某滑坡計算與治理方案選擇實例

1、4、某機關滑坡4.1 滑坡工程地質(zhì)分析4.1.1 滑坡幾何形態(tài)特征該滑坡主滑方向20左右，滑坡體長50m左右，寬83m左右，在平面上呈“似半圓形”。斜坡地形坡度為3339°,為一凹形坡，坡高25-30m,該滑坡前緣由于修筑鐵路、公路開挖坡腳形成近直立陡壁，高5-12m左右，后緣為機關職工住宅樓2#、5#、6#樓等，坡頂加載，坡腳卸載，破壞了原有斜坡的應力平衡狀態(tài)，再加上坡面排水不暢，形成了該滑坡的不穩(wěn)定狀態(tài)。4.1.2 滑坡軟弱結構面特征該斜坡為一順向坡，地層產(chǎn)狀35/50°,而地形坡度為3339°，坡向40°，按地層傾角與坡角的相對關系來說屬較穩(wěn)定斜坡

2、，但上部地層為坡殘積層（粉質(zhì)粘土混碎石層，厚0.34.6m），較松散，易滲水，而下部地層為強中等風化片麻巖，當?shù)乇硭ㄉ钗鬯⒋髿饨邓┫聺B后，在松散的坡殘積層與下部強風化片麻巖接觸帶附近易形成軟弱結構面，可使上層土體沿此軟弱面而滑動，在強風化片麻巖的節(jié)理裂隙密集帶處，當遇水后其抗剪強度顯著降低，構成軟弱面。該滑坡滑動面主要為坡殘積層與強風化片麻巖接觸面（土石分界面），埋深2.308.20m,平均5.08m,由于強風化片麻巖中局部軟弱結構面向滑坡前緣臨空方向緩慢剪切變形，再加上水對軟弱結構面的潤滑作用，應力釋放后形成貫通的滑動面。對Q1淺井施工中，當自粉質(zhì)粘土進入強風化片麻巖時，可見沿接觸帶

3、有少量地下水浸出，該地下水主要是2#樓和公共廁所的生活污水自地表下滲而形成。4.1.3 坡體巖土體結構類型由坡體前沿陡壁和鉆探巖芯揭露，坡體上覆地層為第四系坡殘積粉質(zhì)粘土混碎石，碎石含量3540%徑一般210cmi棱角狀，穩(wěn)定性較差，在干燥狀態(tài)下力學強度較高，在水的軟化作用下，容易崩解和潰散；中部為強風化片麻巖，質(zhì)軟，風化裂隙發(fā)育，裂隙被粉質(zhì)粘土充填，形成小塊巖塊，中上部巖土體為散體狀結構類型，根據(jù)坡腳取樣試驗成果，強風化片麻巖風干容重為2.26g/cm3，單軸抗壓強度的風干抗壓強度為3.4MPa（垂直），飽和抗壓強度為2.1MPa（垂直），軟化系數(shù)為0.62,C=0.47MPa相關系數(shù)r=0

4、.999,0=45。24'（風干垂直）；下部中等風化片麻巖，節(jié)理發(fā)育，結構面間距2530cm,整體強度低，結構體呈層塊狀，為層狀結構類型。中等風化片麻巖風干容重為2.56g/cmt單軸抗壓強度的風干抗壓強度為13.2MPa（軸向），飽和抗壓強度為8.9MPa（軸向），軟化系數(shù)為0.67。整體強度較高，巖體基本穩(wěn)定。4.1.4 滑坡地表變形跡象該滑坡地表變形跡象主要表現(xiàn)為滑體后緣的地表拉張裂縫、擋墻裂縫及建筑物墻體變形等（見照片6-7）。據(jù)訪問，這些裂縫始于1995年8月17日的那場暴雨，2002年雨季裂縫有進一步發(fā)展的趨勢，現(xiàn)將主要裂縫表述如下：照片6位于機關5#樓北西側樓梯上的（L2

5、）地裂縫L1:見于2掰口5#樓之間樓梯前緣，方向95°,裂縫長度5.0m,裂縫口寬6cm,一般3cm,可見深度30cm,呈“折線型”，裂面傾角79°。L2:見于2齦北東側圍墻下，裂縫沿樓梯延伸，方向85°,長19.6m,裂縫口寬最寬8cm,一般為2cm,可見深度一般為20cmi呈直線型，在西端樓梯段呈“羽”字型分布，裂面傾角69°,兩側變形幅度（相對下沉量）3cm；L3:見于5齦兩側墻上，樓房走向133°,裂縫方向55°,裂縫長度5.20m,裂縫口最寬5cm,一般3cm左右，可見深度5cm,大致呈臺階狀，從第一層樓兩間房子照片7位于機

6、關6#北側過道上的（L4）地裂縫墻腳向墻頂對角發(fā)育；L4:見于6齦北側拐角處，沿擋墻發(fā)育，方向為96°轉122°,裂縫長度14.5m,裂縫口寬最寬10cni一般2cm,可見深度一般15cni呈不規(guī)則“之”字型，兩側變形幅度（相對位移量）2cm；L5:見于6齦前坪上,方向130°,裂縫長15.0m,裂縫口最寬達7cm,一般3cm,可見深度20cm,近直線型，裂面傾角為75°?；麦w上部建筑除5齦臥室及廚房墻壁上見裂縫外，未見其它變形跡象。4.1.5 滑坡變形破壞邊界該滑坡變形破壞邊界的確定：后緣以變形擋墻、變形建筑物為邊界，側緣東部按地裂縫L5發(fā)育端點及原

7、斜坡掛網(wǎng)噴錨邊緣點為邊界；西部以廁所墻基垂直裂縫的發(fā)育方向為邊界，前緣以斜坡中上部剪切口為滑坡邊界，該滑坡在平面上呈“似半圓形”，滑體面積約2200m24.1.6 滑坡變形深度及其模式滑坡變形深度綜合地形、巖土體特征，鉆探、槽探、淺井及物探資料等確定。該滑坡前緣有一個約512m左右的陡壁，自西向東逐漸增高，陡壁巖性中下部為強風化片麻巖，上部為粉質(zhì)粘土，滑動面即為該兩套地層分界面，滑動面埋深2.308.20m,平均5.08m,經(jīng)實地調(diào)查，未見巖石崩落現(xiàn)象，后緣多處見拉張裂縫，滑坡體方量約11200m3按滑坡體體積來分，為一中型堆積層滑坡?；轮骰较?0°左右。其變形破壞模式為：蠕動拉

8、裂逐步解體。4.1.7 影響滑坡穩(wěn)定性的因素分析人類工程活動：坡頂蓋房（2#、5#、6#住宅樓）加載，坡腳修路切割，破壞了斜坡原有應力平衡狀態(tài)，有利于滑坡的形成。巖性：該滑坡巖土體上部為松散的坡殘積層（粉質(zhì)粘土混碎石層），下部為強中等風化片麻巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，上部松散層易滲水，當水下滲后，在松散層與強風化片麻巖接觸帶附近及強風化片麻巖中節(jié)理裂隙密集帶處形成軟弱結構面，易誘發(fā)滑坡的發(fā)生。水的作用：實際上，很多滑坡都是因為水的作用而形成，該滑坡水的作用主要表現(xiàn)為：A、 水的軟化作用，水沿松散層下滲在坡殘積層與強風化片麻巖接觸帶（土石分界面）附近及強風化片麻巖中節(jié)理裂隙密集帶處形成軟弱結構面，進而形

9、成滑動面；在施工T2淺井時，其上部就可見廁所使用的排污水浸入地下并沿松散層滲出井內(nèi)的現(xiàn)象。B、 動水壓力，通過水點調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在滑坡區(qū)西側陡坡坡腳及防空洞中各見一處下降泉，兩下降泉呈線狀分布，間距90m左右，水位標高分別為97.25m和96.05m,在ZK8號孔中揭露的地下水水位標高為91.35,地下水在斜坡巖土體中滲流時由于水力梯度的作用，對斜坡產(chǎn)生動水壓力，其方向與滲流方向一致，指向臨空面，對斜坡穩(wěn)定是不利的。4.2滑坡穩(wěn)定性評價4.2.1 滑坡穩(wěn)定性計算計算斷面選取與主滑方向一致的工程地質(zhì)剖面10-10'和11-11'為計算斷面，計算滑坡的穩(wěn)定系數(shù)和剩余下滑力，依據(jù)計算結果

10、對滑體的穩(wěn)定性作定量評價。計算參數(shù)天然重度：依潛在滑移體物質(zhì)組成，選取滑體與各土層室內(nèi)土工試驗成果的算術平均值參與計算。y=18.7KN/mt抗剪強度：依潛在滑移帶的形成與否、貫通程度，選取潛在滑移帶發(fā)育與組成的土層室內(nèi)土工試驗成果峰值的小值參與計算。G=13.9kPa,(|)f=5.5°。附加力滑床在地下水位以上，滑體內(nèi)的裂隙不充水，前緣亦無地下水排出，因此不計水壓力；滑體上分布有兩幢職工住宅樓，附加荷載分別為300KPa和400KPaXX縣為6度烈度地震設防區(qū)，故不考慮地震力。計算公式的選用機關滑坡潛在滑移面縱向上呈折線型，依滑移面形態(tài)，選取折線形滑移面公式進行穩(wěn)定性計算：n1n

11、1RijRni1jiFs=n1n1TijTni1jijcos(ii1)sin(ii1)tgi1n1ji?i1?i2n1RiQicositgiCiLiTiQisini式中：Fs一穩(wěn)定系數(shù)；Qi第i塊段所受的重力(kN/m);Ri一作用于第i塊段的抗滑力(kN/m)；Ni第i塊面滑動面白法向分力(kN/m)；i一第i塊段土的內(nèi)摩擦角(o)；Ci第i塊段土的內(nèi)聚力(kPa);Li第i塊段滑動面長度(m)；0i,0i+1第i、i+1塊段滑動面傾角(o)Ti一作用于第i塊段滑動面上的滑動分力(kN/m)；j第i塊段剩余下滑力傳遞至i+1塊段時的彳遞系數(shù)(j=i);P尸已巾j+Fst1-Ri式中：P、P-

12、1一分別為第i塊，第i+1塊滑體的剩余下滑力(kN/m)；Fst一滑坡推力計算安全系數(shù)，計算時取Fst=1.15。計算結果計算結果見插表4-1。4.2.2 滑坡穩(wěn)定性評價據(jù)穩(wěn)定性計算結果：該滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs最小1.00,最大1.04,剩余下滑力P最小79.56KN/m,最大143.46KN/m=表明滑坡處于極限平衡狀態(tài)。4.2.3 滑坡穩(wěn)定發(fā)展趨勢分析該滑坡尚未發(fā)生整體滑動，滑體上出現(xiàn)有不穩(wěn)定跡象，主要是地裂縫及房屋變形開裂。表明當前處于極限平衡一蠕動變形階段，若斷續(xù)發(fā)展，則有可能產(chǎn)生整體下滑，若遇地表水大量滲入，其當前穩(wěn)定性將被破壞，極可能導致滑坡失穩(wěn)。機關滑坡穩(wěn)定性計算結果表插表：4-1計

13、算斷面編會計算參數(shù)塊段編號滑動而形態(tài)穩(wěn)定系數(shù)Fs剩余下滑力P(KN/m)Y(kN/m3)Cf(kPa)小f(0)C(kPa)小丫(0)a(°)L(m)10-10'18.713.95.511.23.7(1)(3)6314.31.00186.451518.5217.82114.4259.667.58.6143.4611-11'18.713.95.511.23.7(1)478.51.04433.4614.516.2468.9(3)-315.879.566.5.2機關滑坡治理方案選擇方案1:預應力錨索工程治理方案主要工程布置是在滑坡體的中下部采用預應力錨索框架梁形式進行處治。

14、該方案在工程完工的初期，能夠起到較好的穩(wěn)固坡體的作用，但由于該滑坡體上存在一定厚度的松散層一第四系人工堆積層（Qml）,時間較長后，預應力可能因松散土體的微變形而喪失，達不到永久根治滑坡的作用。顯然存在工程安全問題，該方案不予采用。方案2:普通砂漿錨桿框架梁工程治理方案主要工程布置是在滑坡體中部（8-8/與9-9/工程地質(zhì)剖面之間）布設間距為3m<3m的200kN抗拔力的普通砂漿錨桿，孔徑110mm孔內(nèi)灌注M20ZK泥砂漿，桿體采用長11m的232鋼筋。各錨桿間使用C25鋼筋混凝土地梁（規(guī)格為30cmX50cn）連系，坡面植草面積約2500m2并布設相應的截排水措施。該方案的工程量統(tǒng)計詳

15、見插表6-6,工程費用概算見插表6-7。機關滑坡治理工程方案2工程量統(tǒng)計表插表：6-6序號工程項目及主要材料單位工程量備注1錨桿框架梁M20砂漿錨桿桿體（132鋼筋）t37.330錨桿采用11.0m長的232鋼筋作為桿體，共296棵框架梁規(guī)格30cmx50cm注漿3m76.23鉆孔總進尺m2929.00鋼筋硅框架梁C25硅3m144.30I級鋼筋t2.720n級鋼筋t14.750挖方3m86.582截水溝M7.5漿砌石3m76.00挖方3m112.003坡面植草綠化2m2500.004棄土外運3m198.58機關滑坡治理工程方案2工程費用概算表插表：6-7序號工程項目及主要材料單位工程量單價綜

16、合單價小計(元)一建筑安裝工程費元701835錨M20桿體(132)t37.330元/t4200.0156786桿砂漿注漿3m76.23元/m3280.021344框錨鉆孔總進尺3m2929.003兀/m125.0366125架桿1梁鋼C25碎3m144.30元/m3300.043290及筋碎框架梁I級鋼筋t2.720元/t3800.010336錨n級鋼筋t14.750元/t4200.061950墊板挖方3m86.583兀/m30.025972截水溝M7.5漿砌石3m76.003兀/m185.014060挖方3m112.003兀/m30.033603坡面植草綠化2m2500.00元/m28.0

17、200004棄土外運3m198.583兀/m10.01986二建筑工程其它費用元1087845建筑單位管理費元3.50%701835245646勘察費元7.00%701835491287設計費元2.50%701835175468工程監(jiān)理費元2.50%70183517546三預備費元3509211施，預留費元5.00%70183535092四稅費元3147112工程稅費元3.41%84571131471總造價元877182方案3：抗滑樁工程治理方案即在滑坡體中部根據(jù)錨固地層物理力學性質(zhì)及滑坡剩余下滑力，布置一排樁心距為6m,樁型為B(13旦1.5mX2.0m)、C(14由1.5mX2.0m)兩種

18、的抗滑樁，共計13棵，能夠有效穩(wěn)固滑坡體；為防止地表水滲入滑床，在裂隙發(fā)育處布設7個灌漿孔，孔深5m，孔徑130mm灌注水泥漿，在滑坡周界根據(jù)已有建筑物和地形布置一條截水天溝，并在坡體凹處布置一條排水溝防止生活污水直接排在滑坡體上，工程布置詳見圖HKS02-06該方案的工程量統(tǒng)計詳見插表6-8,工程費用概算見插表6-9。機關滑坡治理工程方案3工程量統(tǒng)計表插表：6-8序號工程項目及主要材料單位工程量備注1抗滑樁樁身C25硅3m519抗滑樁共13棵，C型樁9棵，樁截面1.5mx2.0m,樁長13.0rnD型樁4棵，樁截面1.5mX2.0m,樁長14.0m。n級鋼筋t25.920護壁、鎖口C25硅3m289鋼筋t8.29挖方3m8082灌漿孔總進尺（4130mm3m30.00共116個孔，孔深5.0m