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福建梅仙大众山滑坡成因分析及其治理措施

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摘 要 在研究梅仙大众山滑坡概况及分析滑坡区地质条件的基础上,对该滑坡产生的主要原因进行了分析研究,并根据其结果采用多种治理措施相结合的方式进行综合治理。

关键词 滑坡;排水;抗滑桩;预应力锚索;治理

中图分类号P62 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)84-0096-02

1 滑坡体概况

梅仙大众山位于福建省中部,属于三明市尤溪县梅仙镇管辖。紧靠福建304省道,在大众山上还有选矿厂、石粉厂和木材厂等工厂,所以为了人民群众的生命财产安全和交通畅通,其滑坡治理的工作非常重要。

滑坡于大众山的东北侧,为风化侵蚀残丘地貌,地势较陡,原始地形边坡约27°~35°,滑坡体最大宽度为170m,最大长度230m,最大高度约100m,滑坡面积及其影响范围约3.2万m2,滑坡土方约为16万m3,影响范围较大。滑坡体主要由杂填土、素填土、粘土和残积粘性土(大理岩)组成。

2 滑坡区地质条件及其成因分析

滑坡区场地上部分布杂填土(Q 4ml)、素填土(Q4 ml)、粘土(Qdl)和残积粘土(Qel),下伏基岩为前震旦纪的大理岩及其风化层(AnD),区域内无大断裂通过,无活动性构造存在。

2.1 岩土层特征性质

1)杂填土:红褐、棕红色,很湿,可~硬塑状态。人工堆填而成,含大量碎砾石及少量建筑垃圾,砾石含量约25%~35%,局部富集。厚度在1.2m~1.8m;

2)素填土:红褐、棕红色,很湿,可~硬塑状态。人工堆填而成,含少量碎砾石。厚度在1.5m~7.8m;

3)粘土:红褐、棕红色,很湿,可~硬塑状态。破积成因,粘性强,光泽反应差,切面较为光滑,干强度高,局部夹风化岩块等。厚度在2.8m~13.2m;

4)残积粘性土(大理岩):灰褐、灰黄等杂色,很湿~饱和,可塑状态,粘性强,光泽反应差,干强度中等,局部夹未完全风化的岩块,浸水极易软化崩解及膨胀。厚度在4.7m~21.0m;

5)全风化大理石:灰褐、灰白~灰黄色,以紧密砂土状为主,浸水易软化崩解,向下部岩石强度逐渐增高,为极软岩。厚度为1.2m~11.3m;

6)砂土状强风化大理岩:灰褐、灰白~灰黄色,以砂土状为主,夹少量碎块状,浸水易软化崩解,向下部岩石强度逐渐增高,为极软岩。厚度为1.5m~21.8m;

7)碎块状强风化大理岩:灰褐、灰白~灰黄色,以碎块为主,夹少量砂土,风化节理、裂隙发育,向下部岩石强度逐渐增高,为软岩。厚度为2.0m~18.4m;

其中1)~4)为滑坡主体,滑动面主要发生在粘土层与残积粘土层分界面处,滑坡体厚度为5m~9m。

2.2 水文地质特征

区域内地表水主要为大气降水在地表的积水和生活废水,水量较小,而且地形较陡,赋水条件差,但受大气降水冲刷影响较大。

区域地下水主要为赋存于强~中风化基岩中的孔隙~裂隙型潜水,主要受大气降水的补给,以地面蒸发和随坡向下渗流及下渗形式排泄,随枯、雨季节变化较大,动态随季节变化较大,水量变化较大。

2.3 滑坡成因分析

根据以上研究分析,大众山造成滑坡的主要原因是由于边坡在长期大气降雨的作用下,各土层浸水饱和,在粘土层和残积粘性土分界面形成滑动面,加上边坡上厂房的自身堆载,及坡下公路对坡脚的开挖破坏导致失稳,首先在填土层边坡土体失稳沿坡向下滑动,牵引上部土体和推动下部及残积粘性土向下滑移,从而形成了大众山此次的滑坡。

本次滑坡为浅层牵引式土质滑坡,滑动体土层主要有杂填土、素填土、粘土和残积粘性土,其中可溶性物质多已流失,形成了较大空隙,且粘性较差,呈松散砂土状,在雨水的作用下充分饱和,抗剪强度大幅降低,从而形成了多层面滑动、阶梯状的滑坡。岩土层物理力学特征见表1。

土层名称 含水量W% 密度

ρ0 g/cm3 直剪 反复剪/饱和剪 压缩

模量

Es1?2MPa 压缩

系数

a1?2MPa-1

内聚力C(KPa) 内摩擦角Ф 内聚力C(KPa) 内摩

擦角

Ф

杂填土 37.8 1.8 28 26.1 7.7 15.2 5.008 0.4135

素填土 36.8 1.86 29.3 26.9 8.8 15 5.076 0.4222

粘土 35.7 1.76 37.1 21.8 24.9 16.7 3.883 0.449

残积粘性土 38.8 1.84 33.5 21.5 22.4 17.7 4.774 0.449

表1 岩土层物理力学特征一览表

3 滑坡治理措施

滑坡治理应针对滑坡发生的原因及地质情况采取相应措施,消除触发滑动的不利因素[1],使山体长期稳定。根据对本滑坡体的土层地质特征、水文地质特征及其成因分析, 本滑坡体采用截排水沟、抗滑桩、预应力锚索结合框格梁、重力式挡土墙等措施进行综合治理,已达到彻底根治的目的。

3.1 截排水沟

大气降雨是形成本次滑坡的主要原因。因此设置合理的截排水系统,使区域内的排水形成一个完整的截排水系统,尽量减少地表及地下水对滑坡体的影响,有利于边坡的永久稳定[2]。

本区截排水系统主要为地表截排水,设置地表截排水沟,防止地表水渗入滑坡地段土层,特别是要保证在大气降雨期间地表水进入排水沟并且排水顺畅。在滑坡体外缘两侧及上方开挖截(引)水沟,沟内用混凝土封底,确保两侧及上方的大气降水不沿坡渗入滑坡体内,滑坡体面种植草皮,加固土体。

3.2 抗滑桩

抗滑桩是借助桩与周围岩同作用,把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构[3],它穿过滑坡体在土层深度稳定层处锚固,抵抗滑坡推力的作用。针对本区,抗滑桩深度18m,穿过杂填土、素填土、粘土、残积粘性土和全风化大理岩层,并伸入第⑹层砂土状强风化大理岩不少于2m,以满足抗滑稳定性的要求。

3.3 预应力锚索结合框格梁

用锚索单独稳定滑坡,通常在滑坡体上设置若干排锚索,锚固于滑动面以下的稳定地层中[4],地面用框格梁作为反力装置给滑体施加一预应力来稳定护坡。本区采用预应力锚索结合框格梁进行加固,长度30m,锚固段伸入强风化基岩中,采用三根锚索呈三角进行布置,锚索张拉值为450kN,锁定值为225kN。并且和抗滑桩、重力式挡土墙结合使用。

3.4 重力式挡土墙

图1 截水沟、抗滑桩、预应力锚索、

挡土墙和框格梁等多种方式结合治理示意图

在滑坡下部修建挡土墙是治理滑坡经常采用的有效措施之一,较多为重力式挡土墙[5],它依靠墙身自重抵抗土体侧压力,防止土体滑坡,常与锚索和截排水沟联合使用。一般重力式挡土墙高度不会超过8m,本区采用毛石浆砌挡土墙,高度为4.5m,与锚索和截排水沟结合使用。

滑坡治理是一个多种治理方式相结合的治理措施,本区就是采取以上几个治理方法相结合进行的综合治理。见图1。

4 结论

福建梅仙大众山滑坡属于浅层牵引式滑坡,大气降雨是造成滑坡的主要原因,其次是建筑物的自身堆载。根据本滑坡体的滑坡类型、规模,并结合滑坡区土层地质条件、水文地质条件、建筑物及其成因分析,采用截排水沟、抗滑桩、预应力锚索结合框格梁、重力式挡土墙等多种治理措施相结合的方式进行综合治理,以达到根治的目的。

参考文献

[1]宾志杰.山体滑坡原因分析及处治措施[J].检测与分析,2008(9):68-70.

[2]黄春鹏,刘志逊,苏茂凯.福建省地质灾害的现状及防治对策[J].地质灾害与环境保护,2000(1):27-30.

[3]王萍.滑坡治理方法及实例分析[J].西部探矿工程,2006(12):296-298.

[4]霍海涛.预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用[J],2006(4):23-25.

[5]谢建清.滑坡治理方法及其应用实例[J].地质与勘探,1995(3):58-62.