熊贇,何松標(biāo)
(1.貴州省智恒交通設(shè)計院有限公司,貴州 貴陽,550001;2.貴州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,貴州 貴陽,550001)
2020 年9 月初至中旬貴州水城地區(qū)降雨集中,夾有特大暴雨,該地區(qū)某高速公路K194+020~K194+100路段發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害,路段左半幅路基沉降、滑移開裂,路基填方坡腳抗滑樁傾斜變形;坡面上出現(xiàn)較多裂縫,嚴(yán)重影響周邊人員交通出行及物資運輸往來。本文通過對滑坡區(qū)進行地質(zhì)勘察,對滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件進行分析,總結(jié)出滑坡致災(zāi)機理,對滑坡成因進行剖析;通過對滑坡區(qū)穩(wěn)定性分析可知滑坡區(qū)在部分工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài),進而提出相應(yīng)治理措施進行加固,治理措施經(jīng)濟合理,對貴州其他地區(qū)類似工程具有借鑒價值。
滑坡區(qū)位于烏蒙山脈東南側(cè),整體以山地為主,還有盆地、高原、臺地等地貌類型。災(zāi)毀路段位于玉舍-阿嘎北西-南東走向山嶺東側(cè)斜坡上。
災(zāi)毀區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,年平均降水量1100mm,2020 年6-9 月降雨集中,偶夾極端暴雨天氣。根據(jù)資料記載,2020 年9 月10 日,24 小時內(nèi)降雨量達(dá)144.5mm,屬大暴雨量級。
災(zāi)毀路段上覆土層為人工填筑土(Q4me)、含碎石粘土(Q4el+dl),下伏基巖為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)泥巖夾砂巖、炭質(zhì)泥巖與煤層。
圖1 滑坡工程平面圖
圖2 滑坡1-1'剖面圖
滑坡區(qū)所在位置為一山體斜坡,斜坡縱向呈階梯狀,路基右側(cè)以上斜坡坡度較緩,路基左側(cè)斜坡坡度較陡,橫向凹凸相間,左、右兩側(cè)為微突出的山脊。根據(jù)滑坡體滑動特征,將其分為滑坡Ⅰ區(qū)與滑坡Ⅱ區(qū),各滑坡范圍如圖3 所示:
圖3 滑坡區(qū)全貌圖
路段K194+020~K194+100 為一填方路基,路基右側(cè)為居民區(qū),路基左側(cè)小樁號至大樁號方向原設(shè)置有11 根1.5*2.0m 矩形抗滑樁,強降雨期間該路段左半幅路基沉降、滑移開裂,路基左側(cè)抗滑樁傾斜變形,見圖4。
圖4 原有抗滑樁失效圖
滑體:由地面地質(zhì)調(diào)查及鉆探資料可知,滑體主要為第四系覆蓋層(填筑土、含碎石粘土),因碎塊石粒徑、含量及排列方式不同,呈現(xiàn)明顯的各向異性。
滑床:滑坡后緣及前緣位置的滑面在覆蓋層土體內(nèi),其余滑面基本為土、巖接觸面?;鎺Ш駭?shù)厘米,因其下為隔水層而導(dǎo)致滑面帶土體經(jīng)常性飽水。
通過對該滑坡區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查,綜合分析引起本次滑坡的主要因素為:
(1)該滑坡區(qū)域左右兩側(cè)為微凸山脊,降雨時大量雨水匯集于該滑坡凹槽區(qū)域內(nèi),使路基左側(cè)斜坡覆蓋層土體自重增加,土體浸水軟化使其抗剪強度降低;
(2)下伏基巖為泥巖夾砂巖,為隔水層,降雨時下滲的雨水遇基巖隔水層后沿土巖分界線向下坡方向流動,使巖土分界線位置的土體快速軟化,抗剪強度降低;
(3)滑坡Ⅱ區(qū)坡體先發(fā)生滑動使滑坡Ⅰ區(qū)前緣失去支撐,引起了滑坡Ⅰ區(qū)坡體的滑動。
根據(jù)已掌握的資料分析可知,因滑坡區(qū)排水不暢,短時間內(nèi)的暴雨影響作用下,滑坡區(qū)土體快速軟化,孔隙水壓力增大,地基承載力降低,造成原有抗滑樁發(fā)生外傾。本階段對滑坡Ⅰ區(qū)后緣進行支擋可滿足交通安全的目的,同時也較為經(jīng)濟合理。
根據(jù)病害特征以及勘察情況,對S216 線K194+020-K194+100 段災(zāi)毀恢復(fù)重建項目K194+051 斷面采用理正巖土進行計算。計算選取參數(shù)值參照工程地質(zhì)勘察報告,具體參數(shù)如下表1 所示。
表1 巖土物理力學(xué)參數(shù)表
滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果如表2 所示。經(jīng)計算可知,邊坡在正常工況時1.05 ≤Fs=1.081 <1.20,為基本穩(wěn)定狀態(tài);非正常工況時Fs=0.985 <1.0,為不穩(wěn)定狀態(tài)。該滑坡區(qū)穩(wěn)定性受季節(jié)性影響,路基處于滑坡中后部,隨著雨季來臨,坡表匯水,該滑坡存在繼續(xù)滑動隱患,影響路基穩(wěn)定。
表2 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果
該路段治理工程設(shè)計的基本原則是,通過采取綜合工程措施[1-6],一次根治,不留后患。根據(jù)災(zāi)害的特點,本次治理工程需滿足施工便利,安全性高,不引發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害等。
針對該路段的變形特征、性質(zhì)、物質(zhì)組成特征、施工特征及所保護的對象等綜合分析,本著技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的原則對病害段進行如下治理:
(1)針對原 有抗滑 樁失效問題,在K194+049.8~K194+060 段路基左側(cè)設(shè)置3 根抗滑樁;針對滑坡區(qū)工程條件,在K194+044.8~K194+064.8 段路基底部設(shè)置微型鋼管樁承臺,其上設(shè)置鋼筋混凝土板;
(2)K194+028-K194+051 段路基受此次滑坡影響,左側(cè)路基掏空,故在距路基邊緣3m 處設(shè)3m 高C20 片石砼路堤墻,采用C25 砼擴大基礎(chǔ),采用微型鋼管樁加固地基;
(3)針對滑 坡區(qū)排 水不暢現(xiàn)象,恢 復(fù)K194+042-K194+068 段路基右側(cè)損壞邊溝,邊溝置于鋼筋混凝土板上方,采用C25 砼澆筑。
具體治理措施示意見圖5 所示。
圖5 剖面治理措施圖
本文通過對某滑坡成因分析以及穩(wěn)定性評價,設(shè)計出治理措施,得出以下結(jié)論:
(1)對滑坡區(qū)地質(zhì)勘察,分析工程地質(zhì)條件后,結(jié)合實際情況基本查明強降雨及長期降雨是主要影響因素,滑坡區(qū)排水不暢,原有抗滑樁失效導(dǎo)致滑坡產(chǎn)生。
(2)結(jié)合穩(wěn)定性分析結(jié)果,從經(jīng)濟、穩(wěn)定等方面考慮,對滑坡區(qū)設(shè)計了治理方案,治理措施穩(wěn)定可靠,能滿足正常需求。