富水黄土梁滑坡处治方案探讨

某黄土梁自然坡度较为平缓,地形明显上相对凹槽状,地层由上至下分别为Q4粉土,褐黄色,呈可塑~硬塑,厚约6~7m。下伏湖泊相沉积为主、产状近水平的泥岩(E2),棕红色,强~中风化,厚层状构造,泥质胶结,岩性软弱。其下为砂砾岩(E 2s ),棕红~灰白色,中风化,碎屑结构,厚层状构造,钙质胶结。
滑坡整体上呈倒葫芦状,坡体在降雨作用下使地形上呈凹槽状区的地表水大量汇集于滑区,导致土岩界面在 接触冲刷、地下水软化等作用下,造成上部覆盖层发生滑坡。滑坡主轴长约80m,滑面深度约6m,后缘张拉裂缝贯通、下错,滑坡前缘在水与滑坡挤压作用下滑塌严重,滑坡体积约3.5万方,威胁相邻高速公路隧道的安全。

图1 滑坡全貌

图2 滑坡前缘塌坍

图3 滑体地表积水
图4 滑坡后缘圈椅状裂缝
图5 滑坡地表植被良好
从病害成因来看,坡体主要是由于地形相对低凹造成降雨时大量汇水进行滑区,造成黄土富水而发生浅层滑坡。如若不能及时治理,将可能不断牵引发展而造成滑坡规模的扩大。而这种规模上的变化包括滑坡面积上的不断扩大,也包括滑坡深度上的变化,也就是说,滑坡“治早治小”的理念。
此外,滑坡是水作用因素诱发所致,故滑坡治理中应贯彻“治坡治水”的理念,防止坡体富水不但可能会造成滑坡越顶事故的发生,也可能会造成滑坡的滑面加深。
其次,该滑坡的处治时,应兼顾到滑坡前缘的边坡病害问题。即本次坡体病害治理应包括滑坡与边坡两个方面的内容。基于此,

1、在滑坡前缘的抗滑段部位设置,结合现场实际情况设置Φ2.0m@4.5m的旋挖式抗滑桩,并清除桩前黄土滑塌体。

2、抗滑桩设置时考虑到桩体下伏第三系泥岩的岩性软弱,且坡体富水而清方后的基岩面较陡,故抗滑桩的锚固段扣除了滑面以下水平距离8m范围内的岩体锚固作用,确保抗滑桩形成的“半无限体”的锚固受力效果。在此基础上,为有效限制桩体的转角,在桩体悬臂段设置两排锚索对桩体进行约束。

3、在抗滑桩前部的清除坡面上,考虑到坡体的岩性软弱,且坡面裸露面积较大,故设置锚杆框架在对边坡进行加固的基础上,对坡面利用框架进行适当的分割而兼顾坡面防护。锚杆框架的设置,也有利于提高后部抗滑桩的锚固效果。

4、为有效疏排坡体地下水,提高坡体的稳定性,在抗滑桩前部的悬臂段设置桩前挂板后,在挂板后部的桩间设置高约1.5m的透水性材料,有效疏排桩后地下水,防止桩体设置造成地下水位的抬升。

其次,在桩间挂板的下部设置长度约22m的仰斜排水孔,有效疏排桩后一定范围内的滑体地下水,有效提高滑坡体的自身稳定性。此外,在路基标高部位设置长度约22m左右的仰斜排水孔进行下水疏排。以上两排仰斜排水孔均应伸入下伏土岩界面和不同岩性的界面,从而有效将隔水层部位的地下水进行疏排。

5、在滑坡后缘裂缝后部约10m的部位设置环状地表截排水沟,防止周边坡地表水汇集进入呈凹形的滑体。

图6坡体病害处治工程地质断面图
综上,该坡体病害处治中,考虑了:
1、抗滑桩设置于滑坡抗滑段,从而有效减小支挡工程规模,且要防止设置过于靠前而造成滑坡越顶。
2、桩体前部坡土体富水,故进行清除后在有利于边坡工程的治理的基础上,有利于后部抗滑桩部位设置仰斜排水孔疏排土岩界面的地下水。
3、抗滑桩设置时要考虑到富水软弱岩体的滑面动态变化性,故抗滑桩在扣除一定深度内的安全锚固段后,应结合岩体性质和岩性差异等因素,适当加深抗滑桩进行潜在病害的控制。当然,滑坡的下滑力计算仍以目前的滑坡为基准进行。
4、坡体富水,应对不同深度的地下水进行有效引排,防止坡体在地下水的长期作用下而造成滑坡的安全性和滑面等出现动态变化。
5、桩前清方后的边坡高度较大且岩性软弱,故设置锚杆框架进行预加固,这样不但可有效提高边坡的稳定性,也有利于后部抗滑桩的锚固条件,并兼顾了坡面的防护。
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