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杏花村滑坡穩(wěn)定性分析及治理措施

文檔作者：謝作勤文檔來源：廣西交通科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月26日
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杏花村滑坡穩(wěn)定性分析及治理
謝作勤
(廣西交通科學(xué)研究院，，“西南寧530007)
摘要：奉節(jié)至云陽高速公路杏花村滑坡由于開挖、
降雨及地下水等因素影響，隨時有滑坡破壞的可能。一旦
失穩(wěn)。將直接危及公路施工及正常運(yùn)營，可能造成重大的
損失。文章針對該滑坡的工程地質(zhì)條件、形態(tài)特征。分析
其形成的機(jī)制及穩(wěn)定狀態(tài)，并提出建議治理措施。
關(guān)鍵詞：滑坡；穩(wěn)定性；治理措施
中圖分類號：U416．1+63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1672—4011(2010)02—0060—03
O引言
奉節(jié)至云陽高速公路是國家莛點(diǎn)公路杭州至蘭州線中
在重慶境內(nèi)的重要路段，是重慶市“二環(huán)八射”豐骨架公
路網(wǎng)的重要組成部分，是連接三峽庫區(qū)的重要通道，傘長
71．2 km。杏花村滑坡位于LK99+376～LK99+634路段，
由于路基開挖、降雨等因素誘發(fā)古滑坡滑動而形成。坡面
已出現(xiàn)局部坍塌，變形范圍最遠(yuǎn)至路線中線約40 m，裂縫
較多，變形明顯，原開挖路基上見坍塌物質(zhì)堆填，且有進(jìn)
一步加劇的跡象，為了保證高速公路路基凸怔常施工以及
今后的運(yùn)營安全，該滑坡需及時進(jìn)行治理。
1滑坡基本特征111
杏花村滑坡為一古滑坡，屬復(fù)合型滑坡，該滑坡呈圈椅
狀(見圖1)，平面形態(tài)上分為前后兩級，沿路線方向?qū)?58
113，沿滑動方向縱向最大長度266 m?；聟^(qū)地形較平順，
地形總體為南高北低，滑坡坡面自然坡度約50～lOo。兩側(cè)
邊界明顯：左側(cè)為一“V”型溝谷，最寬處達(dá)100 m，深50
In，總體流向?yàn)镹E300；右側(cè)為一流向近南北向的小型自然
沖溝，切割較淺；后緣為一基巖陡坡，坡面走向近東兩向，
坡度較陡，達(dá)350?；聟^(qū)內(nèi)高程在382 m～478 m之間。
淺層滑坡出口位于邊坡中部。高程為410 nl，中層滑坡出口
位于路基外側(cè)，具路基中線最遠(yuǎn)67 m，高程為382 m一
395 m?；驴臻g形態(tài)上分為淺層和中層兩層，前后兩級。
滑面形態(tài)均為前緩后陡，滑坡后緣豐要受產(chǎn)狀為NW670／
NE580陡傾角張性結(jié)構(gòu)面控制，主滑段滑帶手要依附于產(chǎn)狀
為NW70。／NEl4。和NE30。／NW23。的緩傾角結(jié)構(gòu)面。
淺層(后級)滑坡基本沿基巖頂面產(chǎn)生滑動，局部帶動
圖1杏花村滑坡全貌
措施
下部少擐強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r滑動變形，滑體組成物質(zhì)主要為殘坡
積的碎石上，滑體厚度5 m一15．9 m，平均厚度11 m，主
滑段滑動面傾角前緩后陡，中前部傾角8。，中后部傾角
15。?；参镔|(zhì)主要為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，成巖性較差，已風(fēng)化暈
碎石土狀，節(jié)理、裂隙發(fā)育；中層(前級)滑坡滑帶埋深在
強(qiáng)～中風(fēng)化灰?guī)r內(nèi)，滑體厚度13．0 m一24．2 in，平均厚約
19．0 m，滑坡卡滑段傾角14。一190?；w物質(zhì)主要為堆積
層和強(qiáng)～中風(fēng)化灰?guī)r，滑床物質(zhì)卡要為中～微風(fēng)化泥巖，
成巖件較好、完整、堅硬。在滑坡前緣未見剪出口，但在
各個鉆孔的不同位置發(fā)現(xiàn)有滑動面或光滑鏡面，部分滑動
擦痕比較明顯。淺層(后級)滑坡體積約為49．4 X 104m3，
屬于中型滑坡，中層(前級)滑坡體積約為88．o X 104m3，
屬于中型滑坡。滑坡主滑方向工程地質(zhì)剖面如圖2所示。
圖2 Ul一Ⅲ主滑工程地質(zhì)剖面
2滑坡成因分析
滑坡的形成是地質(zhì)環(huán)境、水和人類活動等因素綜合作
用的結(jié)果，經(jīng)過野外調(diào)奩以及綜合勘探資料分析，滑坡產(chǎn)
生的原因包括以下三個方面。
(1)滑坡區(qū)域巖石破碎，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖件軟弱，是古
滑坡復(fù)活的內(nèi)部原因。杏花村滑坡覆蓋層為殘坡積碎石土，
透水性好，遇水易軟化變形，下部為破碎、強(qiáng)風(fēng)化的灰?guī)r，
成巖性差，網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，遇水軟化，為滑坡形成提供了
物質(zhì)基礎(chǔ)；
(2)地下水的作用是滑坡復(fù)活的t要原因?；聟^(qū)屬
于中緯度亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，雨苗充沛，多年平均降
水鼉1261．9 mm，而滑坡體上發(fā)育的裂縫為地表水的人滲
提供了徑流通道，在地F水的作用下，滑體容重增大，巖
體軟化，滑面強(qiáng)度降低，從而誘發(fā)了邊坡變形失穩(wěn)；
(3)人類上程活動，特別是高速公路的路基開挖古滑
坡下部抗滑段，使滑坡的抗滑力減小，降低了邊坡的穩(wěn)定
性，增加了前緣臨空面，從而誘發(fā)滑坡復(fù)活。
3滑坡穩(wěn)定分析
3．1計算方法
采用基于極限平衡理論的折線型滑動面的推力傳遞系
數(shù)法對滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析及計算，計算公式如下‘21：
萬方數(shù)據(jù)
M=9。cos0。，l=Qf sin0。，Rj=』vjtanClB‘+till
砂。=cos(以一0‘+I)一sin(0f一仇+1)tanIi0“l(fā)
n—I
，1，7。叱2砂t×砂t+t×砂。+：????。×妒。．1
式中：F一穩(wěn)定系數(shù)；
定系數(shù)為1．14，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。此穩(wěn)定性計算結(jié)果與
? 滑坡變形現(xiàn)狀較為吻合。
V 7
在考慮到降雨及人工活動等不利因素的影響下，應(yīng)對
該滑坡進(jìn)行及時整治。防止隨時間推移滑坡穩(wěn)定性降低后
對公路工程施工和高速公路的運(yùn)營帶來危害j
Q。一第i塊滑體所受的重力(kN／m)；
R一作用二r第i塊的抗滑力(kN／m)；
M一第i塊滑體的法向分力(kN／m)；
帆一第i塊的剩余下滑力傳至第i+1塊時的傳遞系數(shù)
(，=i)； ． )
咖。一第i塊滑帶土的內(nèi)摩擦角(。)；
統(tǒng)一第i塊滑動面傾角(。)；
c。一第i塊滑帶土的粘聚力CkPa)；
厶一第i塊滑動而長度(1lrl)。
3．2計算剖面的選擇
根據(jù)滑坡特征，選取了Ⅲ一Ⅲ斷面作為計算剖面(見
圖3)，主滑方向?yàn)镾N向。
圖3穩(wěn)定性計算條塊劃分簡圖
3．3計算參數(shù)
計算參數(shù)在室內(nèi)巖土試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過滑坡穩(wěn)定性
反算及經(jīng)驗(yàn)綜合選取(見表1)。
表1 、計算參數(shù)
滑面容重(kN／m3) 粘聚力(kPa) 摩擦角(。)
位簧人然飽和天然飽和天然飽和
淺層19．5 20．O 10．5 10．O 8．5 7．8
中層19．5 20．O 15．0 14．0 16．5 15．9
3．4穩(wěn)定性計算及分析。
穩(wěn)定性汁算分別考慮天然狀態(tài)和暴雨飽水兩種工況，
計算結(jié)果見表2。
表2 穩(wěn)定性計算結(jié)果
穩(wěn)定系數(shù)Fs
計算斷面淺層滑坡中層滑坡
天然狀態(tài)暴雨狀態(tài)天然狀態(tài)暴雨狀態(tài)
Ⅲ一Ⅲ 1．13 1．04 1．17 1．14
計算斷面穩(wěn)定系數(shù)Fs淺層滑坡中層滑坡天然狀態(tài)暴雨
狀態(tài)天然狀態(tài)暴雨狀態(tài)Ⅲ．IHl．131．041．171．14計算結(jié)果表
明，該滑坡在不同狀態(tài)下穩(wěn)定性不同。天然狀態(tài)下，淺層
滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)為1．13左右，在暴雨狀
態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)為1．04左右，將處于不穩(wěn)定狀態(tài)；中層滑
坡天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)為1．17左右，在暴
雨等不利條件的影響下，滑坡的穩(wěn)定性會進(jìn)一步降低，穩(wěn)
4治理措施
4．1滑坡剩余推力計算
滑坡剩余推力按有關(guān)規(guī)范中推薦的方法計算，公式如F口】：
Pi=F。X Ti+Pi—I×砂一R。(2)
式中：Pi、P。一分別為第i和i一1塊滑體的剩余下滑力，
kN／m；
F。一安全系數(shù)，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)給定，此處取F。=
1．20；其余參數(shù)與式(1)相同。
滑坡剩余推力計算結(jié)果見表3。計算結(jié)果表明，設(shè)計安全
系數(shù)取1．加時，剪出口剩余推力500 kN／m一700 kN／m，剩
余推力較大，宜采用抗滑樁方案或卸載方案。
4．2治理措施
杏花村滑坡坡面坡度較緩，且存在多級滑坡，前級刷
方可引起后級滑坡的滑動變形，因此不具備刷方條件，建
議治理措施以抗滑樁支擋為主。
4．2．1預(yù)應(yīng)力抗滑樁
在淺層滑坡前部設(shè)置一排預(yù)應(yīng)力抗滑樁抵抗淺層滑坡
推力。樁截面尺寸1．6 m×2．0 nl，樁長20 m～25 m，樁身
混凝土C30。樁頂設(shè)單孔預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長35 m～40 nl，
錨同段長10 11'1，孔徑150 mm。左右線之間沒置一排預(yù)應(yīng)力
抗滑樁抵抗中層前級滑坡推力，確保路基的穩(wěn)定安全。樁
截面尺寸2．0 m x2．6 m、2．0 m×3．0 m，樁長21 m一28 m。
樁身混凝士C30。樁頂設(shè)兩孔預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長28m～
30m，錨固段長10 m，孔徑150 mnl。，
4．2．2錨桿框架梁
左邊坡按1：1坡率刷坡，在一級坡面及部分二級坡面
上設(shè)簧4排(I)25錨桿，長6 m、8 m，間隔布置，豎向和橫
向間距均為3 m。錨桿端部設(shè)置C20框架梁，橫梁和豎梁截
面0．3 m×0．3 m。框架內(nèi)植草綠化。
4．2．3排水措施
在路線左邊坡坡腳設(shè)置一排仰斜排水孔，以疏排滑體
地下水，長20．m，仰角8。，間距6 m。在滑坡周界以外5 m
左右的位置設(shè)置截排水溝一道，并在各級平臺設(shè)置截水溝，
滑坡治理措施方案見圖4。
表3 滑坡剩余推力計算成果
滑面剩余
傾角
容重粘聚力摩擦角
下譴jj
滑面塊號
瑾i Yi Ci ‘pi P：
(。) (kN／m2) (kPa) (o) (kN／m)
l 54．7 20．O 0．O 30．O 696．8
2 12．5 20．0 7．5 7．8 790．8
3 8．O 20．O 7．5 7．8 789．3
淺層
4 8．O 20．O 7．5 7．8 796．8
5 8．O 20．0 7．5 7．8 780．6
6 8．0 20．O 7．5 7．8 696．2
l 55．0 20．O 0．O 35．O 2640．1
2 18．3 20．O 14．0 15．5 2058．5
3 18．3 20．0 14．0 15．5 2308．3
中層4 17．2 20．0 14．0 15．5 2346．O
5 17．2 20．O 14．0 15．5 2416．8
6 17．2 20．O 14．0 15．5 2545．1
7 一1．9 20．0 14．0 lO．0 536．5
(下轉(zhuǎn)第64頁)
耽一
孤
+
一
¨Σ昔Σ? 蒯{哩叱一嘭 +
b =
萬方數(shù)據(jù)
工：群樁基礎(chǔ)間隔跳打施工。但由于后施工樁土體的擠壓
隆起現(xiàn)象．有時會對已經(jīng)施工的樁產(chǎn)牛很大的負(fù)摩擦力，
使樁身產(chǎn)生拉應(yīng)力，若樁強(qiáng)度不夠易造成斷樁，若證實(shí)有
這種情況出現(xiàn)，應(yīng)保證已施工的樁達(dá)到60％的設(shè)計強(qiáng)度方
可進(jìn)行后施工；
(4)因拔管的速度太快。混凝士粗骨料粒徑太大，澆
注混凝土?xí)r在管內(nèi)發(fā)生“阻斷”現(xiàn)象；混凝十澆注工作不
連續(xù)．間斷時間過長，形成先后混凝土的分層現(xiàn)象等，從
而產(chǎn)生斷樁。斷樁會引起承載力嚴(yán)重下降。應(yīng)合理地組織
施工，避免混凝七澆注過程中斷。對中斷時間超過混凝土
初凝時間的采用復(fù)打法，重新澆筑混凝土；合理安排施工
順序，若采取跳打方式時，要保證已施]：樁強(qiáng)度達(dá)到60％
后再施工相鄰樁；控制拔管速度。在淤泥質(zhì)上中，拔管速
度0．5 m／min；按規(guī)范要求嚴(yán)格控制粗骨料粒徑；
(5)因鋼筋籠下放標(biāo)高不準(zhǔn)確。由于地質(zhì)情況變化大，
混凝土下沉量不同或由于相鄰樁施1=振動等，從If『i使鋼筋
籠的標(biāo)高不易控制。鋼筋籠的標(biāo)高過高或過低，都會造成
下道工序的施工困難。根據(jù)設(shè)計標(biāo)高及樁架高度，地面標(biāo)
高計算出吊放鋼筋的鋼絲繩長度，在卷揚(yáng)機(jī)上做好標(biāo)記，
保證每次下放鋼筋籠都得到控制；根據(jù)施工以驗(yàn)，預(yù)先提
高鋼筋籠放置高度。
6夯擴(kuò)樁施工質(zhì)量檢測分析
本10。樓工程成樁共175根，抽檢46根樁做了動測試
驗(yàn)，l類樁37根，Ⅱ類樁9根。靜載試驗(yàn)法進(jìn)行梭測的樁
數(shù)為3根，靜載試驗(yàn)采用慢速維持衙載法分級加載，每級
加載值為100 kN，要求最大加載量為1 000 kN。3根樁達(dá)到
最大加載量而卸載回彈，其試驗(yàn)過程一切正常。試樁的主
要施工參數(shù)見表2。
表2 試樁主要施工參數(shù)
樁樁長最后貫入度樁徑混凝_[： 充盈
號 配筋 持力層 (擊／era) ／laln 等級系數(shù)
1。8 12／10 377 6中12 C25 I．15 砂質(zhì)粉土
2’ 8．5 15／10 377 6中12 C25 lr 15 砂質(zhì)粉土
3。8 14／lO 377 6中12 (25 I．15 砂質(zhì)粉土
3根試樁的Q—s曲線斜率勻緩變化，曲線圓滑未出現(xiàn)
(上接第6l頁)
明顯拐點(diǎn)，最大加載量為l 000 kN時，對應(yīng)的樁頂總沉降
量分別為10．63，7．74，9．54 mm。試驗(yàn)樁均未達(dá)到極限狀
態(tài)。滿足設(shè)計要求，且有余量，表明施工效果很好。
j。＼
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} }
、。^——一q 一
圈4夯擴(kuò)樁反射波濤實(shí)剎典型曲線圓
圈4為該工程的夯擴(kuò)樁小應(yīng)變反射波法樁身完整性檢
測實(shí)測典型曲線，曲線』二部較為平滑，底部有漸強(qiáng)的負(fù)反
射，證明樁身截面均勻、混凝十密實(shí)、完整性好；夯擴(kuò)頭
表征明顯、成形質(zhì)量好，夯擴(kuò)樁整樁質(zhì)量較為理想。
7結(jié)語
綜卜所述，在設(shè)計合坪的條件下，夯擴(kuò)樁能充分發(fā)揮
樁身承載力的潛力，在完成壓縮固結(jié)快的持力層，如本工
程的砂質(zhì)粉上中效果明顯，因而造價無疑是最低的，應(yīng)用
價值很高夯擴(kuò)樁操作工藝較復(fù)雜，工序較多，對施工的技
術(shù)參數(shù)挖制較嚴(yán)，宜由成熟的專業(yè)隊伍施工，并不斷總結(jié)
經(jīng)驗(yàn)。[ID：5695]
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要因素。
(2)滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表明，在天然狀態(tài)下，滑坡
基本穩(wěn)定～穩(wěn)定；在連續(xù)降雨，飽水狀態(tài)下，淺層滑坡不
穩(wěn)定，中層滑坡基本穩(wěn)定。在不利因素影響下，滑坡可能
失穩(wěn)，威脅公路施工和營運(yùn)安全，應(yīng)對該滑坡進(jìn)行治理。
(3)治理方案宜采取支擋為主。輔以截排水等綜合工
程措施予以治理。
[IO：5604】
參考文獻(xiàn)：
[I] 中鐵兩北科學(xué)研究院有限公司．蘑慶奉節(jié)一云陽高速公路B13
圖4滑坡治理方案固
5結(jié)論[2]
(1)滑坡體巖體破碎。巖性軟弱是滑坡的內(nèi)部原因； [3】
地下水是滑坡復(fù)活的主要原因；路基開挖是誘發(fā)滑坡的主
合同段1,K99+376一LK99+634段(杏花村)滑坡治理J：程勘
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