李科
摘要:高速公路沿線滑坡災(zāi)害普遍存在,尤其在高速公路建設(shè)中,滑坡區(qū)設(shè)計(jì)為橋梁通過(guò),若滑坡體安全儲(chǔ)備不足,加之樁基施工中的坡面開(kāi)挖及擾動(dòng),可導(dǎo)致滑坡局部復(fù)活,甚至?xí)疠^大規(guī)模的工程滑坡,對(duì)公路建設(shè)及其后期營(yíng)運(yùn)造成直接威脅。根據(jù)高速公路沿線某單體滑坡的工程地質(zhì)特性、形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征,通過(guò)計(jì)算,對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行了定量分析,為后期工程治理提供了依據(jù)。
Abstract: Landslide disasters are common along the expressway. Especially,the landslide area is designed to be passed by bridges. If the safety reserve of the landslide is insufficient, coupled with slope excavation and disturbance in pile foundation construction, the landslide will be partially revived, and even cause a large-scale engineering landslide, which will directly threaten the highway construction and its later operation. According to the engineering geological characteristics, morphological and structural characteristics of a single landslide along the expressway, the stability of the landslide is quantitatively analyzed by calculation, which provides a basis for the later engineering treatment.
關(guān)鍵詞:滑坡;穩(wěn)定性分析
Key words: landslide;stability analysis
中圖分類(lèi)號(hào):U418.5+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2018)33-0261-03
0 引言
中國(guó)是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家,災(zāi)害的種類(lèi)繁多,災(zāi)害的類(lèi)型主要包括滑坡、崩塌、泥石流等,根據(jù)中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,滑坡災(zāi)害所占比例平均超過(guò)65%。其中公路沿線滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的較為頻繁,公路兩側(cè)山體穩(wěn)定性對(duì)確保公路建設(shè)順利進(jìn)行和公路正常運(yùn)營(yíng)都具有極其重要的意義。本文將根據(jù)工程實(shí)例對(duì)公路沿線單體滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
1 工程地質(zhì)條件
1.1 地形地貌
該滑坡位于嵐皋縣長(zhǎng)春村,嵐河特大橋從滑坡體的前緣通過(guò),影響路線長(zhǎng)約150m?;聟^(qū)地貌類(lèi)型屬中低山地貌,地面高程介于364~450m, 相對(duì)高差86m?;滤谄麦w為一單面坡,整體坡度25~40°,坡體表層主要為滑坡堆積的粉質(zhì)黏土、碎石,下部為凝灰?guī)r。山體植被以農(nóng)作物為主。
1.2 地層巖性
廣泛分布于斜坡坡面及坡腳地帶,主要由粉質(zhì)黏土、碎石組成。
粉質(zhì)黏土:黃褐色,可塑,土質(zhì)不均,混少量碎石、角礫,厚度 5.70~15.10m。承載力基本容許值[fa0]=150kPa,樁周摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik=40kPa,基底摩擦系數(shù)μ=0.20。
碎石:雜色,稍濕-濕,中密-密實(shí),碎石成分主要由凝灰?guī)r、千枚巖組成,黏性土或砂土充填,厚度 12.90~23.10m。承載力基本容許值[fa0]=300kPa,樁周摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik=100kPa,基底摩擦系數(shù)μ=0.35。
強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r:青灰色,凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎。巖層產(chǎn)狀36°∠78°。承載力基本容許值[fa0]=700kPa,樁周摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik=160kPa,基底摩擦系數(shù)μ=0.4。
1.3 地質(zhì)構(gòu)造
滑坡區(qū)位于秦嶺褶皺系南緣,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜,新構(gòu)造活動(dòng)特征明顯,第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)劇烈,差異性活動(dòng)幅度大。區(qū)內(nèi)總的褶皺線及斷裂線的方向受地臺(tái)基底輪廓控制,輪廓沿?fù)P子準(zhǔn)地臺(tái)彎轉(zhuǎn),總體呈北西向。
根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015),場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為 0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s,地震基本烈度相當(dāng)于Ⅵ度。
1.4 水文地質(zhì)條件
滑坡前緣為嵐河,流經(jīng)嵐皋縣至安康市注入漢江,全長(zhǎng)153km,勘查期平均水位358.6m。強(qiáng)降雨季節(jié),滑坡區(qū)坡面形成地表徑流,地表水體沿坡面入滲;地下水類(lèi)型主要為松散巖類(lèi)孔隙水和基巖裂隙水,地水位埋深24.7~26.9m。
2 滑坡工程地質(zhì)特征
2.1 形態(tài)特征
該滑坡屬堆積層巨型牽引式滑坡,縱長(zhǎng)120m,橫寬70m,平均厚度約10m,滑坡面積約1.13萬(wàn)m2,體積約3.68萬(wàn)m3。平面上呈“舌”形,滑坡方向234°,高程380~450m,坡度30~40°。兩側(cè)以及后緣均為陡坎,高度約為1~2m?;麦w前緣緊臨嵐河,兩側(cè)邊界經(jīng)雨水沖刷形成小沖溝。
2.2 結(jié)構(gòu)特征
滑坡體主要由碎石土、粉質(zhì)黏土組成。碎石土骨架顆粒以凝灰?guī)r為主,稍濕~濕,中密~密實(shí),上部覆蓋粉質(zhì)黏土,下伏基巖為震旦系下統(tǒng)躍嶺河群凝灰?guī)r。
滑動(dòng)面為堆積層與下伏基巖接觸帶,中部最深15.60m;滑床由凝灰?guī)r組成;滑坡后壁陡峭,為強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r,前緣緊臨嵐河,被基巖所阻擋。
滑帶通過(guò)勘察鉆孔揭示巖土分界面上,受滑坡滑動(dòng)的擠壓,滑動(dòng)面附近的巖芯十分破碎,該層巖芯呈碎塊狀,黃褐色,稍濕,中密-密實(shí),母巖成分主要為凝灰?guī)r,呈棱角狀,粒徑5-8cm,含量45%,粉質(zhì)黏土充填,如圖2所示。
3 滑坡穩(wěn)定性分析
3.1 定性評(píng)價(jià)
根據(jù)勘察報(bào)告,目前該滑坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),勢(shì)能已降至最低,滑坡區(qū)設(shè)計(jì)方案為橋梁通過(guò),樁基施工中的坡面開(kāi)挖及振動(dòng),將會(huì)打破目前的平衡,致使滑坡體復(fù)活、加劇,甚至?xí)疠^大規(guī)模的工程滑坡,對(duì)公路建設(shè)及其后期營(yíng)運(yùn)造成直接威脅。
3.2 參數(shù)選取
根據(jù)本次勘察成果,滑坡滑體重度為19.0~21.0kN/m3之間,計(jì)算中取滑體的天然重度為19.0kN/m3,飽和重度為21.0kN/m3?;瑒?dòng)面(帶)土的粘聚力(c)和內(nèi)摩擦角,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及滑坡目前所處的狀態(tài)等因素,綜合確定。
滑坡穩(wěn)定性分析參數(shù)選取見(jiàn)表1。
3.3 定量計(jì)算
依據(jù)極限平衡理論,采用滑面為折線形的傳遞系數(shù)法,對(duì)滑體進(jìn)行條分,計(jì)算滑坡穩(wěn)定系數(shù)。
該滑坡屬于地震基本烈度Ⅵ度區(qū),根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG-B02-2013),計(jì)算時(shí)不考慮地震力的影響。結(jié)合實(shí)際情況,分別選定兩種工況:
正常工況:天然狀態(tài),取天然重度;
非正常工況Ⅰ:暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài),取飽和重度。
滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下:當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)K≥Fs為穩(wěn)定(Fs為安全系數(shù));Fs>K≥1.05基本穩(wěn)定,1.05>K≥1.0為欠穩(wěn)定,K<1.0為不穩(wěn)定。
本項(xiàng)目采用高速公路標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30—2015),滑坡治理工程安全系數(shù)按照滑坡的危害程度,公路的技術(shù)等級(jí)等綜合考慮,本工程正常工況采用1.25,非正常工況Ⅰ采用1.15?;路€(wěn)定性計(jì)算成果見(jiàn)表2。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知,該滑坡正常工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.16,處于穩(wěn)定狀態(tài),非正常工況Ⅰ下穩(wěn)定性系數(shù)為1.02,處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。
4 結(jié)論
該滑坡位于嵐皋縣長(zhǎng)春村,嵐河特大橋從滑坡體的前緣通過(guò),根據(jù)定性定量評(píng)價(jià),該滑坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),勢(shì)能已降至最低,但該段設(shè)計(jì)方案為橋梁通過(guò),滑坡體安全儲(chǔ)備不足,且樁基施工中的坡面開(kāi)挖及擾動(dòng),將會(huì)打破原有坡體的應(yīng)力平衡,有導(dǎo)致滑坡局部復(fù)活的可能,甚至?xí)疠^大規(guī)模的工程滑坡,對(duì)公路建設(shè)及其后期營(yíng)運(yùn)造成直接威脅。因此,該滑坡需進(jìn)行工程治理。
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