全 文 :秦岭柴胡山滑坡成因机制及治理方案建议
郭彦喜1 王书芳2
(1.中冶地集团西北岩土工程有限公司 西安市 710061 2.首钢勘察研究总院 河北·保定 071069)
提要 滑坡是山区公路的主要病害之一 ,对山区交通设施危害是严重的 , 该文介绍秦岭山区某滑坡群的形成机制
和发展趋势 , 并根据不同的计算方法探讨了滑面土抗剪强度的参数选取及稳定性计算 , 并根据具体的工程要求提
出了削坡 、抗滑桩+挡土墙等治理方案 , 为类似工程提供了可借鉴的资料。
关键词 滑坡 成因机制 参数 治理方案
Cause Mechanism and Treatment Scheme of Landslip
in Chaihu Mountain of Qinling
Guo Yanxi
1 Wang Shufang2
(1.Northwest Geotechnical Engineering Co.Ltd.,China Metallurgical Geology Group
2.General Institute of Shougang Investigation)
Abstract The landslip is one of major hazards for roads in mountainous areas and serious harm to communica-
tion facilities in those areas.The paper introduced formation mechanism and development trend of a landslip
group in Qinling mountainous area.Based on different calculation methods the parameters selection and stability
calculation of shear strength of slip surface soil are discussed and treatment scheme of cutting slope , antislip
pile and retaining wall is suggested for specific engineering requirement.The reference data are available for
similar engineering.
Keywords landslip;cause mechanism;parameter;treatment scheme
作者简介:郭彦喜 ,男 , 1965年生 ,高级工程师 ,主要从事岩土工程施
工及管理工作。
收稿日期:2006-04-08
1 滑坡概况
某公路沿线经太白山鹦鸽镇时穿越一组滑坡群 ,
严重威胁工程的安全 ,因此设计方建议进行治理。
该滑坡是一组经过多次活动的古老滑坡群 ,位
于石头河右岸 ,支沟莲花湾沟南岸山体的上覆盖层 ,
海拔高程 890 ~ 1050m。滑坡群由左 、中(1#滑坡)、
右(2#滑坡)三个滑坡个体组成 ,中部滑坡是主体 ,
左侧滑坡经人类活动的不断改造已解体 。见图 1。
1
#滑坡东西150 ~ 200m ,南北 200 ~ 250m ,滑体
平均厚度 10m ,总体积约 30×104m3 ,后缘接近梁顶 ,
显示“双沟同源” 。平面呈圆弧形 ,后壁较陡 ,受雨水
的侵蚀 ,土体不断剥落 、坍塌。滑体两侧地形低洼 ,
为冲沟 ,走向近南北向 ,滑体顺坡倾斜 ,显示四个台
阶 ,为多级滑动的结果。滑体前缘面对河湾高临空
图 1 滑坡的平面位置
面 ,小滑塌发育。
2
#滑坡相对狭窄 ,滑体宽约 80m ,长约 200m ,平
均厚度 12m ,体积约 20×104m3 。东侧为冲沟 ,西侧
与 1#滑体相邻。从滑床埋深和滑面形态分析 ,先于
1
#滑体形成 ,具有先形成后解体关系 ,解体前主轴
N10°E ,现 N30°E 。
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2 滑坡形成的影响因素分析
2.1 地形地貌
滑坡地处秦岭北坡褶皱带中的一小型褶皱的轴部。
进入第四纪后 ,随着地壳的不断上升 ,在河流动力作用
下 ,河谷深切 ,坡角不断被切割 、破坏 ,形成了陡立的岩
岸 ,高差达170m ,为滑坡的发生提供了有利的条件。
2.2 滑坡体的结构
滑坡主体由风积黄土和基岩的残 、坡积物组成;
滑床为前奥陶纪秦岭群灰绿 、黑绿色角闪片岩 ,裂隙
发育 ,层理面清晰 ,呈薄层片状结构 ,透水性差;滑体
与滑床之间存在薄层基岩风化碎屑物 ,结构松散 ,遇
水易软化 ,形成了软弱夹层 。
2.3 基岩地面形态
滑动面的变化及滑坡分布范围与基岩坡梁 、坡
槽有关 。
滑动面纵坡表现为上缓下陡 ,坡度为 45°-25°
-60°,主滑面与原基岩地面形态一致。
横向上看 ,1#滑坡西界到基岩出露山嘴 ,向南有潜
梁存在 ,制约滑坡的发展。2#滑坡东界到地形山梁 ,基
岩横向坡形变化对滑坡分布 、范围大小都起到了控制
作用 ,滑坡主要发生于坡槽低洼带 ,见图2。
按坡梁发育规律 , 2#滑坡前部仍有低梁潜伏的
可能 ,将是导致滑坡进一步解体的因素之一。
图 2 滑坡剖面
2.4 气候条件
该区属暖温带半湿润气候 ,多年气象观测资料
显示:该区年降水量 606mm ,65%集中在 7 ~ 9月份 ,
表明降雨量分布极不均匀旱季蒸发量大 ,坡面土体
严重失水 ,结构疏松;雨季大量降水渗入坡体 ,使接
触界面岩石强度降低 ,是滑坡形成的诱发因素 。
3 滑坡的发展趋势
经雨季的观测显示 ,古滑坡群在大规模产生后 ,
处于非稳定状态 , 1#和 2#滑体仍不断变形 、破坏 。
滑坡变形的主要特点是蠕动不止 、多处裂隙发育 、民
房破坏 、雨后活动加速。活动强度较为集中 ,有分化
解体进一步破坏的可能。滑面继承了古滑面自下而
上牵引式发展演化模式 。值得注意的是 ,1#及2#滑
坡的中前部 ,即设计道路中线的山坡一侧均集中发
育着裂缝变形带四处 ,可能孕育为四个单独滑坡 ,最
终联合形成外形似花瓣状的链式滑坡群 ,同时造成
整个山坡失稳。
4 滑坡的治理方案设计
4.1 滑坡的稳定性计算
4.1.1 计算参数确定
为全面评价滑坡的稳定性 ,分别对滑体的浅层 、深
层多个滑动面进行稳定性计算。滑坡的稳定性计算参
数 ,据试验指标 、工程类比法和反演法综合确定。滑带
土的物理力学参数见表 1 ,稳定性计算结果见表2。
表 1 滑动面土的物理力学参数
滑坡 含水量 %
重度
(kN·cm-3)
天然状态 饱和状态
峰值 残值 峰值 残值
c kPa φ (°) c kPa φ (°) c kPa φ (°) c kPa φ (°)
反演法
(k=1.0) 计算取值
c kPa φ (°) c kPa φ (°)
1# 23.32 18.5 48.2 20.0 6.5 11.7 1.5 9.3 11 8.5 10 11.54 10.1 11.6
2# 23.70 18.90 58.4 25 16.3 16.6 18 19.4 18 19.4 10 11.52 11.5 13.1
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4.1.2 计算方法
根据规范采用折线状滑动面法计算剖面由主轴
线上的剖面线(图 2)概化而来 ,稳定系数=抗滑力
下滑力。考虑以下情况:滑体无统一地下水位 ,不考
虑动水压力;抗震裂度为 Ⅶ 度 ,同时考虑有震与无震
影响时的稳定系数 ,地震系数按 1 40考虑。计算结
果见表2 。
表 2 滑动坡稳定性(K)计算结果
剖面编号
有震(K c=0.025) 无震(K c=0)
主滑面 次滑面 主滑面 次滑面
1#滑坡 0.99 0.94 1.0 1.0
2#滑坡 0.92 0.94 0.99 0.99
从表2结果可以看出 ,1#滑坡体在无震或无雨
条件下 ,滑坡处于极限平衡状态;2#滑坡处于不稳
定的状态 。这一结果与野外观察相符合 。
4.2 滑坡工程治理方案
拟建公路通过 1#滑坡的滑舌部及 2#滑体的中
部 ,根据查明的滑坡体的性质 ,以卸载减重 ,前部增强
抗力为主 ,结合疏干措施配合为原则 ,建议部分削坡
处理后 ,采用钢筋混凝土抗滑排桩加挡土墙的措施 。
1)削坡 。根据道路设计高程 ,2#滑体的中部的
土体可进行部分削坡处理 ,先自上而下对坡体减重 ,
再整平碾压加固。
2)抗滑桩+挡土墙。抗滑桩位置选取在公路西
侧 ,1#滑体的前部。抗滑桩穿透滑面深入新鲜风化
基岩 ,嵌入基岩深度及出露地面以上一定的高度。
挡土墙修建于桩与桩之间 ,并与桩呈刚性接触。
3)排水。由于水在滑坡形成和再次滑动中起着
极其重要的作用 ,因此除支挡之外 ,还应配合地表排
水 ,修筑排水沟渠 ,使地表水排出滑体从而减少渗入
滑坡体 。
5 结论
1)柴胡山滑坡为土体滑坡 ,是有多个古滑坡组
成的滑坡群 ,天然地形地貌是滑坡形成的先决条件 ,
大气降水作为诱发因素 ,在滑坡体的自重及人类活
动等共同作用下 ,导致了滑坡的形成 。
2)1#滑坡体较大 ,蠕动变形强烈 ,稳定系数 Fs
=0.99;2#滑体也处于不稳定状态 ,稳定系数 Fs =
0.92 ,两个滑坡均有解体成小型滑坡的雏形 ,一旦降
暴雨或人类活动影响 ,就可能造成坡体破坏。
3)滑坡对工程危害较大 ,建议对 1#滑坡及 2#
滑坡均要进行工程处理 。滑坡体治理工程采用削坡
减载 ,抗滑桩+挡土墙综合措施治理 ,并对整个坡体
变形地段做好排水 、防水工作。
(上接第 39页)
前已述及 ,晴天在山区悬空测距时 ,测线中部各
点的气温总是低于测 、镜站处的气温 ,整个测线的平
均温度也总是会低于测 、镜站温度的平均值。式(5)
和式(6)右边的第二项通常为负值(含符号),故 T估
之值必然小于 T测 ,显然符合前述观点;而这个估算
量是依据近地层气温梯度与“ T-h”函数求得的 ,具
有充分的理论根据。所以 ,定性地看 ,采用 T估 计算
气象改正时 ,其结果所包含的温度代表性误差肯定
比采用 T测 时小 ,这种趋势的正确性毋庸置疑 。
据估算 ,测量最大视线高度 hmax为 100 ~ 300m
的悬空边时 ,运用本法能使温度代表性误差减小大
约(1 ~ 3)×10-6D ,效果较显著 。
本法仅适用于视线离地高度较大的山区精密测
距 ,而且是晴天除逆转时刻之外的时段 。
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