重庆市某小型滑坡变形特征分析及治理设计
摘要:本文对重庆市某小型滑坡的成因及变形特征进行了分析,从而判断了该滑坡的破坏类型为牵引式的岩土体蠕滑变形破坏。
同时采用极限平衡法对该滑坡进行了稳定性分析,进而提出了相应的治理措施及建议。
关键词:滑坡变形稳定性治理
中图分类号:p642.22 文献标识码:a 文章编号:
1工程概况
1.1 地形地貌
该滑坡工程位于重庆市某水泥厂厂区东南面,水泥运输长廊胶带西南侧,西北侧紧邻村公路,交通十分便利。
原始地貌为剥蚀丘陵地貌,微地貌表现为阶地及斜坡。
场地原始地形总体趋势由东南向西南倾斜,东北侧为运输长廊胶带开挖形成边坡,高度在5~10m,地形坡度在10~25°之间,高程在341~369m之间。
除在场地北西侧有一鱼塘外,该场地内均无深切沟谷。
场地地形地貌属中等复杂。
1.2 地层岩性
场地地层岩性由上至下:
①第四系全新统人工填土层(q4ml):
素填土:褐黄色、褐灰色,主要由粉质粘土及砂岩泥岩等组成,厚薄不一致,不均匀,力学性质较差,土体稍湿,结构松散~稍密。
②第四系全新统坡残积土层(q4el+dl):
粉质粘土:褐黄色,由粘粒和粉粒组成,粉质粘土呈可塑状,稍
湿,结构松散,且不均匀,厚薄不一致,在0.90~3.70m之间,为坡残积成因。
③侏罗系中统沙溪庙组(j2s)
砂岩:灰白色、灰黄色、褐黄色,中细粒结构,薄至中厚层状构造,泥钙质胶结,矿物成份主在为长石、石英,局部含泥质团块或条带,质地坚硬。
砂岩裂隙发育,面粗糙,多有铁锰质渲染和粘土充填,淡黄色砂岩结合程度差,岩体完整程度为不完整(破碎)。
灰白色色砂岩结合程度好。
泥岩:紫色、紫红色,粉砂泥质结构,厚层状构造,砂质含量不均,局部富积成砂质条带及灰绿色砂质团斑,主要由粘土矿物组成。
表面风化裂隙较发育,易风化,岩芯较破碎,多呈碎块状,短柱状,中风化带岩质较硬。
1.3 地质构造
场地位于大耳山背斜南端北西翼,岩层呈单斜产出,产状为
300~330°∠21~34°,地层倾角上陡下缓。
场地基岩大部分已出露,根据地面调查,岩体中主要见有两组裂隙,裂隙①:136~155°∠70~90°,裂面平直,结合差,属硬性结构面。
裂隙②:60~92°∠57~72°,裂面粗糙,结合差,属硬性结构面。
1.4 水文地质
地下水按其赋存特征及水理性质可分为松散土体孔隙水和基岩
裂隙水两类。
松散土体孔隙水赋存于上部的填土层中,主要接受大气降雨、地
表水及上侧生活水的补给。
基岩裂隙水主要赋存于强风化带和中等风化带砂岩、泥岩裂隙中。
基岩裂隙水不丰富,主要接受大气降水补给,并向地形低洼处排泄,地下水埋藏较深。
地下水、土、建筑垃圾对混凝土和钢结构均无腐蚀性。
2滑坡变形特征
2.1 滑坡变形体边界、规模、形态特征
水泥运输长廊胶带已开挖基础施工基本完毕,施工过程中对该场地岩土体开挖后所形成的整体高度较大,在5~10m之间,在对下部岩土体开挖后,形成的边坡长时间失去有效支撑,再由于地表水下渗,从本工程开挖边坡的基岩面和强风化砂岩带中流出,降低了结构面的的抗剪强度,而形成了牵引式的岩土体蠕滑变形现象,在滑坡体的前、后、中均出现了长9~30m的裂缝,宽5~40cm的裂缝,局部地段还有坍塌现象。
前后缘高差在25~28m,该滑坡沿滑动方向长约128m,平均宽约52m,平均厚度约4.5m,面积约6060m2,体积约为27270m3,滑坡滑动的主方向约为15°,总体呈“簸箕”状,变形周界明显,牵引式拉裂缝较为清晰。
目前处于稳定状态,如果对该本次滑坡体没有采取有效治理,将会形成牵引式的更深层和范围更大的滑坡体。
2.2 滑坡变形体物质组成及特征
滑坡变形体物质主要由表层的强风化砂岩、泥岩组成,在滑坡前缘为粉质粘土,部份已随施工被挖除。
粉质粘土厚薄不均,分布于
整个滑坡变形体内,厚薄不均,一般为0.9~3.7m,为坡体上的主要为耕植层。
强风化砂、泥岩极其破碎,岩体不完整,陡倾和层面裂隙发育,风化较强,软硬相间,钻孔岩芯多呈碎块状和似土状,采取率极低,为构成滑坡体的主要物质,强风化岩层倾向325°,倾角约28°。
经现场测绘及调查,该滑坡体在工程边坡开挖施工前,处于稳定状态,由于水泥运输长廊胶带开挖边坡后,地形变坡较大,高差达5~10m,且没有采取及时有效的支护措施,加上爆破作业,形成土石开裂,钻孔循环水沿基岩面和强风化岩层下渗,从而降低了坡体强风化岩层层面和结构面的抗剪强度,导致了坡体物质沿强风化带中软弱层面的牵引式蠕滑现象。
2.3 滑面与滑床特征
该工程滑坡主要沿强风化基岩面的滑动,倾角多在25~28°,坡体和后缘沿w3裂隙(25~28°∠84°)拉裂,在前缘已开挖边坡的西部剪出,剪出口高程在345-340.0m。
滑床为侏罗系中统沙溪庙组的强风化和中等风化岩层,岩性为紫红色泥岩,,裂隙不发育,偶见陡倾裂隙。
滑床岩体较完整,滑床在横向上呈弧线形,纵向上呈折线形,与岩层产状近于一致。
3 滑坡变形影响因素
滑坡变形的形成,究其原因,有其外因(施工爆破,前缘坡度较陡、水的作用)、内因(地形地貌、地层岩性、地质构造)共同作用的结果:
前缘坡度较陡是滑坡形成的外在因素之一。
滑坡后缘地表水下渗,施工爆破的影响也是外在因素之一,由于地表土体较薄,强风化基岩裂隙发育密集,利于地表水和地下水的下渗,降低了层间裂隙面和结构面的抗剪强度,从而导致了斜坡的蠕滑变形开裂。
地形地貌、地层岩性、地质构造是滑坡变形的内在因素,斜坡坡面倾向320~325°,地形坡度在10~25°,坡体岩层产状25°∠28°,斜坡地形与岩层产状基本一致,为顺向坡,且岩层为砂、泥岩,其抗风化能力弱,加之构造裂隙发育,在各组裂隙切割下,当存在临空面时,极易产生沿岩层面的顺层滑动。
4 滑坡稳定性分析
滑面抗剪强度指标按滑坡变形实际情况反分析及结合地区经验
综合确定,主要力学参数如表4-1所示。
表4-1 主要力学参数表
滑动面呈近似折线形,选取典型剖面如图4-1所示,按传递系数法采用《建筑边坡工程技术规范》(gb50330-2002)第5.2.5条中的公式进行稳定性计算。
安全系数取1.3。
图4-1 典型剖面图
经计算滑体土在天然状态下稳定系数为1.08,即滑坡处于滑动变形的临界状态;滑体土在饱和状态下的稳定系数为0.89,即在暴雨
或基岩裂隙水补给充足时将产生滑动破坏。
5 防治工程设计
根据滑坡的形态、结构特征以及形成机制、考虑各种工况下的稳定性、失稳后的危害性,确定治理方案。
主要治理措施如下:(1)采用粘性土封闭滑坡体上裂隙
(2)修建截、排水沟
夏季降雨集中,使得滑坡后缘一带水体大量渗入滑坡区,增加滑体重量、减小滑面抗剪强度,这是滑坡形成和变形破坏的一个主要影响因素,所以要进行一些必要的排水工程,主要沿该滑坡边界设置排水沟,并在滑体上根据地形条件布设合理的横向截、排水沟,为大量的地表水提供快速的排泄通道,而不流向滑体内。
(3)削坡减载
由于滑坡体地表坡度起伏,且局部存在陡坎或坍塌,对滑体中部坡度较陡的位置进行削坡减载处理,削坡后,地表坡率不大于1:1.75。
(3)抗滑支挡体系
结合滑坡平面分布、以及地形条件等分析,沿滑坡的滑动方向上,在滑体中部和前缘修筑抗滑桩,设计时采用主动土压力、剩余下滑力两者之大值进行设计,经计算抗滑桩采用1.2m×1.8m的截面尺寸,桩心距5m,桩长7~9m,嵌入稳定地层中4m。
6.结论
(1)该滑坡变形的形成,究其原因,是其外因(施工爆破,前
缘坡度较陡、水的作用)、内因(地形地貌、地层岩性、地质构造)共同作用的结果。
从滑坡体的变形特征判断该滑坡的破坏类型为牵引式滑坡。
(2)根据滑坡的形态、结构特征以及形成机制确定综合治理措施。
主要治理措施为封闭裂隙、修建截、排水沟、削坡减载和修建抗滑桩支挡体系。
参考文献:
[1] 赵明阶,何光春,王多垠。
边坡工程处治技术[m] 北京;人民交通出版社,2003。
[2] gb 50330—2002,建筑边坡工程技术规范[s]。
[3] db50/5029-2004,地质灾害防治工程设计规范[s]。
[4] dz/t0219-2006,滑坡防治工程设计与施工技术规范[s]。