抗滑桩在滑坡治理工程中的应用实践研究

2016-10-21李玉璞周雷强严志丹

地下水 2016年5期

关键词：新县抗滑桩滑坡体

李玉璞，周雷强，严志丹

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南郑州 450000)

抗滑桩在滑坡治理工程中的应用实践研究

李玉璞，周雷强，严志丹

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南郑州 450000)

新县位于河南南部大别山腹地，山高坡陡，属滑坡等地质灾害高易发区。滑坡灾害形成机理复杂,其防治技术选择的影响因素很多,如何正确圈定滑坡范围,确定滑坡特征、类型及发展强度,采取先进、经济有效的措施,需要进一步研究和探索。新县土坯凹滑坡属于浅层残坡积层、牵引式滑坡，根据其边界特征及规模、岩土特征，通过滑坡推理定量分析计算，采用三排抗滑桩，结合挡墙、截排水、削坡减载等方案对新县土坯凹滑坡进行治理，提出抗滑桩设计方法、施工工艺，并对抗滑桩施工的优缺点进行分析总结，对同区域、同类型滑坡的治理具有借鉴意义。

抗滑桩；浅层残坡积层滑坡；牵引式滑坡；治理工程

新县自然地理和地质环境条件特殊，受地形及构造，特别是新构造运动的控制，加之人类工程经济活动，形成许多高临空面，在久雨、暴雨作用下，边坡坡角较大的强风化、节理发育的片岩、片麻岩和花岗岩，极易发生滑坡等地质灾害，是地质灾害高易发区，因而做好滑坡的防治工作具有重要的意义。

本文以新县土坯凹滑坡为例，介绍抗滑桩在浅层残坡积层、牵引式滑坡治理工程中的实际应用。

1　滑坡概述

新县土坯凹滑坡位于县城西南部，其变形始于2007年，受临近山体放炮挖山的影响，该斜坡中部出现了拉张开裂、下沉，导致房屋变形；2008年汛期，雨水径流沿空隙、裂隙、节理入渗，坡体自重增加，斜坡体在(静)动水压力和重力累进性破坏作用下，原有裂缝有所加大。此特征说明滑坡受不利因素的影响变形较明显，变形较明显，有逐步下滑趋势，属于牵引式滑坡。

1.1滑坡边界特征及规模

滑坡形态呈半椭圆状，左侧边缘在山体冲沟内，右侧边缘位于右侧山体开挖线，前缘为开挖山体建房的临空面，后缘最高点高程约160 m。滑坡体相对高差约51 m。轴线长104 m，宽度约140 m。滑坡体中上部厚度2～5 m，中下部厚度相对较厚5～10 m，总体积约5.7×104m3，滑坡主滑方向SW245°，属浅层小型残坡积层滑坡。滑坡区坡面平缓，地形坡度22°～26°，由于人为改造，坡度变化较大。滑坡体前缘局部有人为开挖的陡坡，最陡处高差近10米；滑坡体中部表面有较多台坎和平台，台坎高0.5～8 m，平台宽度5～15 m。

1.2滑坡岩土特征

1.2.1滑体物质组成

滑坡体组成岩性主要为少量的第四系上更新统残坡积物和早白垩纪细粒二长花岗岩。

(1)残坡积土：砂砾质粘土，局部含有长石风化斑点，由花岗岩风化所致，厚度0～1 m。

(2)全风化花岗岩：上部：层厚0～1.5 m，由粘性土、花岗岩全风化土及砂粒混合组成，结构疏松。中部：层厚3～6 m，结构基本破坏，节理裂隙较发育，透水性较强。下部：层厚2～4 m原岩结构，局部结构破坏，颗粒密度有上到下紧密。

(3)强风化花岗岩：细粒花岗岩结构，块状构造。局部构造节理发育，层厚3.9～30.7 m。

(4)中风化花岗岩：细粒花岗结构，块状构造，花岗岩新鲜，岩体较完整。

1.2.2滑带土

由于风化程度、节理裂隙发育程度导致的结构性差异，地表水下渗后在滑床表面汇集，不能很快渗入风化较弱的基岩中，会沿滑动带产生流动。由于长期受地下水的影响，致使其抗剪强度大大降低，在上覆土(岩)层重力的作用下，顺风化岩面产生剪切蠕滑，逐渐形成为滑动带。该滑动面局部贯通，充填由粘土、石英砂粒等，发生了蠕动变形。

1.2.3滑床

滑床岩性为强风化花岗岩，基岩顶面附近岩石风化强烈，向下风化程度减弱。由滑坡后缘至前缘基岩面坡度有变化，滑坡范围内基岩面形态在纵向上呈折线型。

1.3滑坡的危害程度

滑坡前方为人口密集区，滑坡危险区范围包括滑体及周边100 m的区域范围，危险区面积为12.495×104m2。

1.4滑坡推力定量分析

由于滑坡中轴线部位推力较大，滑面倾角较小等特点，因此防治方案设计三排抗滑桩。支挡工程处滑坡推力计算如下：

(1) 计算方法：传递系数法

3. öber-iyen bodo, teɡebel du tai 你自己想想，这样，对你是有好处的！)

(2) 参数选取：

滑体的天然重度γ=19.6 kN/m3；滑体的饱和重度γw=20.0 kN/m3

滑带土天然状态下：c=12.0 Kpa,Ф=16.5°

滑带土饱和状态下：c=10.2 Kpa,Ф=12.6°

(3)设计计算工况：

根据该项目工程投资及受灾程度潜在经济损失，依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219—2006)中表3“一般滑坡防治工程分级表”，确定该项目防治等级为Ⅱ级。

工程设计工况：自重+暴雨+地下水(暴雨工况) ：Ks=1.1

(4) 计算简图：

该滑坡主要对主滑1—1＇、2—2＇、3—3＇剖面进行推力计算，其计算简图如下：

(5) 设计工况下支挡处滑坡推力计算成果(见表1)

表1　下滑坡推力计算结果表(暴雨工况)

图1　1—1＇剖面滑坡推力计算简图

图2　2—2＇剖面滑坡推力计算简图

图3　3—3＇剖面滑坡推力计算简图

2　抗滑桩设计

该滑坡牵引段已发生滑移破坏，主滑段和抗滑段处于基本稳定状态。经勘察评价，该滑坡具有滑面倾角较小，滑坡推力大，滑坡体物质成分以花岗岩碎块为主等特点，采用桩基础和部分削坡方案防止滑坡继续向主滑段和抗滑段发展，将滑坡的下滑力通过抗滑桩传递到滑体下部稳定的岩体内，从而使滑坡整体处于稳定状态。具体为在滑坡前缘开挖修坡，避让出4～6 m的距离修建挡墙，滑坡体中前缘和中部一带布置2排抗滑桩进行支挡。分别在滑坡后缘布置一条截水沟，抗滑桩后缘、挡墙前缘修葺排水沟。

2.1抗滑桩布置

经计算，滑坡中轴线部位推力较大，因为滑坡体中部开挖建房形成高度5～10 m近直立临空面，其下部出现一条剪切裂隙，上部钻孔水浆沿该裂隙泄出，可断定该裂隙为一次滑动面剪出口(见剖面图2—2)，故在该临空面后缘设置一排C型抗滑桩，在滑坡体前缘再布置一排桩，A型、B型桩布置在前缘。

2.2抗滑桩计算

抗滑桩是按《抗滑桩设计与计算》(铁道部第二勘测设计院编)中悬臂桩设计原理，并参照已作抗滑桩支护工程经验进行设计。

2.3抗滑桩设计参数选取

抗滑桩设计主要参数见表2。计算时从各类桩中抽取1根作为代表进行计算。