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某水库不稳定斜坡治理思路

2019-03-28

福建质量管理 2019年19期
关键词:后缘坡顶抗滑桩

(贵州省仁怀市水务局 贵州 仁怀 564500)

一、不稳定斜坡基本特征

(一)边界、规模与形态特征

某水库不稳定斜坡位于贵州省正安县,受强降雨影响,该斜坡后缘出现较大裂缝,存在较大的安全隐患。该斜坡平面形态整体呈矩形,滑坡前缘高程约328m,后缘高程约420m,相对高差92m,主滑方向26°,滑坡纵向斜长约180m,横宽约170m,滑体平均厚约5-8m,面积约3.71×104m2,总方量约2.3×105m3,规模等级为中型堆积层滑坡。

根据该滑坡的空间形态特征和变形破坏特征等,将滑坡坡体分为滑坡Ⅰ区、滑坡Ⅱ区、滑坡Ⅲ区和堆积区四个区块。

滑坡Ⅰ区分布于滑坡体左侧小山脊左边,其左侧以变形滑移形态和基岩出露陡坎为界、右侧以小山脊为界,后缘至坡顶,前缘至基岩陡坎。横向宽约30-40m,纵向长约150-150m,主滑方向4°,呈“上陡中缓下陡”形态,整体坡度为26°,上部陡坡坡度一般在33°-38°,局部50°-65°,中部坡度约20°,下部25°-30°,局部基岩出露处50°-60°,高差约70m。平面面积约0.79×104m2,平均厚约4-6m,总方量约4.3×104m3。

滑坡Ⅱ区位于滑坡体中左侧、中右侧两处小山脊之间,横向宽约50-105m,纵向长约110-130m,主滑方向27°,呈“上陡中缓下陡”形态。滑坡Ⅱ区整体坡度为27°,上部陡坡坡度38°,局部50°-65°,中部坡度约25°,下部30°-45°,局部基岩出露处60°-70°,高差约70m。平面面积约1.08×104m2,平均厚约10m,总方量约1.2×105m3。

滑坡Ⅲ区位于滑坡体中右侧小山脊右侧,整体坡度在25°-30°,略呈上陡下缓形态,以斜坡中部村级公路为界,上部斜坡坡度约30°,下部斜坡坡度在15-25°,村级公路内侧为高2-3m的陡坎,陡坎坡度约50°,斜坡总长约190m,上部斜坡长约70m,横向宽约50m,为柏树林地;下部斜坡长约110m,横向宽约20-30m,为枇杷林地。平面面积约0.77×104m2,平均厚约4-5m,总方量约3.5×104m3。

堆积区位于滑坡Ⅱ区前缘台地上,其后缘与滑坡Ⅱ区之间原为高差5-10m的基岩陡坎,前缘为高差3m左右的基岩陡坎。堆积区现已完全被滑坡堆积碎块石土覆盖,覆盖层厚3-10m,滑坡Ⅱ区前部,平面呈矩形,纵向长50-60m,横向宽90-100m,平面面积0.60×104m2,平均厚约方量约2.3×104m3。

(二)变形特征

(1)滑坡Ⅰ区变形特征。主要表现为后缘滑壁陡坡垮塌,下挫近20m,同时使坡顶产生拉张裂缝,下部缓坡在陡坡垮塌土体的冲击、加载作用下,发生滑动变形,并伴以坡体上多处地面发生开裂形成张拉裂缝、鼓胀、下错变形、果树歪斜等特征,同时斜坡前缘垮塌沿基覆界面剪出,坡体中前缘垮塌。

(2)滑坡Ⅱ区变形特征。主要表现为斜坡坡顶处土在降雨作用下突然从上面崩滑下来,同时对覆盖层下面强风化的砂岩、泥岩产生剪断破坏,坡顶处的松散堆积体、斜坡上的表层的土体和基岩剪断形成的块碎石一同沿着斜坡倾泻下来,形成滑坡碎屑流,在坡脚较陡处冲出斜坡形成小山包状的松散堆积区。经崩塌滑移后,后缘滑壁已形成坡度38°,局部50°-60°的陡坡,同时使坡顶产生拉张裂缝。

(3)滑坡Ⅲ区变形特征。滑坡Ⅲ区变形特征:主要表现为坡顶开裂下错形成的张拉裂缝。目前,堆积区变形主要表现为局部陡坡地带表层土体由于饱水,物理力学性质降低,且不稳定斜坡堆积层结构松散,引起的局部溜滑,其规模较小,整体处于稳定状态。

二、稳定性分析与评价

(一)滑坡破坏模式分析

经现场勘查坡顶开裂同时前缘伴有局部滑塌痕迹,在降雨等作用下,拉张裂缝有进一步变大加深的变化趋势,加之滑坡体上裂缝发育,滑坡Ⅰ区和Ⅱ区经滑动后坡体破碎、物质结构松散,有利于大气降雨的入渗。随着滑坡的不断变形,孔隙水压力增大,土体抗剪强度降低,若遇持续降雨,滑坡Ⅰ区、Ⅱ区有继续下滑的可能,其后缘滑壁也有崩滑的可能,且崩滑范围可能不断向后扩展;滑坡Ⅲ区有加速变形滑动的可能。根据目前滑坡的变形特征,滑坡Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区可能的破坏形式为推移式破坏,但滑坡Ⅰ区、Ⅱ区的后缘滑壁可能的破坏形式为崩塌或表层滑溜破坏。

(二)滑坡稳定性宏观判断

根据现场调查,斜坡后缘滑坡壁陡坡垮塌,坡体发生滑移变形,中部斜坡受后缘陡坡垮塌影响,滑移至坡体前缘形成堆积体。不稳定斜坡Ⅰ、Ⅱ区滑壁前缘临空,在降雨及自重作用下会继续发生崩滑破坏,并不断向后发展,从而牵引带动后缘变形破坏;不稳定斜坡Ⅲ区也有从蠕动变形到加速下滑的可能;滑坡堆积区坡面块石较多,结构松散,现阶段整体处于稳定状态,但坡体前缘较陡,局部有可能发生滚石及小规模垮塌。

三、治理工程设计

(一)设计指标

(1)根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219—2006)5.1条,可确定防治工程等级为Ⅲ级。

(2)治理工程结构设计基准期为20年。

(3)治理工程设计按“饱和”工况下安全系数1.10考虑。

(二)治理方案与工程布置

根据变形特征、空间形态特征和保护对象分布情况,设计思路如下:

(1)滑坡Ⅰ区:该区已滑动,经滑动后其后缘形成高8m左右的陡峭土质边坡滑壁,坡顶裂缝发育,滑壁边坡在降雨等作用下易发生崩塌;滑动后的滑坡体目前变形仍强烈,后部张拉裂缝发育。采用“抗滑桩加桩间挡土板支挡工程”治理。

抗滑桩布置于该区左侧滑壁边坡坡脚处。根据稳定性与推力计算分析、考虑场地特征和施工条件要求,共设6根桩,桩长12m,设截面尺寸为1.0m×1.2m,抗滑桩为C30钢筋混凝土结构。桩间设置C30钢筋混凝土挡土板,挡土板设置于桩外侧。

(2)滑坡Ⅱ区:该区已滑动,经滑动后其后缘形成高差约25m、坡度约38°的土质边坡滑壁,滑壁与滑坡体已完全脱离,坡顶裂缝发育,滑壁边坡在降雨等作用下易发生崩塌或沿基岩面产生滑溜。采用“抗滑桩加桩间挡土板支挡工程”治理。

抗滑桩布置于该区滑壁边坡坡顶外侧。根据稳定性与推力计算分析、考虑场地特征和施工条件要求,共设7根桩,桩长11m,设截面尺寸为1.0m×1.2m,抗滑桩为C30钢筋混凝土结构。桩间设置C30钢筋混凝土挡土板,挡土板设置于桩外侧。

(3)Ⅲ区:该区目前变形强烈,后缘张拉裂缝基本贯通并下错明显,处于蠕滑阶段。经分析,对该区段采用“抗滑桩支挡工程”治理,确保该滑坡的稳定。

抗滑桩支挡工程布置于滑坡后部、坡顶平台外侧,桩顶标高与桩后地面相平。根据稳定性与推力计算分析、考虑场地特征和施工条件要求,共设10根桩,桩长22m,设截面尺寸为1.5m×1.5m,抗滑桩为C30钢筋混凝土结构。

通过工程人员现场勘测和治理,目前工程完工已经两年,取得了较好的治理效果,可为同类工程治理提供参考。

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