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(安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院 安徽蚌埠 233000)
滑坡是指斜坡上的土體或者巖體,受河流沖刷、地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響,在重力作用下,沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象[1~3]。近年來,河道經(jīng)常出現(xiàn)滑坡的情況,產(chǎn)生了巨大的危害。因此,為了對滑坡進(jìn)行治理,應(yīng)進(jìn)行對滑坡的勘察,從而正確規(guī)劃、設(shè)計(jì)是施工,科學(xué)采取正確的防治措施[4],避免河道邊坡受損危機(jī)周圍居民生命及財(cái)產(chǎn)安全。河道滑坡治理應(yīng)利用非汛期時(shí)間,對隱患處進(jìn)行針對性治理[5]。
本文針對清溪河缺少鉆孔,勘探工程不徹底等問題,采用收集數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)以及原位測試的方法,對滑坡情況及滑坡段巖性、物理性質(zhì)等進(jìn)行了勘測,并對滑坡段工程地質(zhì)問題進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),為河道滑坡提供理論依據(jù)。
清溪河位于巢湖市境內(nèi),是巢湖入江水道裕溪河的一條主要支流,位于為裕溪河上游左岸。上游為低山丘陵區(qū),中下游沿河為平畈圩區(qū),全長26.05km,流域面積253.3km2。其主要支流有湯河、伏會(huì)河及大寨河等。
2014年位于工程范圍內(nèi)鐵路橋北側(cè)約200m范圍內(nèi)發(fā)生滑坡,前期勘探工程在此范圍內(nèi)缺少鉆孔,為此需要進(jìn)一步查清滑坡范圍內(nèi)堤防地質(zhì)條件,為滑坡處理提供依據(jù)。
通過現(xiàn)場調(diào)研收集與滑坡地區(qū)有關(guān)的區(qū)域地質(zhì)資料,包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地震、水文地質(zhì)條件等,初步掌握滑坡性質(zhì)。
該滑坡段共布置3個(gè)地質(zhì)橫剖面,分別位于滑坡段兩端和中間位置,每個(gè)地質(zhì)橫剖面上勘探孔分別位于滑坡體頂部、中部及底部;孔深一般為15~20m,遇砂層或軟弱土層應(yīng)鉆穿;勘探孔類型為原土孔及靜力觸探孔。本次勘察完成的工作量見表1。
表1 勘察工作量一覽表
該滑坡段位于清溪河右岸鐵路橋北側(cè)約200m范圍內(nèi),滑坡段順清溪河堤防方向長約150m,斜坡長約30m,堤腳水塘底淤泥質(zhì)土已被滑坡體擠壓隆起,施工單位對滑坡體已進(jìn)行挖填碾壓處理,新筑堤頂在2014年11月底降雨后出現(xiàn)小范圍塌陷。
根據(jù)現(xiàn)場勘探及原位測試成果,現(xiàn)將鉆孔揭露的堤基地層情況分段加以敘述。
②層(Qa4l),淤泥質(zhì)中、重粉質(zhì)壤土:灰色,很濕~飽和,流塑~軟塑,局部夾薄層砂壤土等,含有腐殖質(zhì),有臭味。高壓縮性土層。本層土少部分鉆孔未鉆穿,已揭露最大層厚13.20m,高程-9.93m。
該滑坡段堤身上部及邊坡土體全部新近施工堆筑而成,由于土料中含有大量碎石、塊石及殘積土等,新筑堤身較為松散,表面有較多微小裂隙,致使透水性較大(鉆進(jìn)過程中漏水,部分沿裂隙、縫隙等從邊坡滲出),為中等透水性土體。
根據(jù)勘探資料和室內(nèi)試驗(yàn)成果資料對堤基土層土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)及原位測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。各土層物理力學(xué)性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見表2。
表2 巢湖市落沈圩滑坡段土層物理力學(xué)性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表
在統(tǒng)計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場勘探和已有工程經(jīng)驗(yàn),提出堤基各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值見表3。
表4 落沈圩滑坡段排水反復(fù)直剪成果表
表3 落沈圩滑坡段各土層指標(biāo)建議值表
本次勘察在滑坡段取原狀土樣,并做排水反復(fù)直剪試驗(yàn),結(jié)果見表4。
參考現(xiàn)場原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)及類似工程經(jīng)驗(yàn)推薦滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度參數(shù):人工填土內(nèi)摩擦角cr為5kPa,粘聚力φr為16kPa;②層淤泥質(zhì)中、重粉質(zhì)壤土內(nèi)摩擦角cr為5kPa,粘聚力φr為13kPa。
3.5.1 抗滑穩(wěn)定問題
根據(jù)勘察結(jié)果,該滑坡段堤防堤身填土以下為厚層的淤泥質(zhì)中、重粉質(zhì)壤土,強(qiáng)度較低,該段堤防在加高培厚堤身過程中,由于施工速度過快,填筑量較大,造成上部荷載快速增大,超過地基土的地基允許承載力,另外堤腳為成片連續(xù)的水塘,塘底直接出露軟弱土層,致使滑坡體在上部強(qiáng)大的荷載作用下,直接向下部軟弱土層剪切,使得滑坡體及被剪切的軟弱土層向滑移方向推進(jìn)。
根據(jù)勘察成果,本工程滑坡段堤防地基以軟弱土為主,由軟弱地基土問題引起的堤防滑坡多為深層滑坡,該類型滑坡一般滑動(dòng)范圍較大,滑動(dòng)面深度較深,引起的滑動(dòng)方量較大,甚至危及整個(gè)堤身的安全,需要及時(shí)采取加固處理措施,建議采用抗滑樁支擋措施。
3.5.2 地表水及地下水對邊坡的影響
地表水和地下水是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素。該滑坡段堤身土由新近填筑而成,堤身土料為碎石土夾粘性土,結(jié)構(gòu)較為松散,空洞較多,局部堤段還有塌陷,并且粘性土中膨脹土含量較高,受膨脹土體的脹縮因素影響,工程段內(nèi)干裂(隙或縫)較為發(fā)育,裂隙性潛水充填其間,并隨天然降水,地下水位變化升降;土層內(nèi)含豐富的上層滯水,易形成大面積的地下水補(bǔ)給來源。降雨或地下水活動(dòng)使得裂隙充水,裂隙面承受靜水壓力,進(jìn)一步加大裂隙寬度,使裂隙面不斷發(fā)育,對邊坡穩(wěn)定造成不利影響。地下水沿土層的脈狀裂隙滲流,在坡面中下部滲出形成滲水點(diǎn),將降低土體強(qiáng)度引起邊坡失穩(wěn)。
動(dòng)水壓力是地下水在流動(dòng)過程中所施加于土體顆粒上的力,如果地下水下滲水流在傾河向陡裂隙中聚集(可能暫時(shí)沒有出逸點(diǎn)),則有可能形成高水位的斜坡下滑推力,形成滑動(dòng)裂隙,地下水消散再聚集,反復(fù)發(fā)展將形成大的滑坡。
為了能使邊坡坡體有足夠的穩(wěn)定性,應(yīng)消除和減輕地表水和地下水的危害,必需做好排水工作、封填坡面裂隙,以減輕地表水及地下水對邊坡穩(wěn)定的不利影響。
(1)根據(jù)本次勘察,工程區(qū)內(nèi)地層巖性及其空間分布比較穩(wěn)定。由于淺層地基土大部分以淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土為主,強(qiáng)度較低,擬建場地工程地質(zhì)條件較差。
(2)根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),勘察區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度,屬設(shè)計(jì)地震分組第二組。
(3)工程區(qū)地下水類型主要為孔隙潛水。地下水主要受大氣降水和地表水補(bǔ)給。其運(yùn)動(dòng)特征隨季節(jié)變化。區(qū)內(nèi)地表水以及地下水對混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋不具腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。
(4)本工程段滑坡主要存在的問題是抗滑穩(wěn)定問題和地下水、地表水對邊坡的影響。由軟弱地基土問題引起的堤防滑坡多為深層滑坡,該類型滑坡危害較大,需要及時(shí)采取加固處理措施。建議采取放緩邊坡、加強(qiáng)堤身碾壓質(zhì)量、做好坡面封填及排水工作、堤腳反壓、抗滑樁支擋等綜合治理措施。若采用抗滑樁,樁型可采用混凝土預(yù)制樁或鉆孔灌注樁,樁尖宜充分進(jìn)入③層重粉質(zhì)壤土層中。
[1]張勇.豫北山區(qū)某地質(zhì)災(zāi)害(滑坡)勘查和治理設(shè)計(jì)[D].鄭州大學(xué),2016.
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[4]張胤,閆園園,蘇琴,等.河道邊坡滲流及滑坡參數(shù)反演分析[J].江蘇水利,2016(9):5~8.
[5]黃江,李劍修,王月恒,等.河道滑坡勘察與治理——以洪河干堤滑坡為例[J].資源環(huán)境與工程,2016(03):506~509.