浅谈高速公路滑坡病害分析及应急治理措施

2019-02-17 05:35范光星
四川水泥 2019年12期
关键词:抗滑桩坡体坡面

范光星

(福建省闽招工程检测有限公司,莆田 351100)

0 前言

高速公路K64+940~K65+360 段左侧边坡于2013年6月底开挖路基及边坡,至2014年4月底边坡开挖已基本完成,原设计为普通植草防护,至2014年6月坡面植草防护完成。2014年4月~7月期间受降雨影响,边坡坡顶开裂及坡面出现滑坍,该段变更设计进行滑坡治理,主滑区域B 区采用锚索抗滑桩支挡,A 区、C 区采用第一阶挡墙支挡、第二阶预应力锚索框架进行加固,2015年12月该滑坡治理工程完成。

2016年高速公路通车运营,3月对边坡地表宏观巡查发现,该滑坡抗滑桩前部坡面(第2 级坡面)拱形骨架挤压破坏,局部滑塌,坡有明显滑动变形反应;第1 级平台出现纵向张开裂缝;抗滑桩桩间土体局部小坍塌。至9月,滑坡坡体变形加剧,第2 级坡面滑塌变形严重,呈散体状;抗滑桩桩间土发范围坍塌严重;坡脚第1 级半挡墙,在大里程方向沿施工缝处变形开裂,局部出现水平向剪切裂缝。大里程K65+240 断面,坡顶距坡口线约17m、35m 处出现2 道变形裂缝,延线路方向展布。

1 滑坡变形特点

经2016年8月、9月多次对滑坡现场进行踏勘与巡查结合深部位移监测数据分析,该滑坡变形总体特点:

1)坡体局部段落单级边坡浅层的滑塌,形成局部浅表层的不稳定体,对坡体整体稳定影响较小。同时,抗滑桩桩间土体滑塌,对抗滑桩的整体受力不利,影响较大;且说明该地层岩体受地表水(含地下水)影响较大,雨水易崩解、散体,岩体强度指标下降明显,对滑坡整体加固支挡影响较大。

2)坡体前缘结构物的变形开裂反映,主要表现为坡体原滑动面的变形加剧反映,对坡体整体稳定性影响较大;坡体大里程方向第1 级平台开裂、反翘鼓出,第1 级挡墙水平方向沿施工接缝剪出,第2 级锚索框架锚头开裂等;坡顶山脊出现2 道开裂裂缝。综合分析该滑坡大里程方向沿原滑动面变形明显,逐步呈加剧发展趋势。

3)抗滑桩监测及位移监测数据反映的坡体深层滑动面的变形,现阶段变形量值较小,主要体现为蠕变发展阶段;根据后期监测数据反应,抗滑桩存在较明显整体倾斜变形,坡体深层变形发展较明显,说明坡体变形往深层发展,对坡体整体稳定性影响较大。

4)前阶段坡体前部高速公路路面检查未发现明显裂缝,9月27日宏观巡查发现,K65+200 段高速路面出现一道长约6m 纵向挤压裂缝,说明坡体变形逐步发展,对高速公路运营安全影响日趋严重;前部村庄外业调查尚未发现明显变形活动,需继续加强巡查和坡体前部的监测工作。

综合以上情况分析,认为该滑坡变形主要表现为大里程方向变形明显(K65+200 段),变形量值较大、变形深度较深,往小里程方向变形量值逐步减小。

2 变形原因分析

(1)特大持续强降雨影响。结合滑坡深部位移监测数据分析,2016年该地区遭遇“尼伯特”和“莫兰蒂”2 次台风后一段时间,坡体发生较明显的变形活动,坡体地下水位明显上升,泉眼及平孔排水渗水明显,水量较大。综合分析,特大持续的强降雨影响为该滑坡复活的主要外在诱发因素之一。

(2)大气降雨及地下水因素。根据监测数据显示,该滑坡受大气降雨影响,地下水变化明显,具有丰富的地下水,降雨后水位较高。滑坡后部山体地势较为平缓,具有较大汇水面积,且坡体表层为含碎石粉质粘土,岩体松散,为大气降雨提供较好的渗透路径,地下水发育程度受大气降雨及季节影响明显。大气降雨及地下水活动是滑坡变形复活的主要外在因素之一

(3)脆弱的岩土工程力学性质。场区上覆厚层的坡积含碎石粉质粘土、残积粘性土,均为高液限土,下伏风化层凝灰岩、含砾凝灰岩、凝灰质粉砂岩,且发育顺坡面节理、层理。对于该滑坡体的地层岩性及节理、层理面,在地下水作用下,岩体饱水后岩体软化明显,抗剪强度指标将低,对坡体稳定性造成明显影响;同时,坡体以松散土层及全、强风化岩为主,渗透系数相对较大,下伏中风化岩为相对隔水层,在雨季时雨水下渗后,地下水位在此处抬高,促使岩体土层相对饱和软化,抗剪强度降低,为深层潜在软弱滑动层。该地质条件为滑坡复活的主要内在因素之一。

(4)滑坡变形发展的复杂性。该滑坡施工期间发生变形发展,根据施工期间监测数据、变形破坏情况及设计文件反映,其坡体滑动面较为明显,主要位于坡体的坡积含碎石粉质粘土层,剪出口位于边坡第1 级中部,潜在滑动面位于全风化含砾凝灰岩地层,剪出口位于边坡坡脚附近。高速公路进入运营阶段后,受大气降雨、地下水及台风带来的特大降雨影响,坡体岩土体在地下水作用下,岩体力学强度指标发生变化,致使坡体变形持续发展。受人工建设的支挡工程作用,坡体原变形体得到抑制,滑坡的变形发展致使坡体滑动面下移(运营后监测数据分析)、滑坡牵引变形范围进一步扩大,最终导致滑坡变形的整体规模加大,对原有的工程支挡结构破坏加剧,坡体抗滑桩、预应力锚索框架及边坡坡体发生较大的变形反应。滑坡变形发展的复杂性是滑坡支挡防护工程措施失效的内在因素之一。

3 滑坡体趋势分析

该滑坡现阶段总体上处于蠕动变形发展阶段,且逐步变形加剧,变形范围扩大,变形深度逐步加深,逐步向滑坡后部延伸、向滑坡前部路基逐步挤压影响。该坡体的变形发展对滑坡稳定性影响逐步加大,坡体稳定性较差,对高速公路的顺畅通行和安全运营存在严重的隐患。

4 滑坡治理措施

根据对滑坡体的变形特点和趋势分析,提出以下滑坡应急和治理措施

1)、反压工程。现阶段该滑坡变形发展加剧,为确保坡体的稳定,在坡体前部采取反压措施。根据坡体各区域的稳定状态,对该滑坡采取临时反压进行坡体前部支挡。

2)、桩间土的稳定。抗滑桩桩间土体由于工程地质条件较差,在水的作用下,桩间土垮塌较明显,严重影响抗滑桩的受力效果。立即采取临时工程措施,对桩间土体进行加固处置,采用挂网锚喷等见效快、便捷的工程防护措施。

3)、地下水的引排。该滑坡变形受地下水影响明显,且现阶段坡体地下水丰富,含水量较大。立即开展坡体地下水引排措施的实施,有效降低地下水位,提高坡体的稳定状态。

4)、坡体上部较平缓,地表汇水面积较大,且植被发育,对地表排水不利。清除滑坡体范围内植被,清除整理地表地形,根据坡体地形条件设置外围及内部多道截水沟,有效截留地表汇水;设置多道“树枝状”排水沟,截水沟与排水沟有效连通,加快地表水的截留引排。截水沟、排水沟按永久性措施实施,根据地表水汇水水量情况,加大沟断面的截面设计,避免引水外溢。

5)、坡面封闭。该滑坡多次发生滑塌,岩体松散,地表水易入渗。加强坡面松散及变形裂缝的封闭。采用素喷混凝土等临时措施封闭坡面,减少地表水入渗。

6)、加强坡体位移监测及宏观巡查。根据坡体变形发展情况,增加部分监测工作,主要以坡体侧部、后部及坡体前部路基外侧等,以便于通过坡体深部位移监测工作,有效的揭示坡体变形发展的详细数据及资料,如坡体变形深度、范围、前部影响位置等。

根据滑坡病害的特点、成因分析和稳定性判断,故该滑坡于2018年5月前完成预应力锚索抗滑桩、预应力锚索框架、锚索十字面板等分区加固治理措施,通过处理后的监测数据表明坡体已处于稳定状态,滑坡治理达到了预期的效果。

5 结语

对于大中型滑坡,安全隐患大,处治造价高,对于治理措施的选择必须谨慎。首先必须对滑坡体进行详细的工程地质勘察和监测分析,对滑坡地层、滑坡体变形的特点、滑动面位置、滑坡稳定情况等进行正确的判断。然后综合考虑安全经济技术因素比选采取滑坡的相应治理最佳措施方案,过程中强化对边坡施工实时监测和宏观检查,实时反馈信息并结合开挖情况和气候条件等因素,在施工过程中进行动态设计,确保万无一失,争取一次治理成功,

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