張曉斌
(福建省地質(zhì)工程勘察院,福州 350002)
福建省三明市徐碧學(xué)?;绿卣骷胺乐?/p>
張曉斌
(福建省地質(zhì)工程勘察院,福州 350002)
徐碧學(xué)?;绿幱诔练e碎屑巖與侵入巖接觸帶上,屬中層中型土質(zhì)滑坡,由工程開挖形成高陡臨空面、持續(xù)降雨誘發(fā),表現(xiàn)出較明顯的牽引式滑坡特征。為消除滑坡隱患,對滑坡進(jìn)行了勘察、設(shè)計及工程治理?;鹿こ讨卫碓O(shè)計主要依據(jù)滑坡特征及破壞模式,結(jié)合在建徐碧學(xué)校規(guī)劃設(shè)計,滑坡前緣采取抗滑樁支擋措施,中后部采取削方減載形成寬平臺,后緣采取放坡+坡面防護(hù)+排水綜合治理方案,滑坡治理工程取得了較好效果,為福建省相關(guān)類型滑坡防治提供參考案例。
牽引式滑坡;工程開挖;變形特征;綜合治理工程設(shè)計;治理效果
福建省山地多平地少,工程建設(shè)有向山地蔓延趨勢,由此引發(fā)眾多的工程滑坡問題。鑒于此,國內(nèi)不少專家學(xué)者針對常見的工程滑坡變形特征、形成機理、破壞模式等進(jìn)行了深入的研究、探索,積累了豐富的工程治理經(jīng)驗[1-4]。如黃國平等[5]對地質(zhì)構(gòu)造對三明羊口仔后山滑坡的控制作用進(jìn)行了深入的分析,認(rèn)為斷層帶內(nèi)的斷層泥形成軟弱滑面;同樣黃國平等[6]經(jīng)過永泰旗山滑坡詳實的調(diào)查后認(rèn)為,該滑坡是受向斜構(gòu)造和平移右旋斷層的控制,加上開挖坡腳,在強降雨作用下導(dǎo)致變形產(chǎn)生滑坡。
徐碧學(xué)?;挛挥谌魇忻妨袇^(qū)在建學(xué)校后山,工程建設(shè)坡腳形成高陡臨空面,2013年在持續(xù)性降雨后形成滑坡,后緣及左右兩翼下錯形成明顯滑坡周界,前緣產(chǎn)生小滑坡,出現(xiàn)較明顯的牽引式滑坡特征,潛在方量達(dá)16.5×104m3,危及在建徐碧學(xué)校安全。引起相關(guān)部門的高度重視,及時采取應(yīng)急措施,隨后開展勘察、設(shè)計和工程治理,消除了滑坡隱患。
徐碧學(xué)?;挛挥谌魇忻妨袇^(qū)新市北路旁,市公安局對面東側(cè)山坡,滑坡前緣坐標(biāo)為X:26°16′51″,Y:117°38′55″,具體位置見圖1。區(qū)域上屬侵蝕剝蝕丘陵地貌?;滤谇鹆晟狡驴傮w呈東西向,山頂標(biāo)高約210 m,相對高差約70 m,自然坡度總體20°~25°。山坡經(jīng)過后期人工改造,形成臺階狀,中部(標(biāo)高175~185 m)形成滑坡平臺,分布2個水塘、3個水池及旱地,中下部為坡地(主要為旱地、園地),坡腳人工開挖形成坡度50°~70°、寬約120 m、高差15~25 m的人工切坡。人工切坡前緣為在建徐碧學(xué)校教學(xué)樓。
圖1 滑坡地理位置圖
滑坡區(qū)位于侵入巖與沉積巖的接觸帶,地層巖性較復(fù)雜,主要為侏羅系長林組(J3c)粉砂巖、砂巖及石炭系林地組(C1l)石英砂礫巖、泥灰?guī)r,以及燕山晚期侵入的花崗巖和破碎角礫巖。
根據(jù)鉆孔揭露,場地巖土體自上而下可分為:坡積含碎石粘性土、殘積含碎石礫質(zhì)粘性土、含泥角礫,厚度7~20 m,平均達(dá)13.5 m;下伏為角礫巖、石英砂礫巖、粉砂巖、泥灰?guī)r及花崗巖等。
場地地下水主要為賦存于上部殘坡積中的孔隙潛水及下部風(fēng)化巖層中孔隙裂隙水。孔隙潛水主要接受大氣降水及南側(cè)山體地表水滲入補給,水量較貧乏;風(fēng)化巖孔隙裂隙水主要接受大氣降水及南東側(cè)山體側(cè)向補給,向低洼處逕流排泄,含水層透水性不均勻,水量貧乏,局部地段與承壓含水層具水力聯(lián)系。
勘探期間,鉆孔穩(wěn)定水位埋深4.10~20.0 m,水位標(biāo)高一般140.5~192.0 m,孔隙潛水受南側(cè)山體地表水滲入補給影響。地下水明顯受地形控制,水位標(biāo)高總體自南向北逐漸降低,坡腳平臺場地范圍歷史最高水位約為141.0 m,年變幅約1~2 m;斜坡水位年變幅約3~5 m。
滑坡主滑方向為325°,前后緣高差約59 m,主軸長約150 m,前緣寬約110 m,后緣寬約50 m,面積約11 786 m2。根據(jù)滑坡勘察資料,滑動面呈折線狀,位于巖土交界面,主滑段坡度約15°,滑動面平均深約14 m,由兩側(cè)至中間厚度逐漸增加,中間最大深度約16 m。潛在方量約16.5×104m3。
2013年3月持續(xù)數(shù)日降雨,引發(fā)了三明市梅列區(qū)在建徐碧學(xué)校后山滑坡,滑坡后緣及滑體上見多道拉張裂縫,前緣變形明顯,兩翼出現(xiàn)下錯裂縫,形成明顯的滑坡周界?;缕矫娉噬嘈?,剖面呈臺階狀?;潞缶壸畲髽?biāo)高約204 m,呈弧形下錯,延伸長約50 m,裂縫寬度30~50 cm,后壁下錯高度3~5 m,坡度近80°。
右翼下錯裂縫延伸長約35 m,下錯高度約0.5~1.0 m,裂面近垂直,裂縫剪斷原漿砌石截水溝;滑坡左翼下錯裂縫延伸長約30 m,下錯高度約1~3 m,裂面近垂直并可見明顯擦痕。
滑體前緣為標(biāo)高144~145 m的施工場地,剪出口并非位于人工切坡的坡腳,而是沿著巖土交界面從滑坡右側(cè)至左側(cè)逐漸變高,距前緣施工場地高差1~15 m,剪出口寬約110 m,剪出距離0.5~1 m,局部出現(xiàn)小滑坡(圖2~7)。
滑體上見多道拉張裂縫,中后部高程約193 m平臺出現(xiàn)“醉漢林”現(xiàn)象,發(fā)育長約20~40 m、寬約30~40 cm、可見深約1 m、垂直主滑方向的兩道拉張裂縫;滑體前部裂縫分布較密集,延伸較短,張開程度較小,下錯較明顯,土體被肢解。滑體為殘坡積粘性土,滑床為強風(fēng)化砂礫巖、角礫巖、粉砂巖等。
滑面位于砂土狀強風(fēng)化巖層與殘積土交界處,滑帶土呈灰色,濕,剪出口可見水滴滲出,呈軟塑狀,粘粒含量高,夾含少量砂礫或碎石,厚度約20 cm。
上述特征表明,滑坡總體表現(xiàn)出牽引式特征,后期逐漸表現(xiàn)出推移式特征[8]。滑坡周界清晰,滑體上裂縫發(fā)育,滑體解體較完全,滑坡處于臨滑狀態(tài),如不及時采取有效措施,滑坡將整體滑動。
圖2 滑坡全景圖
圖3 滑坡后緣下錯陡壁
圖4 滑坡右翼下錯裂縫
圖5 滑坡左翼下錯裂縫
圖6 滑坡前緣剪出口
圖7 滑體中后緣拉張裂縫
4.1 人類工程活動
在建徐碧學(xué)校位于丘陵坡腳,平整場地時對坡腳進(jìn)行了較大范圍開挖,形成了高度15~25 m、坡度50°~70°的高陡臨空面,破壞了自然斜坡結(jié)構(gòu)與力學(xué)平衡。由于沒有及時采取支護(hù)措施,為滑坡提供了良好的外部條件[9]。坡腳人工開挖是造成滑坡的主要外部因素。
4.2 地質(zhì)構(gòu)造與巖土體特征
滑坡區(qū)位于侵入巖與沉積巖接觸帶上,受構(gòu)造影響,巖石破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,利于巖石風(fēng)化,在山坡表層覆蓋了一層厚度較大的殘坡積粘性土,厚度一般在7~15 m,最厚可達(dá)20 m以上,土體呈可塑-硬塑狀態(tài)。土體遇水易軟化變形,不利于斜坡的穩(wěn)定。
4.3 降雨及表水入滲
降雨是滑坡的主要觸發(fā)因素,滑坡對強降雨非常敏感[9-10]。持續(xù)降雨是滑坡發(fā)生的主要誘因。降雨滲入巖土體,增加了土體的重量,加大下滑力,斜坡開始出現(xiàn)因重力下滑產(chǎn)生的拉張裂縫,隨著裂縫的產(chǎn)生,雨水及塘水沿著裂縫入滲,促使裂縫不斷擴大,表水進(jìn)一步入滲,最終在巖土接觸面逐漸形成了一個飽水的軟弱帶,在上覆土體重力及靜水壓力作用下,軟弱帶不斷貫通,從而誘發(fā)滑坡。
滑坡險情發(fā)生后,對滑體進(jìn)行了削方減載、監(jiān)測等應(yīng)急措施,同時開展滑坡勘察、設(shè)計及工程治理,防止滑坡險情進(jìn)一步擴大。
5.1 設(shè)計原則及參數(shù)取值
(1) 設(shè)計原則
按照“綜合治理,一次根治,不留后患,安全可靠,經(jīng)濟合理”的原則,滑坡危害等級為一級,使用年限為50 a,采用動態(tài)設(shè)計法,根據(jù)施工現(xiàn)場的實際地質(zhì)狀況、施工情況和變形、監(jiān)測信息對原設(shè)計及時進(jìn)行校核、修改和補充。
(2) 參數(shù)取值
滑坡體表層殘坡積粘性土物理力學(xué)指標(biāo)經(jīng)過現(xiàn)場取樣、室內(nèi)土工試驗獲取,含泥角礫及各風(fēng)化層物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗取值。各巖土體的主要物理力學(xué)指標(biāo)如下:
①殘坡積粘性土:天然γ=18.2 kN/m3,C=21.1 kPa,φ=25.6°;飽和γ=19.6 kN/m3,C=10.4 kPa,φ=19°。
②含泥角礫:γ=19 kN/m3,C=5 kPa,φ=20°。
③砂土狀強風(fēng)化巖:γ=20 kN/m3,C=30 kPa,φ=25°。
④碎塊狀強風(fēng)化巖:γ=21 kN/m3,C=35 kPa,φ=30°。
⑤滑帶土采用反算值及地區(qū)經(jīng)驗值,推薦滑動面計算參數(shù):C=20 kPa,φ=10°。
5.2 方案設(shè)計
根據(jù)滑坡變形特征、形成機制、破壞模式,結(jié)合滑坡應(yīng)急卸載實際情況,對場地采取削坡卸載+抗滑樁+擋土墻+排水+坡面綠化措施進(jìn)行綜合治理方案[12](圖8)。
圖8 主剖面設(shè)計圖
(1) 削坡卸載
滑坡體總土方量約16.5×104m3,滑坡推力大,單純靠支擋措施無法滿足要求且造價高。結(jié)合場地校區(qū)建設(shè)規(guī)劃,滑坡體中后部開挖卸載至161.0 m標(biāo)高,形成大平臺,做為后期建設(shè)用地;為確保開挖后山山坡的穩(wěn)定,平臺往上按1∶1.50坡率分級削坡,每級高8 m,中間設(shè)置2 m寬平臺。
(2) 抗滑樁
削坡卸載后剩余滑坡體采用抗滑樁進(jìn)行支擋。結(jié)合場地校區(qū)建設(shè)規(guī)劃,消防通道與上方用地間形成約12 m的落差,因此,坡腳緊挨消防通道設(shè)置一排φ1 200抗滑樁,長19~21.8 m,樁頂標(biāo)高153.7~156.5 m,水平間距2.5 m,樁頂設(shè)置冠梁1 000×1 400,樁身設(shè)置兩排預(yù)應(yīng)力錨索,錨固段10 m,單孔設(shè)計拉力450 kN,水平間距2.5 m。
(3) 擋土墻
根據(jù)場地校區(qū)建設(shè)規(guī)劃,臺地標(biāo)高156.5 m與161.0 m之間形成3.5~7.5 m不等的落差,采用擋墻進(jìn)行支護(hù)。
(4) 排水措施
為了確保樁后坡體內(nèi)地下水能順暢排出,防止地下水水位抬高,增加滑坡推力。坡腳144.05 m標(biāo)高往上2.5 m、7 m設(shè)置2排仰斜排水孔,孔深20 m,水平間距2.5 m。
(5) 樁基礎(chǔ)
161 m平臺擬建宿舍樓采用樁基礎(chǔ),樁基持力層選碎塊狀強風(fēng)化層,并深入滑動面以下進(jìn)入穩(wěn)定層不少于5 m。
5.3 工程治理及監(jiān)測結(jié)果
根據(jù)滑坡治理工程設(shè)計進(jìn)行了施工,工程已于2015年竣工,通過在坡頂及坡體上設(shè)置了位移監(jiān)測點和地面沉降監(jiān)測點,經(jīng)過近一年多的監(jiān)測,未發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)象,滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài),達(dá)到了預(yù)期的工程治理效果。
徐碧滑坡是由人類工程活動引起、強降雨誘發(fā)的工程滑坡?;缕矫娉噬嘈?,滑體上裂縫發(fā)育,滑面埋深約14 m,潛在方量約16.5×104m3,滑坡處于臨滑狀態(tài),危及在建徐碧學(xué)校安全?;挛挥谙鄬铝⒌那鹆曛逼拢瑢W(xué)校建設(shè)坡腳開挖形成高陡人工邊坡,持續(xù)降雨誘發(fā)滑坡,呈現(xiàn)牽引式特征。
根據(jù)滑坡變形特征、形成機制和破壞模式,對滑坡進(jìn)行了工程治理。對滑體進(jìn)行了大規(guī)模卸載,中部形成寬平臺,前緣坡腳采用抗滑樁聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨索支擋,后緣采取放坡+坡面防護(hù)+截排水(地表及地下)綜合治理方案進(jìn)行治理,同時加強滑坡位移、地面沉降監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果表明,滑坡治理工程結(jié)束一年多來,未發(fā)現(xiàn)明顯的位移現(xiàn)象,滑坡治理工程達(dá)到預(yù)期效果。
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THECHARACTERISTICSANDENGINEERINGTREATMENTOFXUBISCHOOLLANDSLIDEINSANMING,FUJIANPROVINCE
ZHANG Xiao-bin
( Fujian Geological Engineering Survey Institute, Fuzhou 350002,China)
Xubi School landslide locates in the contact zone between the sedimentary clastic rock and intrusive rock, which belongs to the middle medium earthiness landslides. It was induced by the continuous rainfall and the high and steep free face due to engineering excavation. It exhibits an obvious feature of retrogressive landslide. To eliminate the landslide hazard, engineering survey, engineering design and engineering treatment were carried out. The engineering design of control is based on the characteristic and failure mode of the landslide. Combined with the planning and design of Xu Bi School in construction, anti-slide piles are applied in the front of the landslide, and platforms are set by slope cutting in the middle part, while the comprehensive design of treatment by “step-slope” + “slope protection” + “drainage” is applied to the trailing edge. The landslide engineering has achieved good effect, which provides a reference for the relevant landslide prevention in Fujian Province.
retrogressive landslide;engineering excavation;deformation characteristic;comprehensive design of treatment;treatment effect
1006-4362(2017)03-0005-05
2017-03-06改回日期2017-05-20
福建省科技創(chuàng)新平臺建設(shè)(2014Y2007)
P642.22
A
張曉斌(1980- ),男,工程碩士,工程師,主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治工作。E-mail:156056686@qq.com