某牵引式滑坡变形机理分析及治理设计

2015-12-21杨万林

交通科技 2015年4期

关键词：风化层滑坡体滑动

杨万林

(贵州高速公路集团有限公司　贵阳　550000)

某牵引式滑坡变形机理分析及治理设计

杨万林

(贵州高速公路集团有限公司贵阳550000)

摘要通过现场调绘及钻探，分析某高速公路牵引式滑坡的变形破坏机理，采用传递系数法对滑坡的稳定性进行计算分析，结合滑坡现场实际地形，提出一套针对性的治理设计方案。

关键词牵引式滑坡变形机理稳定性分析治理设计

滑坡按力学条件划分可分为：推动式滑坡、牵引式滑坡2种。其中牵引式滑坡为下部先滑动使上部失去支撑而变形滑动。实际滑坡现场往往是由于边坡前缘受到侵蚀或人工削坡，造成坡面变陡以致失稳，在后缘引起张拉裂缝，随着变形的发展，后缘以后的斜坡体也产生变形失稳，出现新的滑动，从而导致滑坡体向后向上发展，最终形成一个面积较大且相对稳定的坡面。牵引式滑坡在山区高速公路挖方边坡中大量出现。本文以贵州省某高速公路K2+500～K2+680段右侧滑坡为实例，研究牵引式滑坡的变形机理及治理设计。

1　工程概况

1.1滑坡概况

K2+500～K2+680原设计为3级边坡，第1、2级边坡坡比为1∶1，第3级为1∶1.25，采用框架锚杆、框架锚索进行坡边防护。2014年9月中旬完成了第二级边坡锚索防护施工，对第1级边坡进行开挖；2014年9月底对第2级边坡进行开挖，10月1日前后由于连降暴雨，边坡发生变形。在边坡坡口外出现张拉裂缝，开挖坡脚处出现隆起现象。边坡坡口外出现多级张拉裂缝，其中中部出现约1.5m高的错台裂缝，边坡左右两侧出现剪切裂缝。滑坡体纵向长约180m，横向平均宽度约80m，滑体平均厚度13m，滑坡方量187 200m3。滑坡体物质组成主要为覆盖层土体及全强风化基岩。

1.2滑坡工程地质条件

场区出露地层为上覆残坡积(Qel+dl)粉质黏土、碎石土，边坡经过段下伏基岩为石炭系下统岩关组汤粑沟段(C1y2)粉砂岩、炭质泥岩偶夹灰岩，基岩以粉砂岩夹炭质泥岩为主，灰岩层分布无规律，多以夹层出现，小桩号段局部层厚较厚，岩体强风化层厚度变化较大，一般厚度约10.0～25.0m，最大风化厚度达30m。场区内发育有断层F1，和一背斜与向斜。

2　滑坡变形破坏机理分析

2.1地质构造

场区内发育有断层F1，为正断层，南北走向，倾角75°，与主线斜交于K2+520，发育一背斜与向斜。背斜北翼综合产状20°∠36°，南翼综合产状180°∠24°；向斜南翼综合产状85°∠39°。受地质构造影响，边坡岩体节理极发育，主要节理：220°∠83°，130°∠70°，95°∠85，175°∠75°，为微张节理，节理张开度2～3mm，节理面结合很差。岩体较为破碎，强风化层较厚，为滑坡的产生提供了内在因素。

2.2水的作用

该滑坡为一山体，在滑坡后缘有一平台，在降雨时，平台起到了聚水的作用，由于该坡体以岩体全风化层为主，结构松散, 使得边坡岩体极易吸收大气降水并致使岩土软化；岩土体处于饱水状态，自重增加, 渗透压力和上浮托力进一步降低岩土体的抗剪强度, 导致边坡变形速度加快, 最终造成边坡全风化层发生滑动。该区域在10月1日前后发生连续降雨，是该滑坡产生的诱发因素[1-2]。

2.3路基开挖扰动

该边坡为一路基挖方边坡，边坡在开挖过程中破坏了山体原有应力分布状态, 造成边坡坡脚段抗滑力减小,下滑力增大,出现向临空面侧发生蠕动变形现象(见图1)。边坡开挖是该滑坡产生的主导因素。

图1　蠕动变形(坡脚隆起)

综上所述，该边坡由于自身地质条件复杂，受构造影响较大，岩体破碎，强风化层较厚。边坡开挖产生临空面，使得边坡发生变形破坏。并且边坡开挖改变了边坡原始的应力分布，因此边坡应力需要重分布。在应力重分布的过程中发生连续降雨，使得岩体的抗剪强度大大降低，从而边坡的抗滑力减小，下滑力增加。边坡有了发生滑动的力学条件，因此产生了滑坡。边坡坡脚发生隆起现象，坡口外发生约1.5m的错台裂缝，在错台裂缝后缘存在多组张拉裂缝，在滑坡两侧存在多组剪切裂缝。因此该滑坡为一典型的牵引式滑坡[3]。

3　滑坡治理设计

采用反演法计算滑动面的力学参数。由于滑坡处于蠕动阶段，取稳定系数0.98对滑动面参数进行反演，得到c=15kPa，φ=12°。

现场实际地形在该滑坡中部存在一宽平台，以K2+590为典型断面计算，平台为滑坡的下滑段，在安全系数取1.25的情况下，滑坡的剩余下滑力为2 201kN。如果针对2 201kN的剩余下滑力做设计，需要设置3m×4m矩形抗滑桩。为了节约造价，并达到治理效果，采取抗滑桩结合清方的方式进行滑坡治理。第二级平台处设置20m宽大平台，大平台的作用是清除了滑坡体的部分下滑段。设置大平台后，剩余下滑力为951.180kN，设置2m×3m矩形抗滑桩即可[4]。因此采取2m×3m矩形抗滑桩结合第二级平台设置20m宽大平台的方案进行治理，平台以上采用1∶2的坡率放坡，坡面采用框架锚索加挂网喷射混凝土。第二级边坡维持原设计框架锚索。具体方案见图2、图3。