膨胀土滑坡治理方法的探讨
2014-12-25谢兴洋
谢兴洋
摘要:在膨胀土地区中,膨胀土滑坡属于一种十分普遍的斜坡变形问题,同时膨胀土的滑坡问题也是整个膨胀土地区普遍出现的地质工程现象。不管是在膨胀土的自然斜坡上,还是在人工开挖的渠道边坡上,膨胀土的滑坡现象都经常的出现,并且在通常的情况下会产生区域性的灾害问题。本文通过对膨胀土滑坡的形态和特点进行分析,提出了几点有效的治理建议,希望能够对相关的防治人员具有一定的参考价值。
关键词:膨胀土滑坡问题治理分析
中图分类号:U416文献标识码: A
膨胀土的颗粒具有高分散的特点,在成分方面,膨胀土主要是由粘土矿物组成的,属于一种高塑性的粘土,这种粘土对环境湿热的变化十分的敏感,同时还具有一定的裂隙性。在岩土工程界之中,一直到二十世纪三十年代,我国的相关人员才对膨胀土有所认识,并且逐渐地对膨胀土的特点和形态加以了解,对膨胀土给结构物造成的破坏进行分析和探讨。截止到当前,一共有四十多个国家对膨胀土造成的问题进行了详细的报道,在我国、印度以及加拿大等国家都分布着十分广泛的膨胀土。我国在近几年来,也在具体的工程和应用等方面展开了研究,对于膨胀土的判别以及治理都提出了自己的见解,并且取得了一定的治理效果。
一、膨胀土滑坡的形态
从平面的角度来看,膨胀土滑坡在通常的情况下呈现出扇形,有时还会呈现出簸箕形,膨胀土横断面的形状在通常的情况下要受到滑坡相关的力学条件的影响和制约。如果膨胀土的滑坡呈现出牵引式,那么大气的降水就会对滑带产生较大的影响,在通常的情况下,倾角都保持在五十度至七十度之间,并且底部的滑坡面接近于水平。滑坡面的形态从整体上来看,比较完整,存在着比较多的拉裂缝,在裂缝的走向方面,通常同主要的滑坡方向垂直。此外,牵引式的滑坡还同膨胀土自身所存折的胀缩特性有着十分密切的关系,这种特性会使得滑坡前缘的土体呈现出强度减小的趋势。
对于推移式的滑坡来说,滑坡体的后缘呈现出裂缝面,土体呈现出一种软塑态,底滑带在通常的情况下接近于水平,此外前缘还会出现反翘的现象,土体由于遭受到了挤压而受到了很大程度的破坏。这种形式的滑坡通常都同膨胀土自身的裂隙性有着一定程度的关联,对超固结土体进行挖掘所产生的卸荷效应同正确的土体相比较明显强烈,因此就会造成土体中由于大气降水的侵入而产生了一定的推力,造成滑坡现象的出现。由此可见,膨胀土自身存在着一定的胀缩性质以及裂隙性,使得膨胀土的滑坡在形态上同其他的黏性土之间存在着一定的差异,膨胀土的滑坡通常呈现出折线的形状。
二、膨胀土滑坡的特点
(一)滑坡的深度比较浅
在膨胀土地区发生的滑坡,主要是发生在受到大气影响深度的范围之内,在通常的情况下,影响的深度都控制在大约五米的位置。
(二)滑坡体为散体
由以上表述可以看出,膨胀土在大气影响深度的范围之内会发生滑坡,在这个过程中,十分有利于裂缝的发育,这就使得土体会被裂缝加以分割,不管是在垂直的方向还是在水平的方向,使得土体形成数量较多的小块。
(三)倾角比较平缓
膨胀土的斜坡角度在通常的情况下控制在三度至25度之间,大部分的倾角都不超过十四度。因此很多的操作规范都将判断膨胀土坡是否稳定的界限设置为十四度。但是,实际上大部分的路堑边坡,如果按照十四度来进行设计,那么就难以良好地解决支挡的问题。因此,相关的设计人员在这个过程中还需要对边坡的高度以及选择的支挡进行充分的考虑。由此可见,当前我国在对膨胀土的滑坡进行治理时,还是存在着一定的问题和不足,需要相关的人员对治理的措施加以研究和探讨。
三、膨胀土滑坡的成因
(一)地层岩性
在膨胀土之中,结构面主要包括了沉积的界面、由于地址环境等因素的改变而导致的裂缝等。影响边坡稳定的一个十分重要的问题就是在膨胀土的内部有没有存在可能会导致滑坡的结构面,也就是说,这个可能导致滑坡的结构面就是造成膨胀土滑坡的一个不容忽视的内在因素。在膨胀土之中即使是同一个地层也会有不同的亚层发育,这些亚层具有不同的膨胀性。因此在这个过程中就会形成一个岩性的界面,当这个岩性的界面处于一种比较不利的气候条件之下,就有可能造成滑坡。
此外,例如:在南水北调工程中,由于部分的渠道在施工时,对那些较厚的裂隙面进行了灰绿色粘土的填充,这些灰绿色的粘土相对来说具有一定的隔水作用,所以在地下水出现下渗时就有可能造成裂隙性质和状态的恶化,从而使得顶面逐渐地变成底滑面,因此上述的现象应该得到有关人员的关注,并且希望设计人员能够给予一定程度的重视。
(二)水作用
通过上述的分析可知,膨胀土具有一定的裂隙性,但是与此同时它还具有一定的水敏感性。这就使得地下水的活动也成为了膨胀土的边坡遭受破坏的一个原因所在。自然边坡由于遭受破坏而失去了稳定性在通常的情况之下都是发生在雨季,特别是那些经常发生暴雨的季节之中,此外部分的施工工程在这个季节中还会发生边坡的变形,或者是遭到破坏。这都表明了水的作用也可以对边坡的稳定程度造成较大的影响。在那些膨胀土强度属于中度以及强度的地区中,如果坡脚由于出现积水而被浸泡,那么就会造成土体强度的减弱,这也会在一定的程度上导致滑坡的出现或者是造成小规模的变形,应该注意的是,这种变形属于牵引性质的。
除了上述的原因之外,地下水活动以及大气降水出现的下渗,也都会使得边坡产生一定的静水压力,这时如果内部形成了一定的卸荷裂隙,那么大气降水的渗入就会产生较大的推力,造成滑坡的出现。
由此可见,膨胀土发生滑坡通常都同膨胀土自身存在的裂隙以及岩性的界面、降水等因素有关。在这之中,造成膨胀土滑坡的内在因素就是膨胀土自身在土层和岩石中存在着有利于滑动的裂隙或者是界面,造成膨胀土滑坡的外在因素就是卸荷的松弛以及大气降水下渗到结构面之中,坡脚被积水浸泡等,使得膨胀土的土体逐渐地失去了自身的稳定性质,在浅表形成滑坡或者是塌滑。
四、治理膨胀土滑坡的建议
(一)减轻水的危害
水的作用是造成膨胀土出现滑坡的一个十分重要的因素,因此相关的人员应该采取有效的措施来防止大气降水以及地下水活动对膨胀土造成的损害。在通常的情况下,都是采用所谓的“截”的方式来减轻或者是消除水的危害。也就是在滑坡经常发生或者是可能发生的地区设置盲沟,这个盲沟应该设置成环形,这样就可以对滑坡之外的地下、地表水进行一定的拦截,或者是对它们进行旁引,使得这些水不会进入到可能发生滑坡的区域之内。此外,还会采取“排”的方式,在可能发生滑坡的区域之内对自然形成的沟谷加以充分的利用,设置排水系统,这个排水系统呈现出树枝的形状,还可以修建盲洞。所谓的“护”指的就是在膨胀土的滑坡体上进行草皮的种植,这样可以有效地对水流的方向加以改变。在滑坡的前缘进行石笼的铺设,也可以有效地防止地表水对滑坡面造成的冲刷。所谓的“填”指的就是将膨胀土体中存在的裂缝用粘土等加以填充,这样也可以有效地防止地表水下渗到滑坡体当中。
(二)对力学条件加以改善
除了对水的作用加以控制之外,对膨胀土滑坡体的力学条件加以改变,最大限度地将抗划力加以提升,也可以有效地对膨胀土的滑坡现象加以治理。对于那些推移式的滑坡,那么在场地允许的前提之下,可以在助滑的地区进行减重或者是在抗滑的地区对压脚进行加填,这样就可以达到一个力学上的平衡。对于小型的滑坡来说,在场地允许的条件之下,可以采用全部清除的方式,但是对于那些路堑边坡的工程来讲上述的方式就不那么适用。此外设置一定的支挡结构,例如:抗滑的桩或者是挡墙等,也可以对滑体形成一定的支挡作用,或者是将滑体进行锚固,使其能够稳定在地层之上。由于上述的方式可以对滑坡体进行较少的破坏,此外还能对力学的平衡有效地加以改善,因此这种方式已经成为了当前稳定的滑坡的一种主要的方式和措施。实践表明,采用上述的方式,在发生滑坡时,挡土墙虽然发生了局部的混凝土开裂,但是从整体上来看,没有出现向外移动的现象,抗滑桩也相对比较稳定。