越顶式滑坡治理

文摘   教育   2024-10-30 20:58   青海  
滑坡的越顶分析计算,是支挡工程的位置合理确定和工程规格设置的关键步骤。一旦抗滑桩悬臂段过短、挡墙高度偏小、锚固工程防护范围欠佳,或是漏判滑坡的浅层滑面与忽略了滑面随时效变化而另寻出路的“变异性”,就极可能导致滑坡治理工程中的越顶事故发生。
滑坡越顶事故发生后,应在分析越顶机理的基础上,分析既有滑坡支挡加固工程的整体稳定性和结构的完整性,以及越顶滑坡的滑面位置。即滑坡越顶事故的发生,有没有影响到既有支挡工程对滑坡的整体稳定性控制,有没有对既有支挡加固工程造成破损而降低其支护效果。在此基础上,查明滑坡越顶时所依附的“新生”滑面位置,从而尽可能地利用既有工程实现对越顶滑坡的有效处治。
案例
某宽缓富水斜坡上部分布厚约5~7m左右的可塑~软塑状富水粉质粘土,下伏产状近水平的中风化砂泥岩地层。在工程建设期间,由于开挖揭穿土岩界面,形成了最大高度为9m的路堑边坡,导致体在大雨作用下,依附于土岩界而向临空面出现蠕滑变形,剪出口位于开挖边坡的中下部,造成距距坡脚约65m的范围内的斜坡出现多条断续状张拉裂缝
基于此,技术人员采用在坡脚设置高5m,单位断面体积15/m的混凝土抗滑挡墙,并在墙后边坡上每10m设置一条宽约0.8m的边坡渗沟进行处治。工程实施后后坡体一直保持稳定。

图1 对滑坡处治工程地质断面图

7年后,区内普降持续性特大暴雨,坡体上的原有裂缝再次开裂并快速扩张,富水的松散滑体从坡脚挡墙的墙顶挤出,并有大量地下水渗流而出。位于坡体后部民居部位的后缘裂缝贯通,并下错 50cm,滑坡依附于原有土岩界面形成的滑面复活。
图2 复活滑坡的后缘裂缝形态
图3 坡体发育的牵引裂缝
图4 滑体从挡墙顶部越顶剪出

从现场调查看,复活的滑坡裂缝形态与原滑坡裂缝基本重合,显示本次复活滑坡的滑面仍为下伏的土岩界面。复活滑坡规模与原滑坡基本一致,即滑体厚约 7.0m, 体积约 4.8 万 m³。经分析、计算,滑坡的最大下滑力为350KN/m。故采用在挡墙前部宽约2.5m的碎落台部位设置∅1.8m@4.5m,长15m的圆形抗滑桩为主的进行支挡处治,工程费用约3A万元,施作工期约B月。

图5 越顶滑坡采用的工程处治断面图

而从现场调查分析看,在本次越顶滑坡作用下,设置于坡脚的抗滑挡墙使用状况良好,但墙后边坡部位的边坡渗沟及其骨架损坏严重,挡墙顶部地下水渗流严重。

说明滑坡在坡脚挡墙支挡后,多年来一直在另寻其他可能的出路。因此,多年后在持续性大暴雨作用造成坡体富水严重的情况下,滑坡从抗力相对较小的挡墙顶与滑面之间土体部位剪出,从而造成了滑坡越顶事故的发生。

因此,本次越顶滑坡病害的处治,宜积极利用既有抗滑挡墙和下伏基岩较好的工程地质,尽量采用施工简单便捷的轻型支挡工程,从而在有效降低工程造价的基础上,尽量减小现场处治工程的施作工期,减小对既有高速公路正常运营的影响。
基于此,结合滑坡的特征和下滑力的大小,以及既有挡墙工程与下伏基岩地层特征,采取如下处治工程措施:
1、利用顶宽1.7m的既有挡墙进行工程加高,并对滑坡进行反压,从而有效消除滑坡前缘抗滑段不足造成的越顶事故。经测算,在挡墙加高3m和进行适当的反压后,复活滑坡的稳定性可满足工程的安全需要。
2、为有效实现挡墙加高,以及由于加高对既有挡墙带来的负面影响。决定在挡墙顶部利用潜孔钻机施作∅170mm钻孔,继而在其中设置壁厚10mm,∅127mm@1.5m,长12m热轧无缝钢管形成的微型桩,从而实现对既有挡墙的加固,以及加高挡墙与既有挡墙连接和加高挡墙稳定性。
3、在挡墙后部的土岩界面部位设置高1m的排水盲沟,并在相应的挡墙部位设置泄水孔,有效疏排坡体地下水。

图6 优化越顶滑坡处治工程地质断面图

该优化方案工程施作不动用大型机械,施工简单快捷,施工周期短,非常有利于运营高速公路的保通,不占用高速公路的既有碎落台,并且工程造价相对较低。经测算,工程造价约0.2A万元,施作工期约0.4B月一个相对较优的越顶滑坡处治方案。


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悠游2019
博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,世界交通灾害防治与应急委员会委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员
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