某滑坡計算及治理方案選擇例項

2021-12-27 04:09:07 字數 4444 閱讀 9772

4、某機關滑坡

4.1 滑坡工程地質分析

4.1.1 滑坡幾何形態特徵

該滑坡主滑方向20°左右,滑坡體長50m左右,寬83m左右,在平面上呈「似半圓形」。斜坡地形坡度為33°~39°,為一凹形坡,坡高25-30m,該滑坡前緣由於修築鐵路、公路開挖坡腳形成近直立陡壁,高5-12m左右,後緣為機關職工住宅樓2#、5#、6#樓等,坡頂載入,坡腳解除安裝,破壞了原有斜坡的應力平衡狀態,再加上坡面排水不暢,形成了該滑坡的不穩定狀態。

4.1.2 滑坡軟弱結構面特徵

該斜坡為一順向坡,地層產狀35°∠50°,而地形坡度為33°~39°,坡向40°,按地層傾角與坡角的相對關係來說屬較穩定斜坡,但上部地層為坡殘積層(粉質粘土混碎石層,厚0.3~4.6m),較鬆散,易滲水,而下部地層為強~中等風化片麻岩,當地表水(生活汙水、大氣降水)下滲後,在鬆散的坡殘積層與下部強風化片麻岩接觸帶附近易形成軟弱結構面,可使上層土體沿此軟弱面而滑動,在強風化片麻岩的節理裂隙密集帶處,當遇水後其抗剪強度顯著降低,構成軟弱面。

該滑坡滑動面主要為坡殘積層與強風化片麻岩接觸面(土石分介面),埋深2.30~8.20m,平均5.

08m,由於強風化片麻岩中區域性軟弱結構面向滑坡前緣臨空方向緩慢剪下變形,再加上水對軟弱結構面的潤滑作用,應力釋放後形成貫通的滑動面。對q1淺井施工中,當自粉質粘土進入強風化片麻岩時,可見沿接觸帶有少量地下水浸出,該地下水主要是2#樓和公共廁所的生活汙水自地表下滲而形成。

4.1.3 坡體岩土體結構型別

由坡體前沿陡壁和鑽探岩芯揭露,坡體上覆地層為第四系坡殘積粉質粘土混碎石,碎石含量35~40%,徑一般2~10cm,稜角狀,穩定性較差,在乾燥狀態下力學強度較高,在水的軟化作用下,容易崩解和潰散;中部為強風化片麻岩,質軟,風化裂隙發育,裂隙被粉質粘土充填,形成小塊岩塊,中上部岩土體為散體狀結構型別,根據坡腳取樣試驗成果,強風化片麻岩風乾容重為2.26g/cm3,單軸抗壓強度的風乾抗壓強度為3.4mpa(垂直),飽和抗壓強度為2.

1mpa(垂直),軟化係數為0.62,c=0.47mpa,相關係數r=0.

999,φ=4524′(風乾垂直);下部中等風化片麻岩,節理發育,結構面間距25~30cm,整體強度低,結構體呈層塊狀,為層狀結構型別。中等風化片麻岩風乾容重為2.56g/ cm3,單軸抗壓強度的風乾抗壓強度為13.

2mpa(軸向),飽和抗壓強度為8.9mpa(軸向),軟化係數為0.67。

整體強度較高,岩體基本穩定。

4.1.4 滑坡地表變形跡象

該滑坡地表變形跡象主要表現為滑體後緣的地表拉張裂縫、擋牆裂縫及建築物牆體變形等(見**6-7)。據訪問,這些裂縫始於2023年8月17日的那場暴雨,2023年雨季裂縫有進一步發展的趨勢,現將主要裂縫表述如下:

**6 位於機關5#樓北西側樓梯上的(l2)地裂縫

l1:見於2#和5#樓之間樓梯前緣,方向95°,裂縫長度5.0m,裂縫口寬6cm,一般3cm,可見深度30cm,呈「折線型」,裂面傾角79°。

l2:見於2#樓北東側圍牆下,裂縫沿樓梯延伸,方向85°,長19.6m,裂縫口寬最寬8cm,一般為2cm,可見深度一般為20cm,呈直線型,在西端樓梯段呈「羽」字型分布,裂面傾角69°,兩側變形幅度(相對下沉量)3cm;

l3:見於5#樓兩側牆上,樓房走向133°,裂縫方向55°,裂縫長度5.20m,裂縫口最寬5cm,一般3cm左右,可見深度5cm,大致呈台階狀,從第一層樓兩間房子

**7 位於機關6#北側過道上的(l4)地裂縫

牆腳向牆頂對角發育;

l4:見於6#樓北側拐角處,沿擋牆發育,方向為96°轉122°,裂縫長度14.5m,裂縫口寬最寬10cm,一般2cm,可見深度一般15cm,呈不規則「之」字型,兩側變形幅度(相對位移量)2cm;

l5:見於6#樓前坪上,方向130°,裂縫長15.0m,裂縫口最寬達7cm,一般3cm,可見深度20cm,近直線型,裂面傾角為75°。

滑坡體上部建築除5#樓臥室及廚房牆壁上見裂縫外,未見其它變形跡象。

4.1.5 滑坡變形破壞邊界

該滑坡變形破壞邊界的確定:後緣以變形擋牆、變形建築物為邊界,側緣東部按地裂縫l5發育端點及原斜坡掛網噴錨邊緣點為邊界;西部以廁所牆基垂直裂縫的發育方向為邊界,前緣以斜坡中上部剪下口為滑坡邊界,該滑坡在平面上呈「似半圓形」,滑體面積約2200m2。

4.1.6 滑坡變形深度及其模式

滑坡變形深度綜合地形、岩土體特徵,鑽探、槽探、淺井及物探資料等確定。該滑坡前緣有乙個約5~12m左右的陡壁,自西向東逐漸增高,陡壁岩性中下部為強風化片麻岩,上部為粉質粘土,滑動麵即為該兩套地層分介面,滑動面埋深2.30~8.

20m,平均5.08m,經實地調查,未見岩石崩落現象,後緣多處見拉張裂縫,滑坡體方量約11200m3,按滑坡體體積來分,為一中型堆積層滑坡。滑坡主滑方向20°左右。

其變形破壞模式為:蠕動—拉裂—逐步解體。

4.1.7 影響滑坡穩定性的因素分析

①人類工程活動:坡頂蓋房(2#、5#、6#住宅樓)載入,坡腳修路切割,破壞了斜坡原有應力平衡狀態,有利於滑坡的形成。

②岩性:該滑坡岩土體上部為鬆散的坡殘積層(粉質粘土混碎石層),下部為強—中等風化片麻岩,節理裂隙發育,上部鬆散層易滲水,當水下滲後,在鬆散層與強風化片麻岩接觸帶附近及強風化片麻岩中節理裂隙密集帶處形成軟弱結構面,易誘發滑坡的發生。

③水的作用:實際上,很多滑坡都是因為水的作用而形成,該滑坡水的作用主要表現為:

a、水的軟化作用,水沿鬆散層下滲在坡殘積層與強風化片麻岩接觸帶(土石分介面)附近及強風化片麻岩中節理裂隙密集帶處形成軟弱結構面,進而形成滑動面;在施工t2淺井時,其上部就可見廁所使用的排汙水浸入地下並沿鬆散層滲出井內的現象。

b、動水壓力,通過水點調查發現,在滑坡區西側陡坡坡腳及防空洞中各見一處下降泉,兩下降泉呈線狀分布,間距90m左右,水位標高分別為97.25m和96.05m,在zk8號孔中揭露的地下水水位標高為91.

35,地下水在斜坡岩土體中滲流時由於水力梯度的作用,對斜坡產生動水壓力,其方向與滲流方向一致,指向臨空面,對斜坡穩定是不利的。

4.2 滑坡穩定性評價

4.2.1 滑坡穩定性計算

①計算斷面

選取與主滑方向一致的工程地質剖面10-10′和11-11′為計算斷面,計算滑坡的穩定係數和剩餘下滑力,依據計算結果對滑體的穩定性作定量評價。

②計算引數

天然重度:依潛在滑移體物質組成,選取滑體與各土層室內土工試驗成果的算術平均值參與計算。γ=18.7kn/m3。

抗剪強度:依潛在滑移帶的形成與否、貫通程度,選取潛在滑移帶發育與組成的土層室內土工試驗成果峰值的小值參與計算。cf=13.9kpa,φf=5.5°。

③附加力

滑床在地下水位以上,滑體內的裂隙不充水,前緣亦無地下水排出,因此不計水壓力;滑體上分布有兩幢職工住宅樓,附加荷載分別為300kpa和400kpa;xx縣為6度烈度**設防區,故不考慮**力。

④計算公式的選用

機關滑坡潛在滑移面縱向上呈折線型,依滑移面形態,選取折線形滑移面公式進行穩定性計算:

fs=式中:fs—穩定係數;

qi—第i塊段所受的重力(kn/m);

ri —作用於第i塊段的抗滑力(kn/m);

ni—第i塊面滑動面的法向分力(kn/m);

φi—第i塊段土的內摩擦角();

ci—第i塊段土的內聚力(kpa);

li—第i塊段滑動面長度(m);

θi· θi+1—第i、i+1塊段滑動面傾角()

ti—作用於第i塊段滑動面上的滑動分力(kn/m);

j—第i塊段剩餘下滑力傳遞至i+1塊段時的傳遞係數(j=i);

pi=pi-1·ψj+fst·ti-ri

式中:pi、pi-1—分別為第i塊,第i+1塊滑體的剩餘下滑力(kn/m);

fst—滑坡推力計算安全係數,計算時取fst=1.15。

⑤計算結果

計算結果見插表4-1。

4.2.2 滑坡穩定性評價

據穩定性計算結果:該滑坡穩定係數fs最小1.00,最大1.04,剩餘下滑力p最小79.56kn/m,最大143.46kn/m。表明滑坡處於極限平衡狀態。

4.2.3 滑坡穩定發展趨勢分析

該滑坡尚未發生整體滑動,滑體上出現有不穩定跡象,主要是地裂縫及房屋變形開裂。表明當前處於極限平衡—蠕動變形階段,若斷續發展,則有可能產生整體下滑,若遇地表水大量滲入,其當前穩定性將被破壞,極可能導致滑坡失穩。

6.5.2機關滑坡治理方案選擇

方案1:預應力錨索工程治理方案

主要工程布置是在滑坡體的中下部採用預應力錨索框架梁形式進行處治。

該方案在工程完工的初期,能夠起到較好的穩固坡體的作用,但由於該滑坡體上存在一定厚度的鬆散層—第四系人工堆積層(qml),時間較長後,預應力可能因鬆散土體的微變形而喪失,達不到永久**滑坡的作用。顯然存在工程安全問題,該方案不予採用。

方案2:普通砂漿錨桿框架梁工程治理方案

主要工程布置是在滑坡體中部(8-8ˊ與9-9ˊ工程地質剖面之間)布設間距為3m×3m的200kn抗拔力的普通砂漿錨桿,孔徑110mm,孔內灌注m20水泥砂漿,杆體採用長11m的2φ32鋼筋。各錨桿間使用c25鋼筋混凝土地梁(規格為30cm×50cm)連系,坡面植草面積約2500m2,並布設相應的截排水措施。

該方案的工程量統計詳見插表6-6,工程費用概算見插表6-7。

某滑坡成因分析及治理措施

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