高邊坡變形機(jī)制及處治措施

PAGEPAGE3xx高速公路K198段高邊坡變形機(jī)制分析及處治措施1前言我國(guó)西南地區(qū)地處歐亞板塊與印度洋板塊碰撞帶的東緣附近,新第三紀(jì)以來地殼抬升迅速,受之影響,區(qū)內(nèi)各類新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，破壞性地震頻繁，近地表巖層結(jié)構(gòu)面發(fā)育，風(fēng)化差異性大[1～3]。廣泛存在的不穩(wěn)定巖土體為滑坡、泥石流的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。氣候類型復(fù)雜，干濕季分明，雨季多暴雨；受其特色地形“V”型谷影響，山區(qū)河流水位暴漲暴落，流水侵蝕和搬運(yùn)作用異常強(qiáng)烈，降雨常常成為滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的主要激發(fā)因素。正在加緊建設(shè)的xx高速公路系國(guó)家“五縱七橫”國(guó)道主干線xx線上的重要路段。該公路起于xx，至于xx縣城，全線采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，計(jì)算行車速度采用80km/h，路基寬24.5m，起訖樁號(hào)k151+600～k225+500，全長(zhǎng)73.9km。沿線屬于山嶺重點(diǎn)區(qū)，地質(zhì)、地形條件相當(dāng)復(fù)雜，多為高填、高挖路段，施工難度較大。在施工期間經(jīng)常發(fā)生隧道涌水、坍塌、施工引起的古滑坡復(fù)活等地質(zhì)災(zāi)害。本文茲以左k198段高邊坡開挖后出現(xiàn)嚴(yán)重變形為例，對(duì)其變形機(jī)制做一些分析。2工程地形地質(zhì)概況2.1地形地貌滑坡位于xx高原東南向xx溶原過渡之斜坡地帶，屬剝蝕低中山、構(gòu)造侵蝕溝谷地貌。由于地殼的間斷上升和河流急劇下切，山高谷深，呈“V”字型溝谷發(fā)育，一般河流切割深度200~400m，形成構(gòu)造侵蝕溝谷地貌和剝蝕低中山地貌。河谷谷坡多見凸面谷坡，山頂平緩。工作區(qū)地勢(shì)北高南低。最高點(diǎn)海拔1361.6m，最低點(diǎn)1318.3m，高差43.3m。原始地面坡度30~37o。2.2地層巖性區(qū)內(nèi)地層，主要有第四系（Qdel）亞粘土、第四系（Qdel）角礫土含碎石、第四系（Qdel）碎石土含塊石、泥盆系下統(tǒng)翠峰山組（D1c）粉砂質(zhì)泥巖、砂巖，現(xiàn)將巖性分述如下：(1)第四系（Qdel）褐黃、褐紅色亞粘土，局部含強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖角硬塑狀，滑動(dòng)帶附近呈軟塑～可塑狀；(2)第四系（Qdel）褐紅、褐紫色角礫土含碎石，松散，稍濕，為粉砂巖風(fēng)化殘積土，局部碎石含量較高，為碎石土；(3)第四系（Qdel）褐紅色碎石土含塊石，松散～稍密，稍濕，石質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，滑動(dòng)帶見磨光、擠壓現(xiàn)象。(4)泥盆系下統(tǒng)翠峰山組（D1c）褐灰、褐紅色粉砂質(zhì)泥巖、砂巖，薄～中厚層狀，強(qiáng)風(fēng)化，砂狀～碎石狀，局部弱風(fēng)化，節(jié)理發(fā)育，巖石破碎，鉆孔揭露有一組近垂直節(jié)理很發(fā)育。抬2.燥3儲(chǔ)構(gòu)造及地震狡該區(qū)位于南嶺羅緯向構(gòu)造體系束的西端，垂xx掙經(jīng)向構(gòu)造帶的低西南緣，災(zāi)xx穗巨奶型崇“預(yù)歹走”油字構(gòu)造體系中奴部東支的東側(cè)絕。滇越巨型旋邪扭構(gòu)造體系的眠旋回面在本區(qū)漁內(nèi)也是明顯存移在的。根據(jù)《典中國(guó)地震動(dòng)參期數(shù)區(qū)劃圖》桃（鍛GB1830嚷6頭—州200割1較）規(guī)定，淺xx男、視xx西縣抗震設(shè)防烈炕度豆為蟻V枯I接度，設(shè)計(jì)基本鐘地震加速度值袋為栗0.姿05獲g愁，地震動(dòng)反應(yīng)材譜特征周引期前0.3組5毅～飼0.4聽0憑秒敗,歉采用簡(jiǎn)易設(shè)防螺。桐2.4瓜水文地質(zhì)條件粗區(qū)內(nèi)地下水以挨孔隙潛水和基改巖裂隙水為主衫?？辈炱诳溟g略,標(biāo)守鉆孔測(cè)得水位羨為釣7.5新～誘11躲.餐2暗米份，滑坡體內(nèi)地鎖下水位隨地形層變化較大驅(qū)，同時(shí)受雨允季地表逕流影居響嚴(yán)重呀，地下水以基亞巖裂隙水蛙、第四系松散屢?guī)r類孔隙水芒為主，埋藏較撐淺，富水性強(qiáng)鋪。駱3綿族坡體變形特征聯(lián)3.1排石坡體變形再工程開挖后，帳坡體蠕動(dòng)變形宜，后部呈臺(tái)階各狀，裂縫廣泛膝發(fā)育，前緣呈脹陡坡狀，其中擴(kuò)，由于次級(jí)滑劫坡的蠕動(dòng)變形婆，滑坡體后緣靈產(chǎn)生多條新鮮接的垂直逃拉晝—保張裂限縫蹦(否圖軟1享)佛，裂縫相互平吐行，在坡體上覽呈扇形，最長(zhǎng)著者約螞30m哄，寬約股為西2妄～篩3cm炕。筍此外敞，價(jià)在坡體表面中霞部出現(xiàn)細(xì)微小琴裂紋，這些裂評(píng)紋在數(shù)量上有盼不斷增多、尺蛙寸上有不斷擴(kuò)嘉展的趨勢(shì)。拆圖附1竄左劑K19課8舍段滑坡平面圖安3.2爺麗坡體滑塌把滑塌現(xiàn)象主要姓發(fā)生殲在呼K198+6撥0字0誼～竭64勉0嚷段緊開挖形成的高款陡邊坡附喪近珍,玉這種滑塌現(xiàn)象靈自開挖完成以屈來到全面整治淘之前時(shí)有發(fā)生尺，坡腳附近會(huì)哥產(chǎn)生燙許多抹拉寫—浪張裂縫，并向春坡體內(nèi)遞進(jìn)式役擴(kuò)展，坡上時(shí)零有品松散土塊自行給塌落絡(luò)?；w有兩個(gè)金滑動(dòng)方向，其誠(chéng)一是向公路臨膊空面方向滑塌仔，另一方向是布順層滑移，即兵順滑坡體主滑坐軸方向滑移。萬4距譯滑坡發(fā)生機(jī)制流分析漆4.1稱炕開挖卸荷鳳邊坡被切削后乳，坡體臨空御面自的密巖土體疾應(yīng)力釋放，巖迅土額體結(jié)構(gòu)逐漸松趨弛，坡體上出孤現(xiàn)了不同程度交的卸荷裂縫，盜隨著應(yīng)力的進(jìn)煩一步釋放，在閣坡體后緣將會(huì)完出現(xiàn)拉張裂縫夕[4趣~5感]貧。租如斃圖督2鼻所示高啄邊耳坡，邊坡巖穗土些體射中傻A(chǔ)百點(diǎn)的初始應(yīng)力濱為哥、李（一般為受壓肚），邊坡開挖殊后，巖慎土凡體旗中沙A蹈點(diǎn)的應(yīng)力調(diào)整躍為樣、懲。尤其是映，它可能為拉烏應(yīng)力或芒為培0鄉(xiāng)。因此粘，齒A懷點(diǎn)應(yīng)力經(jīng)歷了工一個(gè)從壓到拉他的復(fù)雜的變化球過程。然而，房由于巖體的抗東拉強(qiáng)度很弱，演拉應(yīng)力的存在繼直接影響到巖程體的強(qiáng)度和穩(wěn)愛定。悶圖婆2接善高擠邊粉坡開挖的卸荷組作用楊4.2態(tài)療降雨入滲影根響功談區(qū)內(nèi)降雨量大母、集中、持續(xù)砍時(shí)間長(zhǎng)。偉其對(duì)邊坡而言主降雨的不利作敘用表現(xiàn)在兩個(gè)指方面：團(tuán)抬高地下水位咬和貝降低巖土體的課抗剪強(qiáng)度路[刺6打]桑?？旎麦w巖性為襖亞粘土含籮角礫、角礫土?xí)槭⒏锼槭笸梁|塊石長(zhǎng)，吸水性較強(qiáng)吹；粉滑床巖性為泥汪巖、砂巖，撐透水性較差。涂一般說來，降殖雨時(shí)雨水滲入躬巖土體表層造于成表層的飽和后度增加，然后穗逐漸向下部移隙動(dòng)。在滲透路赤徑較短的坡腳闖部雨水首先達(dá)卸到不透水層，資并在這一部位架積聚。此后坡甩腳的飽和度逐驟漸增高而后形橫成浸潤(rùn)線。以說后雨水的滲透奮主要是造成坡于腳的浸潤(rùn)線的聾上升和移動(dòng)。東可以這樣認(rèn)為熔，降雨入滲的抹過程主要是非濁飽和夢(mèng)巖劑土體變?yōu)轱柡鸵鰩r蠅土體的過程。巧以浸潤(rùn)線為界肅，水分的增加微主要發(fā)生在界憂線以內(nèi)，表現(xiàn)慣為厲巖怒土體由非飽和榆變?yōu)轱柡?。?dāng)趣然，邊坡失穩(wěn)欺的直接原因還購(gòu)有泳巖飽土騰體抗剪頸強(qiáng)度降低，孔冬隙水壓力的上單升和土體重量喜的增加。通過燒試驗(yàn)確定，儲(chǔ)抗剪陰強(qiáng)度變化主要印是因?yàn)槟z粘聚力的降低膜，由水分增加憲引起統(tǒng)巖漲土體飽和可以妖使土的粘聚力慘降低到干燥時(shí)六的貪1/1朵0程。同時(shí)，一般物情況下，同種思巖須土體，非飽和療時(shí)的伐抗剪強(qiáng)度一般座大于飽和懲時(shí)峽的抗剪強(qiáng)度，股而且非飽和輛巖土體的獨(dú)抗剪強(qiáng)度隨著惡含水量的增大縣而減小。降雨廟造成的非飽和減區(qū)呈巖扒土體抗剪強(qiáng)度格的降低也是造業(yè)成邊坡失穩(wěn)的捕一個(gè)重要原因販。海4.3堂溫工程擾動(dòng)鏟路塹開挖使滑蛇坡體完整性遭繞受破壞和整體箏強(qiáng)度降低，成腔為滑坡體復(fù)活椅變形的外部因鑒素軋[7]吼，該滑坡在開身挖前是穩(wěn)定的言，是由于沒有友外在因素的擾遠(yuǎn)動(dòng)影響，根據(jù)長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)觀察分析別，滑坡體是從筐邊坡橋第一級(jí)坡中部慘剪出，從而可躲以斷定，該古必滑坡的抗滑段缺已經(jīng)被切斷，銹滑坡體上部分鄭潛在滑動(dòng)面的鏡抗剪強(qiáng)度不足逗以抵擋下滑力液。另外，滑坡衣體上出現(xiàn)了高蛋邊坡，碌形成了肌臨空條件，為祥重力作用宅更有效實(shí)施提賊供了錫前提。5處治措施愈5陪.1或數(shù)削方減重用從工程地質(zhì)資菠料我們可以知定道到握坡中蠅表面是約凈8傻m輝厚的坡積土層需，炊所以擬聚放挽緩屑K198+5稱6巷0井～秒K198+6汗40駕第二級(jí)邊坡，弦適當(dāng)削方以減叼輕坡體的自重唇。先這樣既可以減撤小蝦剩余下滑力難，又可以防止蛇因坡積層巖體洞因風(fēng)化作用造籌成的落石而影濱響行車安全?；?走.2博犁排水工程苗5您.2.1貌堆地表排水PAGEPAGE5蜂由于第四系殘草坡積層結(jié)構(gòu)疏燦松，透水性較介好，因此應(yīng)平政整夯實(shí)山坡坡喘面，用粘土填體塞滑坡后緣和窮滑體上的裂縫橋，防扎止成坡面徑流匯集冶下滲至滑體內(nèi)館部叢，稍同時(shí)，拘在距離走滑坡浸后緣裂縫供5m段以外的穩(wěn)定斜威坡面上設(shè)置環(huán)澆形外圍截水排懸水溝。謀根據(jù)地形設(shè)置駁一條粉繞滑體外圍截斥水溝，壁斷面尺寸貼是續(xù)以該地區(qū)最大斑降雨強(qiáng)度時(shí)水塊流不漫溝為標(biāo)冬準(zhǔn)估，恢溝底高程和溝擁底比降以順利病排除攔截地表尚水為原則拼,驟水溝在平面上窄呈司“其人孩”活字形展布。矩耀奏坡內(nèi)排水冠所在區(qū)域的降衡水十分豐富，羊且滑坡體巖土況體滲透系數(shù)較徹大，當(dāng)降水后沫，雨水會(huì)很快交滲透到坡體內(nèi)纏，使切坡的抗駝剪強(qiáng)度降低，演在滑坡上路段薪我們采取以下障2濤種方式進(jìn)行排問除坡內(nèi)積水仔:畜①?gòu)N平孔排水。在慶第昂1伯級(jí)邊坡和第燙2何級(jí)邊坡下部采記用撤PVC續(xù)有孔排水管進(jìn)澇行排水錦。儉塑料排水管長(zhǎng)支度為浴達(dá)到潛滑面附告近為準(zhǔn)，點(diǎn)直徑為徹10cm約梅花型布置牢,盒排水管設(shè)設(shè)5%沖坡度以利排水粘，這種方式主另要是排除深層集積水逆。挑②急在第武2邪級(jí)切坡設(shè)置支悲撐滲溝排水。俱支撐滲溝寬行2m煙,跌底部采用絮M7.5葵砂漿砌片石井,龍兩邊及背部采游用砂夾卵石作輔反濾層的,胡中間用干砌片丈石。紋5.3彈督護(hù)面工程染邊坡凌空面主啊要是由首第四系獨(dú)（墊Q孤del豐）部角礫土含碎石校、今第四系很（硬Q笛del在）斑碎石土含塊石哈組成，此種巖肢土界體暴露于地表抽極易松弛，容式易使雨水沿裂墳縫滲入坡體內(nèi)規(guī)和發(fā)生局部失保穩(wěn)現(xiàn)象咐。在嬌K198+5記60逢～晝K198+6兔40駱段邊坡防護(hù)采夠用現(xiàn)澆砼拱形勇格植草睛，先對(duì)坡面坡州面進(jìn)行清理、炕錘面處理，然牧后爬用邁C1旋5課砼澆注拱形格徒構(gòu)，格構(gòu)應(yīng)緊早貼坡面，最后逐在框內(nèi)植草。息5.4見吵支擋工程秤從計(jì)算可守知咳啞B改-丙B欄,濤剖面處（公路屆樁號(hào)醋K1竿98+620愿，艷圖龜1插），地勘資料軌顯示頭該剖面沿滑面劃的穩(wěn)定系數(shù)脫為顫0.8起2題＜葡1皂，處于不穩(wěn)定露狀態(tài)?？紤]刷腦方減載后，經(jīng)隨計(jì)算，剪出口米處剩余下滑舊力獎(jiǎng)552KN/償m納，存在失穩(wěn)可村能，禮所以眨在辛K198+5確6臣0斃～掉K198+6喘40副段距路中心線電左側(cè)醒30.植4糧米濕挖方邊坡平臺(tái)爪處設(shè)置一扇排壽2×爛1.惜5衡米排的抗滑樁，樁文間距史5省米腸，唉共慈1謊7伯根，根據(jù)潛在頃滑動(dòng)面須實(shí)際深度鍛確定樁長(zhǎng)；為言減少對(duì)邊坡的筒影響，該段右劑側(cè)邊坡平臺(tái)