您現在的位置: 首頁 > 企業文化 > 企業文化

川西高原公路建設誘發滑坡的綜合治理措施研究


來源:高路咨詢公司-馬菖林-四川水泥 2019年01月刊       發布時間:2019/3/15 18:46:41     點擊率:185

分享到:




摘   要

本文結合川西高原山區公路的滑坡實例,分析了滑坡形成機理,根據變形特征、剪出口,確定滑面并計算下滑推力,根據地形地質條件,下滑力大小,造價工期等確定了改移路線,設置樁板墻,樁板墻和坡腳間填土反壓增強滑坡穩定性的治理措施,根據反壓后下滑推力的計算結果進行了樁板墻的結構設計,確定了抗滑樁樁長,間距,截面形式,配筋等;針對滑坡后緣的變形特點,確定了豎梁錨索加固措施;為防止水土流失影響生態,設置擋墻收縮填土坡腳;最終形成了針對該滑坡的“改移路線+填土反壓+樁板墻+豎梁錨索+擋墻”的綜合治理措施。 

關鍵詞:公路工程    滑坡    改移路線    樁板墻     填土反壓    綜合治理

引言

公路工程作為一種線性帶狀工程,沿走廊帶穿越各異的地形地質單元。為滿足功能要求,山區公路常不可避免的沿坡腳布設路線,切割既有邊坡坡腳,從而使原邊坡平衡狀態被破壞,引起邊坡失穩,危及公路安全。

公路工程建設中對于較大的滑坡災害,處理難度大,費用高,常采取改移路線,繞避至滑坡影響范圍以外,對于小型滑坡,常采取工程治理措施進行處治,目前滑坡處治中,常用的處治方式有后緣清方卸載,坡腳反壓,抗滑樁,抗滑擋墻,預應力錨索,注漿加固,微型樁加固等。而具體工程常需結合現場地形地質條件,工期,造價,施工難易等尋求綜合處置方案。

1.滑坡概況及發展趨勢

四川西部高原山區某一國道在修建過程中切既有山坡坡腳而過,原山坡較高陡,主要由角礫土,碎石土構成,堆積物厚約20余米,切坡嚴重破壞了原邊坡的應力平衡,產生裂縫和下滑。該滑坡為崩坡積土層內部滑坡,周界較明顯,后緣呈圈椅狀,后緣裂縫垂直錯動變形約2米,范圍內見多級弧形拉裂面?;輪嵯虺ざ仍?0m,平均寬度50,平均深度6m左右,總方量2.1萬立方米?;麓τ誶肺榷ㄗ刺?,發生后仍有進一步的變形跡象,可能牽引后緣山體進一步失穩下滑,形成更大規模的災害,嚴重威脅公路工程建設,。

2.現場地形地質條件

滑坡區域屬構造剝蝕侵蝕高山河谷地貌,擬建公路位于河流和斜坡之間,路線展布空間有限?;慮嘍愿卟?7m,坡面呈階梯狀,總體坡度約35°,坡腳由于公路開挖造形成2-7m陡坎,開挖面可見明顯滑動剪出跡象?;慮哺遣愫穸?8-20m,滑坡體為第四系角礫土、碎石土,坡腳及溝底為第四系沖積卵石土,下伏三疊系上統雅江組(T3y)板巖。板巖強風化巖體完整性差,中風化巖體完整較好。工程區地震動峰值加速度為0.20g,相應地震基本烈度為Ⅷ度?;慮叵濾癲亟仙?。

3.滑坡處治措施的確定

根據地勘鉆孔揭示及滑坡的后緣裂縫及前緣剪出口位置,確定滑坡滑動面為沿碎石土內部滑動,選取滑坡主滑斷面對該滑坡建模及穩定性計算,得出暴雨狀態下下滑力達716.21KN,抗滑擋墻難以滿足抗滑要求,而滑坡后緣山坡高陡,清方卸載難以實施且存在牽引后部繼續發展的風險,因此擬設置坡腳抗滑樁;由于覆蓋層厚度較大,抗滑樁為保證抗滑效果和減小樁頂位移,只能加大嵌入基巖深度,因此會大幅提高樁長和鋼筋用量,如設置樁頂錨索減小樁頂位移和樁長,則錨索長度太長,厚層堆積物中成孔質量一般且工期緊張,因此需尋求綜合治理方案。

考慮到目前道路中線臨近坡腳,左側雖臨近河流但仍有一定的空間,因此對目前路線進行適當像左側改移,(見圖1)于本段路線增設一線型“交點”,減小曲線半徑,加大路線與滑坡之間的距離,而后利用路線與坡腳間的空間進行反壓坡腳,減小滑坡下滑推力。施工時抗滑樁沿路基邊線布設,然后進行回填施工和樁間掛板施工,最終形成改線+反壓坡腳+樁板墻支護的工程措施。

 

圖1  改移路線示意及滑坡主滑斷面


4.反壓后滑坡下滑推力計算

4.1建立計算模型

該滑坡在天然工況下,處于欠穩定狀態,在地震或暴雨工況下穩定性還將進一步變差,隨時引發滑動。根據該滑坡變形特征,采用理正巖土6.5版“復雜土層滑坡計算”??槎愿沒陸薪#?)及計算,設計時考慮反壓坡腳以增強滑坡的穩定性,計算時也加以考慮,計算模型如下圖2所示。

圖2  填土反壓后滑坡計算模型

4.2計算過程

結合地勘資料和目前滑坡變形現狀反算分析,同時類比參考附近同類型邊坡的實驗參數,綜合確定滑坡計算參數如下表1:

表1  滑坡推力計算參數表

滑坡計算采用通用規范法,以剩余下滑力為計算目標,工況為天然、暴雨、地震三種工況,安全系數取1.1,安全系數用于擴大自重下滑力(KT模型),滑體土層按不同土性分為填土,碎石土,角礫土三個分區,滑面采用已知滑動面?;寮撲慵蟯既縵巒?所示:

 

圖3  填土反壓后滑體土性分區及條分圖

4.3計算結果

根據滑坡的后續變形趨勢,以從坡腳剪出的滑面為依據,分別計算天然、暴雨、地震三工況下的滑坡剩余下滑推力,天然工況下滑力341.454kN,暴雨工況下滑力579.362kN,地震工況下滑力408.486kN,因此取滑面K=1.10的暴雨工況為最不利工況,計算抗滑樁后的剩余下滑水平推力為579.362KN,以此下滑力作為樁板墻設計依據。

5.樁板墻設計計算

5.1樁板墻受力分析的兩種情況及計算模型

反壓填土后抗滑樁受力狀態,一為暴雨工況下的剩余下滑力,另一種為地震時庫倫土壓力的作用,取最不利情況確定抗滑樁結構配筋。經初步試算及樁孔施工條件,采用人工挖孔方樁,樁截面短邊2米,長邊3米(沿滑坡推力方向),樁總長26米,嵌入穩定巖土層共14米(嵌入中風化板巖5米,土層9米),外露懸臂端12米,樁間距5米,樁外露部分間的單塊擋土板厚0.5米,寬4米,沿樁長方向高1米,樁板墻布置橫斷面圖及計算模型見下圖4、5所示:

  圖4  樁板墻布置橫斷面(內掛擋土板)

圖5  樁板墻計算模型

5.2計算參數及過程

按照相應結構設計規范,確定樁身采用C30砼,主筋HRB400鋼筋,箍筋HPB300鋼筋,箍筋間距250mm。采用暴雨工況下的樁后下滑力計算,擋土板采用C30砼,縱筋HRB400鋼筋,填土容重20kN/m3,內摩擦角35°,墻背與填土摩擦角20°,地震烈度8度,水平地震系數取0.2,重要性修正系數1.0,綜合影響系數0.25。 根據地質條件,樁底支承條件為鉸接,樁上的推力分布為矩形,采用M法進行計算,最后一塊滑面水平,水平推力即剩余下滑力 579.362kN/m,樁內力計算中,滑坡推力安全系數,庫侖土壓力分項系數取1.35。

5.3樁板墻計算結果及結構設計

利用理正樁板墻??榧撲愕貿隹夠巢啵ǖ餐斂啵┳畬笸渚?3721.5kN.m,最大剪力5530.9kN,樁頂位移48mm需配縱筋34448 mm2 ,擋土板最大土壓力65.1KPa,彎矩814.7 kN.m,需配縱筋5626 mm2;地震時土壓力作用下背側最大彎矩20091.1kN.m,最大剪力3552.8 kN,樁頂位移為28mm,需配筋面積20251mm2 ,擋土板最大土壓力90.9KPa,彎矩1112.3kN.m,需配筋7968 mm2。      

由上可知抗滑樁在推力作用下受力較大,板在土壓力下承受較大的荷載,因此在滿足樁最大配筋的要求下,適當加大板的配筋,最終擋土板實配筋8038.4 mm2;樁結構設計如下:樁縱筋采用φ32鋼筋,背側設置雙排,每排11束,每束由2φ32鋼筋組成,外側一排沿樁長通長設置,內側一排根據彎矩計算結果,在受力較大的截面范圍配置,以各截面實際配筋大于各截面所需配筋控制,面側設置一排12束,每束由2φ32鋼筋組成,通長配置,左右兩側架立筋分別為13φ25,箍筋采用φ16,最終背側實配縱筋面積35368.96 mm2??夠紙畈賈眉巒?

 

圖6  樁截面配筋圖

5.4 樁側地基橫向容許承載力驗算

根據勘測資料,中風化板巖單軸抗壓極限強度取為20MPa。當地層為巖層時,折減系數為0.3,水平方向換算系數為0.5,計算得樁側地基橫向容許承載力為3000KPa。理正計算得滑坡推力作用下嵌巖段樁身最大反力為781.97KPa,樁側承載力滿足要求。對于樁基埋入的土層段,滑動面以上取回填土暴雨狀態下γ為20KN/m3,滑動面下填土及卵石土內摩擦角φ=25°,C=5KPa。計算得最大橫向容許承載力為489.3KPa。而樁身土層段最大土反力為406.958KPa,滿足要求。

6.其他處治措施

由于滑坡發生后一直處于變形狀態,為減小變形、增加土體穩定、防止后緣臨空面的垮塌加載惡化滑坡穩定性,于該滑坡后緣設置豎梁錨索;川西高海拔地區,生態環境脆弱,為避免水土流失及環保,填土采用粗粒透水性土,樁板墻兩側接擋墻進行填土的收坡;設置截排水措施,滑坡范圍以粘土封閉裂縫,填土上覆蓋種植土,然后綠化。

經上述處治措施后,滑坡處治的立面簡圖如下圖7:

 

圖7  滑坡處治立面圖

7.結語

從以上對于該滑坡的分析,可得出如下幾點:

該滑坡的基本特征為地處川西高原,滑面沿土層內部展開,基巖埋藏較深,目前滑坡處于欠穩定狀態,威脅大;公路路線雖具備展線條件,但無法完全繞避該滑坡。

針對該滑坡設樁條件較差,下滑力較大但具備一定展線條件等基本特征,確立了先改線,再填土反壓,設置樁板墻支擋的處治措施。

計算得出暴雨工況下,滑坡反壓后的剩余下滑推力約579 KN;抗滑樁的受力按下滑推力和地震時土壓力兩種情況考慮,按不利情況分別計算抗滑樁和樁間擋土板的受力,進行抗滑樁和擋土板的結構設計;最終確定抗滑樁長26m,樁中心距5m,截面2×3m,錨固段長14m,背側實配縱筋面積35368.96 mm2,擋土板實配筋8038.4 mm2。

設置豎梁錨索加強穩定性,為?;ど?,設置擋墻圍護填土,最終形成“改線+反壓坡腳+樁板墻支護+豎梁錨索+擋土墻”的綜合滑坡處治措施。

參考文獻

[1]李安洪等.山區鐵路(公路)路基工程典型案例[M]. 成都:西南交通大學出版社,2016

[2]王恭先,徐峻齡,劉光代等.滑坡學與滑坡防治技術 [M]. 北京:中國鐵道出版社,2004

[3]蔣鵬飛等.公路邊坡防護技術 [M]. 北京:人民交通出版社,2011

[4]陳祖煜.土質邊坡穩定性分析—原理?方法?程序[M].北京:中國水利水電出版社,2003

[5]許建聰.碎石土滑坡變形解體破壞機理及穩定性研究[D].浙江:浙江大學,2005

[6]GB50010-2010(2015年版)混凝土結構設計規范

[7]JTG D30-2015公路路基設計規范

[8]JTG B02-2013 公路工程抗震規范



分享到:

四川藏區高速公路有限責任公司 版權所有

地址:成都市武侯區西一段90號四川高速大廈 電話:028-85038253

蜀ICP備15001347號-1 技術支持:德州扑克陈强尼视频

pk10冠亚和单双对刷 终于发现分分快3稳赚公式 大乐透彩票电子彩报 足球比分直播 北京pk10赛车在线计划 北京pk10是网络赌博吗 什么是包胆号码 时时彩专家计划网站 上海快三计划软件 福彩 杀3停1输5赢6什么意思 黑龙江时时停售了 小胆神3b独胆 不倒翁投注法的原理 天津时时开奖客户端 打916单双倍投计划 欢乐生肖玩法规则