郴州某滑坡成因及治理措施研究

劉 黎 楊榮豐 張 靖

(1.湖南科技大學土木工程學院，湖南 湘潭 411201；2.中南大學地球科學與信息物理學院 有色資源與地質(zhì)災害探查湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410083)

·巖土工程·地基基礎·

郴州某滑坡成因及治理措施研究

劉 黎1楊榮豐1張 靖2

(1.湖南科技大學土木工程學院，湖南 湘潭 411201；
2.中南大學地球科學與信息物理學院 有色資源與地質(zhì)災害探查湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410083)

依據(jù)郴州某滑坡的地質(zhì)條件，分析了第一次滑坡形成過程和治理措施，介紹了第二次滑坡形成的主要原因和改進的治理措施，并使用ANSYS軟件，對鳳凰新城山體一處滑坡建立合理的有限元模型，進行開挖前、開挖后以及支護后的穩(wěn)定性計算分析，檢驗支護效果。

滑坡成因，穩(wěn)定性，錨索抗滑樁，有限元

0 引言

鳳凰新城住宅小區(qū)西側(cè)滑坡所在山體走向為南西—北東，滑坡范圍內(nèi)坡頂高程200 m～204 m，坡底高程178 m～181 m，滑坡長約350 m。滑坡體呈近圓弧形，坡高約18 m～25 m，坡面傾角約為40°～60°，傾向北西，坡面規(guī)則，起伏較大，該邊坡為巖、土質(zhì)邊坡，在鳳凰新城住宅小區(qū)建設場地內(nèi)的坡面已有部分開挖。滑坡壁高約為1.0 m～2.0 m，且滑體中下部有隆起現(xiàn)象，滑坡具有推移式滑坡特征。滑坡體上普遍可見拉長裂縫，局部地段在滑坡體后壁以外發(fā)現(xiàn)有新的拉張裂縫，裂縫寬度約0.3 m～0.8 m。

1 場地工程地質(zhì)條件

根據(jù)鉆探揭露及地質(zhì)調(diào)查資料，場地內(nèi)分布的地層有：植物層(Qpd)、第四系坡洪積層(Qdl+pl)，場地下伏基巖為石炭系石灰?guī)r(C)，現(xiàn)將各地層主要巖性特征自上而下分述如下：

①第四系植物層(Qpd)。

植物層(層序號1)：褐黃、褐灰色，粉質(zhì)黏土，含植物根系，局部含有風化巖塊，分布于原坡地表層，松散狀態(tài)。層厚0.80 m～1.80 m。

②第四系坡洪積層(Qdl+pl)。

含角礫粉質(zhì)黏土：褐紅、褐黃、灰褐色，含較多泥巖或灰?guī)r角礫，手可捏碎，干強度中等,韌性中等，表層結構較松散。該土層厚度0.50 m～12.30 m。

黏土(層序號3)：褐黃、灰白、褐灰、紫紅色，干強度高,韌性高，土體中不均勻含有砂巖及灰?guī)r風化巖塊，部分地段灰白色高嶺土含量較高，本黏土層具有膨脹性，自由膨脹率10%～70%，屬中等脹縮土。近灰?guī)r巖面附近常呈軟塑狀態(tài)。本土層層厚0.50 m～41.00 m。

③石炭系地層(C)。

場地下伏基巖為石炭系的石灰?guī)r，在鉆探揭露深度范圍內(nèi)根據(jù)其風化程度的差異可將其劃分為中、微兩個風化帶，各風化帶的特征描述如下：

中風化石灰?guī)r：褐灰、灰色，含一定的泥質(zhì)組分，致密塊狀構造，裂隙發(fā)育,局部可見鐵染，巖芯呈碎塊、塊狀，巖石表面有溶蝕現(xiàn)象。層厚0.10 m～15.40 m。

微風化石灰?guī)r：青灰、灰黑色，含一定的泥質(zhì)組分，致密塊狀構造，發(fā)育有少量閉合裂隙，裂隙多被鈣質(zhì)或方解石填充，中下部巖石新鮮、堅硬，層厚3.00 m～15.60 m。

2 場地水文地質(zhì)條件

場地地下水主要接受大氣降水的補給，徑流方向由西向東。未發(fā)現(xiàn)明顯泉眼，場地第四系含角礫粉質(zhì)黏土、黏土為弱透水性地層。基巖裂隙水的主要含水層為中風化巖層，屬弱含水、弱透水地層，水量小。

3 滑坡形成原因分析

形成滑坡的作用因素,分為自然因素和人為因素[1,2]。

1)對自然地質(zhì)條件的決定性認識不足，選址時對地質(zhì)工作重視不夠，對已存在的古老滑坡或潛在滑坡地段認識不足，造成老滑坡復活或新生滑坡。

2)對邊坡穩(wěn)定問題缺乏認識，尤其是對高邊坡,勘察不足或沒有勘察，設計缺乏依據(jù)和針對性，沒有相應的加固措施，或措施不足而被滑坡破壞。

3)切坡后改變了斜坡的應力狀態(tài)和水文地質(zhì)條件，造成了滑坡的頻繁發(fā)生。

4)不科學的施工也是造成邊坡滑坡的重要原因。可能發(fā)生滑坡的邊坡不同于一般邊坡，尤其是高邊坡開挖，改變坡體應力狀態(tài)，坡體松弛，地表水易下滲軟化巖土體，不利邊坡穩(wěn)定，因此要求開挖一級，加固防護一級。但實際上許多邊坡一直開挖到坡腳也不防護，對地表水和施工用水不嚴格管理，大藥量爆破震動等都會造成邊坡失穩(wěn)。滑坡遠景圖見圖1。

4 處治方案分析

根據(jù)設計規(guī)范和勘察報告，結合本滑坡類型、變形特征、危害對象及穩(wěn)定性分析，確定對其采用“抗滑樁+錨索+截排水+降水井+注漿+裂縫填埋”相結合的綜合工程治理方案。

1)抗滑樁設計。

根據(jù)滑坡變形分區(qū)、穩(wěn)定性及剩余下滑力計算結果、滑體特征及地形地貌條件，在滑坡體前緣、紅線位置設抗滑樁。抗滑樁采用3序施工方案。施工第一序樁時，每隔兩個設計樁孔跳挖抗滑樁，每施工一根抗滑樁，在樁頂位置及時施工錨索，待內(nèi)錨固段注漿7 d～9 d以后進行張拉。施工第二序樁時，依次在第一序樁后的設計樁孔處開挖，每施工一根抗滑樁，在樁頂位置及時施工錨索，待內(nèi)錨固段注漿7 d～9 d以后進行張拉。施工第三序樁時，在剩下的設計樁孔開挖，3序抗滑樁施工結束及時施工抗滑樁冠梁，將1，2，3序抗滑樁連接形成整體。并在冠梁強度滿足要求后，在3序抗滑樁正上方的冠梁上施工錨索，待內(nèi)錨固段注漿7 d～9 d以后進行張拉。同時，根據(jù)錨索受力監(jiān)測結果、深部位移監(jiān)測結果，需進行1，2，3序抗滑樁的第一道錨索協(xié)調(diào)受力調(diào)整。

2)排水設計。

在紅線范圍外設置永久性降水井，在新近形成的滑坡體后緣以外設置一道截水溝，攔截坡體上的地表徑流，防止地表水進入滑坡體內(nèi)。在距離抗滑樁樁頂位置設排水溝，在抗滑樁樁間間隔設置一至兩排泄水孔，在勘察揭露地下水出露的區(qū)段，設置排水帶。為防止溫差裂縫和溝渠基礎不均勻沉陷造成的溝渠裂縫，所有襯砌進行分縫。

3)滑坡體注漿設計。

針對本滑坡軟弱土夾層，考慮永久性邊坡長期穩(wěn)定性，對巖土界面存在的軟弱層的處理，提高滑帶土體強度，尤為重要。擬采用水泥—水玻璃雙液注漿加固。

4)裂縫夯填。

滑坡體在變形過程中在坡體上形成了數(shù)量較多的裂縫，這些裂縫在雨季降雨極易通過裂縫進入坡體，增加坡體自重，影響滑坡整體穩(wěn)定性，因此，需對坡體裂縫進行封填。

5 結語

1)該滑坡施工過程中，滑坡成因是前期小滑坡未及時支護，大開挖形成了大量的臨空面，第一次支護時忽略了施工方式對邊坡安全系數(shù)的影響。

2)第二次支護時采用改進后的施工方法，進行分序施工，使用跳挖的施工方式，減少施工時對滑體的穩(wěn)定性的破壞，使用錨索抗滑樁，改善滑坡體的整體穩(wěn)定性，減少滑坡變形。

3)通過ANSYS模擬分析，不得采用大開挖的形式進行切腳，易誘發(fā)滑坡體進一步滑動；對比原方案中的懸臂樁支護，采用錨索抗滑樁，能改變樁體的受力特性，將被動支護變?yōu)橹鲃又ёo。為保障施工過程穩(wěn)定性，施工抗滑樁時需采用跳挖的形式，并及時張拉錨索，控制變形，保證滑坡體的整體穩(wěn)定性和施工過程中的安全。

致謝：本文撰寫過程中得到張可能教授的大力幫助，特此致謝。

[1] 王恭先.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

[2] 王恭先.邊坡滑坡原因分析及防治辦法[J].重慶建筑，2005(6)：59-61.

[3] 鄭穎人，趙尚毅，宋雅坤.有限元強度折減法研究進展[J].后勤工程學院學報，2005，21(3)：95-97.

[4] 劉金龍，欒茂田.Drucker-Prager準則參數(shù)特性分析[J].巖石力學與工程學報，2006，10(2)：9-11.

[5] 吳 彬，姜安龍，舒 勇.滑坡治理工程實例分析[J].山西建筑，2014,40(12):72-74.

Study on landslide causes and processing measures in Chenzhou

Liu Li1Yang Rongfeng1Zhang Jing2

(1.CollegeofCivilEngineering,HunanUniversityofScience&Technology,Xiangtan411201,China;2.HunanProvinceKeyLaboratoryofNonferrousMetalsResourcesandGeologicalHazardDetection,CollegeofEarthScience&GeophysicsandGeomantic,ZhongnanUniversity,Changsha410083,China)

According to the landslide geology conditions in Chenzhou, the paper analyzes the first landslide forming process and governing measures, introduces major second landslide forming causes and improved governing measures, uses ANSYS software, establishes rational finite element model for new Fenghuang city landslide, carries out stability calculation analysis before and after excavation and after the support, and tests its support effect as well.

landslide causes, stability, anchor anti-slide piles, finite element

2015-01-21

劉 黎(1989- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)10-0042-02

P642.22

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