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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-02-02 06:50 熱度:
摘要:本文通過對某邊坡滑坡原因的分析,提出邊坡治理建議。錨索以其簡便的工藝、快速的施工,在滑坡治理中得以運用。
關鍵詞:滑坡,穩定性分析,治理
1前言
由于城市發展需要,對某公路的路邊邊坡進行了開挖,形成了約30m高的路塹邊坡。設計開挖坡率為1:1.0,臺式放坡,每臺階高約10m,該邊坡于2005年7月開挖施工后,自然邊坡的穩定性被破壞,邊坡中部的部分土體失衡形成滑坡,并在施工過程中滑坡規模逐漸擴大,對沿線的車輛存在一定的安全隱患。
2邊坡工程概況
2.1地質條件
根據地質調繪和鉆孔揭露,主要存在4個巖土工程單元層,巖土層的分布、結構及工程性狀分述如下:
①素填土:灰黑色,松散,梢濕;由粉質粘土、碎石組成。厚度一般1.20~2.70m,最厚5.50~10.60m,為坡頂建筑棄渣填土,填土年限>10年。
②-1次生紅粘土:灰黃色,硬塑~堅硬為主,局部可塑。成分以粉粘粒為主,含少量礫石。該土層孔隙度大,該土體為液限≥45%的高塑性、高孔隙比的特殊性巖土,具有干燥時易干裂,遇水易軟化的特征。厚度2.60~31.96m。
②-2含碎石粉質粘土:灰黃色,硬塑~堅硬;成分以粘粉粒為主(次生紅粘土),碎石占30~40%,粒徑20~60mm,成分為強~弱風化泥巖、泥質粉砂巖。該土層孔隙度較大,有利于地表水下滲,同時遇水易軟化。場地絕大部分孔有分布,厚度2.30~29.50m。
③紅粘土:棕紅~褐黃色,可~硬塑。成分為粉粘粒,為灰巖或碳酸巖系風化殘積土;該土體為液限≥50%的高塑性特殊性巖土,具有干燥收縮干裂、飽和膨脹的特性。厚度7.90~16.08m。
④微風化石灰巖、硅質灰巖:灰色,致密結構,塊狀構造。裂隙不發育,巖體較完整,巖芯呈10~40cm的柱狀,屬較硬巖-堅硬巖。巖體基本質量等級為Ⅱ~Ⅲ級。埋藏深,厚度1.05~6.29m,未穿。
2.2地下水特征
地下水為第四系坡洪積孔隙水,賦存于各土層含角礫及碎石孔隙中,滲透性較強。地下水主要接受大氣補給。沿裂縫順坡排泄。
3.邊坡現狀及滑塌原因分析
3.1邊坡現狀
坡頂建筑為某工廠的廠房和實驗摟,1K+938~1K+990為三層磚混結構的辦公摟,墻體距坡面頂線約10m;2K+000~2K+060為單層框架結構的廠房,裝有1500kN的起吊架,墻體距坡面頂線僅1.5m。
據現場反映,該邊坡開挖后,在2K+040~2K+060之間初期有少量泉水滲出(旱季也滲水),以后上部土體滑動為滑坡,其滑動方向均由南往北(即高處往低處滑動),滑距2~5m,滑坡體積約3000m3,為土質滑坡,滑坡體為次生紅粘土、含碎石次生紅粘土等,目前規模為小型,如圖1所示。
圖12K+040~2K+060處滑坡
3.2滑塌成因分析
分析邊坡的地層、巖土性質、地質構造、環境背景條件等因素,滑塌產生的原因主要有以下幾點:
(1)地形的改變是造成該滑坡的主要原因。
(2)邊坡土層(含碎石亞粘土、殘積亞粘土)失水收縮、吸水膨脹、遇水易軟化等的工程特性,是土質邊坡滑坡的內因。
(3)暴雨作用或天然雨水滲透,是滑坡產生的直接觸發因素。
4治理方案
首先運用同濟曙光軟件,找出最危險滑動面的位置,如圖2所示;再綜合考慮該場地(邊坡)的工程地質及水文地質條件、周邊建筑、環境控制條件,根據邊坡滑塌產生的特點、范圍、規模及地形條件,采用分級放坡刷方加固+抗滑樁+坡腰錨索加固的組合方案(如圖3)。由于邊坡巖土介質的復雜性、可變性和不確定性,地質勘察參數難以準確確定,加之設計理論和設計方法帶有經驗性和類比性,該工程應采用動態設計法。
圖2最危險滑動面
圖3邊坡支護剖面圖
5穩定性驗算
工程依據《公路路基設計規范》,邊坡穩定性計算應分成以下三種工況:
1)正常工況:邊坡處于天然狀態下的工況;
2)非正常工況Ⅰ:邊坡處于暴雨或連續降雨狀態下的工況;
3)非正常工況Ⅱ:邊坡處于地震等荷載作用狀態下的工況
邊坡穩定性驗算時,其穩定安全系數應滿足表1中所規定的穩定安全系數的要求。
表1路塹邊坡穩定安全系數
公路
等級 路塹邊坡穩定安全系數
一
級
公
路 正常工況 1.20~1.30
非正常工況Ⅰ 1.10~1.20
非正常工況Ⅱ 1.05~1.10
利用簡化畢肖普法公式,分三種工況進行分析,其土層參數如表2所示,結果具體如表3所示。
表2各土層物理參數
土層名稱 容重(kN/m3) 粘聚力(kPa) 內摩擦角(°)
雜填土 18.5 20.0 20.0
次生紅粘土 20.00 9.40 25.00
紅粘土 21.00 13.80 25.00
基巖 25.00 500.00 45.00
表3各工況安全系數
工況
安全系數 天然 飽和 地震
滑動面1 1.32 1.19 1.17
滑動面2 1.34 1.22 1.20
滑動面3 1.48 1.25 1.18
滑動面4 1.67 1.50 1.52
滑動面5 1.71 1.53 1.45
6結論
(1)對于高邊坡樁錨結合的支護結構,錨索的設計采用上面介紹的方法比較實用、簡便。
(2)高邊坡設計應該是動態的。由于種種條件限制,開挖前對邊坡的地質情況難以了解清楚,設計也難以完全符合實際。因此要把地質工作延伸到工過程中,隨著開挖暴露,進一步了解地質條件的變化,,進行設計的調整或變更,即所謂“動態設計,信息化施工”。
參考文獻
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文章標題:某邊坡滑坡穩定性分析及治理
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