维普资讯 http://www.cqvip.com 霍 ………………………………… １０Ｔ ． …ＶＯＬ…．１１…Ｎｏ．２ 某高速公路滑坡稳定性分析与治理设计 朱超吕伟金超 （江苏省徐州工程勘察院） 摘要结合某滑坡的基本情况、地质条件、特征及成因等，对滑坡进行了在不同工况下的稳定性计算与 分析评价，并且提出了相应整治措施，确保其不会对高速公路的正常运营带来影响。 关键词滑坡稳定性治理方案 １ 工程概况 施工项目位于甘肃省东南部，属秦岭山地。研 究区内群山林立，沟壑纵横，属中高山侵蚀山地。秦 岭与岷山两大山系的支脉东西和南西至北东两个方 向绵亘，白龙江以北秦岭山脉向西延伸，白龙江以南 岷山山脉向东北延伸，形成复合型地貌形态。 路线走廊带所经河谷、山地等不同地段，依其成 因将地貌单元划为河谷区和山区两大单元，再按形 态及侵蚀切割程度进一步划分为河床漫滩、阶地及 裸露基岩、覆盖层堆积山区。 本路段滑坡非常发育，也是武都地区泥石流物 质的主要来源之一。主要分布在白龙江、福津河、玉 皇沟两侧，少量分布在洛塘河两侧。福津河、玉皇沟 较为集中，大多以滑坡群的形式出现，并经后期多次 改造，形态不完整或不规则。 ２滑坡体特征 滑坡在平面上呈一簸箕形，南北向长约４０５ｍ， 东西向宽１６０ｍ，厚约３—１３ｍ，轴部最长，两侧稍短。 该滑坡体长４０５ｍ，宽１６０ｍ，厚约３—７ｍ，滑体体积 约为３２５９２０ｍ ，属巨型牵引式黄土体滑坡，滑坡体 物质为黄土状土和碎石土。 ３工程地质情况 ３．１地质构造 该滑坡位于陇南市武都区汉王镇固水子村，地 貌属中低山区内发育的白龙江河谷阶地区，滑坡体 发育于白龙江河谷南岸山体阶地斜坡上，整体形态 清晰，轮廓明显，滑坡后壁地形呈圈椅状，有明显滑 坡壁，目前滑坡后壁较高并长满植被。滑坡坡面平 缓，平台宽大，已经整平并垦为耕地。由于雨水长期 ［收稿日期］２００７—８—１０ ６０ 浸蚀，滑体中部形成陡坎，陡坎下贯通型落水洞发 育，平面上呈串珠状，呈近南北向分布，洞口０．２— １．Ｏｍ不等，最大洞口直径近１．５ｍ。由于河水搬运， 滑坡前缘大部分早期滑坡物质被冲蚀，近年人工垦 植为耕地。 ３．２岩土构成 滑体组成比较简单，按其颜色、成份、力学性质 可划分为两类，即黄土状土和碎石。 黄土状土：浅黄色，土质均匀，结构致密，含少量 蜗牛壳碎片，夹少量碎石，稍湿，硬塑。 碎石土：灰黄色，成份以灰岩、为主，粒径以２— ６ｃｍ为主，含量占６０％一７０％，充填物以亚粘土为 主，稍湿，密实。 依据土工试验资料，滑坡体上部土体无自重湿 陷性。 滑坡滑带土呈灰黄色，土质不匀，结构致密，滑 坡上部的滑带土含灰黄色粘土块和少量碎石、角砾， 下部为灰黄色卵石，稍湿，硬塑 滑床为泥盆系中统三河口组片岩，灰黑色，变晶 结构，节理、裂隙发育，岩体风化破碎，呈碎石一碎块 状。 ４滑坡成因分析 （１）地形地貌条件：本场区地貌属中低山区内 发育的白龙江河谷阶地区，滑坡体发育于白龙江河 谷西岸山体阶地斜坡上，滑坡体沿基岩面产生顺层 滑坡。 （２）地层条件：滑坡体主要为第四系堆积物，以 碎石土为主，上部土体松散，有利于地表水入渗，下 伏基岩为千枚岩，是较好的隔水层，易于在堆积物与 片岩的接触面形成一薄弱层，在松散土体本身自重 的作用下，有利滑坡的形成。 维普资讯 http://www.cqvip.com 主三墨墨一曼ｌ＿１．兰一舅三 …………………………………………………………………………．． 圣 （３）水文地质条件：滑坡体后缘有较大的汇水 面积，在暴雨或长时间降雨期间，地表水沿裂缝迅速 下渗到滑床，基岩阻水，浸润滑动面，降雨集中，为滑 ＝ｃｏｓ（￣ 一１一 ）一ｓｉｎ（Ｂ 一１一 ）ｔａｎｔｈ 式中：， 、 一 一第凡块、第凡一１块滑体的剩余 下滑力； 一传递系数； 一滑坡推力安全系数；Ｇ 、 坡体提供了关键因素；同时滑坡体两侧周边由于水 流作用影响，形成了贯通落水洞，使滑坡体与周围土 体切割分开，滑坡体在重力牵引作用下产生滑动。 ５滑坡稳定性验算与评价 ５．１定性评价 该滑坡体厚度为３～７．０ｍ，滑坡体成因（第一次 滑动）为：滑坡体前缘受白龙江侵蚀、冲刷影响，滑 坡体坡脚被冲刷破坏，致使坡脚黄土层临空，产生重 力牵引作用，滑体土产生拉张裂缝， 滑坡体后缘有较大的汇水面积，在暴雨或长时 间降雨期间，地表水沿裂缝迅速下渗到滑床，侵润滑 动面，下部千枚岩浸润后易滑动降雨集中，为滑坡体 提供了关键因素，同时滑坡体两侧周边由于水流冲 刷影响，形成了灌通落水洞，使滑坡体与周围土体切 割分开，滑坡体在重力牵引作用下产生滑动 综上原因可知，目前滑坡整体处于稳定状态但 存在上部剪出的可能。且如发生强烈地震或强降 雨，滑坡有失稳下滑的可能。对拟建工程会产生一 定的不利影响。 ５．２定量评价 选择滑坡的主滑剖面，把滑体划分为３５条块分 布进行稳定系数计算，其公式Ｌ１ 如下： ｎ一１ ｎ一１ （ ｎ ）＋Ｒ ，。＝ — ｝一 （ ｎ ）＋ｉ ，＝ｃｏｓ（ ｉ一０ ＋１）一ｓｉｎ（０ｉ一０ｆ＋１）ｔａｎｑ￣ｉ＋１ Ｒ ＝ ｔａｎｑ￣ｉ＋Ｃ Ｌｉ 式中：， 一稳定系数；０ｉ一第ｉ块段滑动面与水平面 的夹角（。）；Ｒ 一作用于第ｉ块段的抗滑力（ｋＮ／ｍ）； 一作用于第ｉ块段的法向分力（ｋＮ／ｍ）； ｉ一第ｉ 块段土的内摩擦角（。）；Ｃｉ一第ｉ块段土的粘聚力 （ｋＰａ）； 一第ｉ块段滑动面长度（ｉｎ）； 一作用于第 ｉ块段滑动面上的滑动分力（ｋＮ／ｍ），出现与滑动方 向相反的滑动分力时， 应取负值； 一第ｉ块段的 剩余下滑动力的传递至 ＋１块段时的传递系数（ ＝ ）。 滑坡下滑推力的计算公式 如下： Ｆｎ＝Ｆｎ一１ ＋ Ｇ 一Ｇ ｔａｎｔｈ 一Ｃ Ｌ Ｇ 一第凡块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分 力； 一第凡块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准 值；Ｃ 一第凡块滑体沿滑动面土的粘聚力标准值；Ｌ 一第凡块滑体沿滑动面的长度。滑坡稳定系数计算 主要参数选取：天然状态下，天然状态Ｃ＝１６．０ｋＰａ、 ＝２３。， ＝１９ｋＮ・ｍ一，饱和状态下Ｃ＝１０．０ ｋＰａ、 ＝２０。， ＝２０ｋＮ・ｍ一，地震系数按０．２考虑进行 验算。经计算，各个工况的稳定系数如表１。 表１各个工况的稳定系数 计算结果表明，该滑坡整体和上部可能剪出口 在天然状态是稳定的达到规范要求的安全系数，但 在地震和饱水加地震的工况下，处于不稳定状态，因 此需要治理。治理方案按照本次设计按饱水状态下 安全系数１．２０与饱和加地震工况下安全系数取 １．０５时的大者进行设计。 ６滑坡治理方案设计与选择 ６．１滑坡治理方案设计 方案一 排水加上部削方、中部锚索地梁、下部反压方 案：１）拟在滑坡体周围外缘１～２ｍ处设置截排水 沟，总长约为８２０ｍ；２）在对滑体最上部的不稳定体 （１～６块）进行削方，以防其局部失稳；３）在滑坡中 部可能剪出口处（２ｌ块）设置锚索地梁，以防其从可 能的剪出口剪出破坏。地梁均设计为竖梁，横截面 为５０×５０ｃｍ ，竖梁顺坡铺设，锚索地梁斜长８ｍ；每 根竖梁设置３根锚索，竖向间距为２ｍ，竖梁间距为 ２ｍ，共设９８排竖梁；４）将刷方的土体置于滑坡体 前缘的进行反压，以保持下部滑体的整体稳定性。 方案二 排水加上部削方、中部与下部锚索地梁方案： １）排水措施同上；２）上部削方同上；３）中部锚索 地梁同上；４）在滑坡下部设置锚索地梁，对滑坡进 行加固。地梁均设计为竖梁，横截面为５０×５０ｃｍ ， 竖梁顺坡铺设，锚索地梁斜长８ｍ。每根竖梁设置３ 根锚索，竖向间距为２ｍ，竖梁间距为２ｍ，共设７５排 （下转第７７页） ６１ 维普资讯 http://www.cqvip.com 岩土工程界第 卷第ｚ期 而增加，但碎石桩上各测应力值比砂桩上对应各测 －■‘盘 蕾■ ［３］黄西龙・打砂石桩法加固软弱地基［Ｊ］．山西建筑，２００５，３１ 皇璧 桩的模量大于砂桩的模量造成的。 ：苎主苎曼宴 相同条件下，碎石 ～ （韩１７渊）明：６，２王－６小３章．，熊建华．挤密砂石桩对吹填砂地基的处理效 三 。，２ ：＿～……～” ，（３）随着荷载的增加，散体材料桩（碎石桩、砂 桩）边桩桩土应力比先增大后慢慢减小，中桩桩土 ［５］江根明胡秋生．砂桩在高速公路软土地基中的应用与分析 ［Ｊ］．建筑施工’２００５，２７（１）：４８—５０． 应力比先快速减小后缓慢减小，而平均桩土应力比 先快速减小后慢慢减小，并且三者趋于一致。但碎 石桩复合地基各桩土应力比的值均大于砂桩复合地 基各对应桩土应力比的值。 ［６］郑敏．浅析砂桩在珠江堤防工程中的应用［Ｊ］・广东水利水 电，２００。，（。）：２３－２４． 姚华’，２００３ ．； ‘碎石桩复合地基模型试验¨ ［８ ３胡海燕碎石桩处理软土地基室内模型试验［Ｊ］．铁道勘察， （４）随着荷载的增加，碎石桩的荷载分担比先 ２００６，（５）：４９—５２． 增加后减小，而碎石桩桩间土的荷载分担比则相反， ［９］Ｗｏｏｄ Ｄ，Ｈｕ Ｗ，Ｎａｓｈ ＤＦＴ．Ｇｒｏｕｐ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｓｔｏｎｅ Ｃｏｌｕｍｎ 先减小后增加；而随着荷载的增加，砂桩的荷载分担 Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔｓ…・Ｇｅｏｔｅｅｈｎｉｑｕｅ，２０００，５０（６）：６８９ 直到加载至极限承载力之后，： ． 的 ２ 两者的值趋于稳定，且 ［。ｏ］－赵０９明￣．华，杨明； 磊 报 辉，卫军．散体材料复合地基承载） ，一３４一力计算研究 （３） ：９１…－ 碎石桩复合地基桩、土荷载分担比与砂桩复合地基 ９３． 桩、土荷载分担比趋于一致。 ［１１］刘杰，张可能．散体材料桩复合地基极限承载力计算［Ｊ］． 参考文献 岩土力学，２００２，２３（２）：２ｏ４－２０７． ［。］郑俊杰＿地基处理技术［Ｍ］・武汉：华中科技大学出版社， 第一作者通讯地址：武汉市珞瑜路１０３７号华中科技大学西 ［２］杨德互，叶真华．振动挤密砂桩消除砂土ｉｑ／，￣和提高单桩承载 十三舍１１５室 邮编：４ ００７４ （上接第６ｌ页） ７ 结语 该滑体目前处于基本稳定状态，但是如发生强 烈地震及强降雨，滑坡就会失稳下滑。因此要详细 调查、了解工程地质情况，分析滑坡发生、发展的原 因，从实际出发进行设计，并考虑施工、经济等因素， 对两种治理方案，择优选取。无论采用哪种方案进 图ｌ反压及错索地梁剖面图 行整治，都必须先治水，采取修建截水沟、排水沟等 措施，把地表水引出滑坡体外后，再实施整治。另 竖梁。 外，一些锚索重要的设计参数还须通过施工现场试 ６．２治理方案的选择 验调整，遵循“动态设计、动态管理”原则，以确保滑 坡整治效果达到预期目标。 方案一在保证滑坡稳定的前提下，省工，省时， 经济简便，并可消化其他路段的弃方。 参考文献 方案二从根本上治理滑坡，保护坡体，但不如方 ［１］ 中华人民共和国建设部．岩土工程勘察规范（ＧＢ５００２１— ２００１）．北京：中国建筑工业出版社，２００２，２． 案一经济。 ［２］ 中华人民共和国建设部．建筑地基基础设计规范（ＧＢ５０００７— 综合分析认为，该滑坡治理采用方案一比较合 ２００２）．北京：中国建筑工业出版社，２００５，９． 适。 治理后滑坡整体处于稳定状态，安全系数满足 第一作者通讯地址：江苏省徐州市泉山区纺织东路１号江苏 规范要求，从而避免了滑坡失稳对拟建公路的威胁。 省徐州工程勘察院 邮编：２２１００６ ７７
