,它具有施工靈活、干擾小、速度快、受力可靠,且為主動受力等優(yōu)點。
3)微型樁群:20世紀80年代以來,其發(fā)展迅速,使早期用于房屋地基加固的微型樁也用于斜坡和滑坡加固。但目前設(shè)計方法和參數(shù)研究不足,是今后的一個大課題。
滑坡的形成機理與防治是一項綜合復雜的系統(tǒng)工程,一定要先弄清楚滑坡產(chǎn)生的原因,然后對癥下藥,綜合治理。對于直接威脅工程安全的滑坡,應(yīng)該盡量一次徹底根治,避免反復處理,造成后患和增加造價投資。
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