滑坡計(jì)算及治理方案選擇實(shí)例

1、4、某機(jī)關(guān)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(zhǎng)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(jī)關(guān)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(yīng)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(jié)構(gòu)面特征該斜坡為一順向坡，地層產(chǎn)狀 35/ 50,而地形坡度為33 39,坡向40,按地層傾角與坡角的相對(duì)關(guān)系來說屬較穩(wěn)定斜坡，但上部地層為坡殘積層（粉質(zhì)粘土混碎

2、石層，厚 0.34.6m）,較松散，易 滲水，而下部地層為強(qiáng)中等風(fēng)化片麻巖，當(dāng)?shù)乇硭ㄉ钗鬯?、大?降水）下滲后，在松散的坡殘積層與下部強(qiáng)風(fēng)化片麻巖接觸帶附近易形 成軟弱結(jié)構(gòu)面，可使上層土體沿此軟弱面而滑動(dòng)，在強(qiáng)風(fēng)化片麻巖的節(jié) 理裂隙密集帶處，當(dāng)遇水后其抗剪強(qiáng)度顯著降低，構(gòu)成軟弱面。該滑坡 滑動(dòng)面主要為坡殘積層與強(qiáng)風(fēng)化片麻巖接觸面（土石分界面），埋深2.308.20m,平均5.08m,由于強(qiáng)風(fēng)化片麻巖中局部軟弱結(jié)構(gòu)面向滑坡 前緣臨空方向緩慢剪切變形，再加上水對(duì)軟弱結(jié)構(gòu)面的潤(rùn)滑作用，應(yīng)力 釋放后形成貫通的滑動(dòng)面。對(duì)Q淺井施工中，當(dāng)自粉質(zhì)粘土進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化片麻巖時(shí)，可見沿接觸帶有少量地下水浸出，該地

3、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(jié)構(gòu)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210cm棱角狀，穩(wěn)定性 較差，在干燥狀態(tài)下力學(xué)強(qiáng)度較高，在水的軟化作用下，容易崩解和潰 散；中部為強(qiáng)風(fēng)化片麻巖，質(zhì)軟，風(fēng)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(jié)構(gòu)類型，根據(jù)坡腳取樣試驗(yàn)成 果，強(qiáng)風(fēng)化片麻巖風(fēng)干容重為 2.26g/cm3,單軸抗壓強(qiáng)度的風(fēng)干抗壓強(qiáng) 度為3.4MPa（垂直），飽和抗壓強(qiáng)度為2.1MPa（垂直），軟化系數(shù)為0.62 , C=0.47MPa相關(guān)系數(shù)r=0.99

4、9=45o24（風(fēng)干垂直）；下部中等風(fēng)化片麻巖，節(jié)理發(fā)育，結(jié)構(gòu)面間距2530cm,整體強(qiáng)度低，結(jié)構(gòu)體呈層 塊狀，為層狀結(jié)構(gòu)類型。中等風(fēng)化片麻巖風(fēng)干容重為2.56g/ ent單軸抗壓強(qiáng)度的風(fēng)干抗壓強(qiáng)度為 13.2MPa（軸向），飽和抗壓強(qiáng)度為8.9MPa （軸向），軟化系數(shù)為0.67。整體強(qiáng)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(chǎng)暴雨，2002年雨季裂縫有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)，現(xiàn)將主 要裂縫表述如下：照片6位于機(jī)關(guān)5#樓北西側(cè)樓梯上的（L2）地裂

5、縫L1:見于2#和5#樓之間樓梯前緣，方向95,裂縫長(zhǎng)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#樓北東側(cè)圍墻下，裂縫沿樓梯延伸，方向 85，長(zhǎng)19.6m，裂縫 口寬最寬8cm 一般為2cm可見深度一般為20cm呈直線型，在西端樓梯段呈“羽” 字型分布，裂面傾角69，兩側(cè)變形幅度（相對(duì)下沉量）3cmL3：見于5#樓兩側(cè)墻上，樓房走向133，裂縫方向55，裂縫長(zhǎng)度5.20m， 裂縫口最寬5cm 一般3cm左右，可見深度5cm大致呈臺(tái)階狀，從第一層樓兩間 房子照片7位于機(jī)關(guān)6#北側(cè)過道上的（L4）地裂縫墻腳向墻頂對(duì)角發(fā)育；L4:見于6#樓北側(cè)拐

6、角處，沿?fù)鯄Πl(fā)育，方向?yàn)?6轉(zhuǎn)122,裂縫長(zhǎng)度14.5m, 裂縫口寬最寬10cm 一般2cm可見深度一般15cm呈不規(guī)則“之”字型，兩側(cè)變 形幅度（相對(duì)位移量）2cmL5:見于6#樓前坪上，方向130,裂縫長(zhǎng)15.0m，裂縫口最寬達(dá)7cm, 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#樓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(cè)緣東部 按地裂縫L5發(fā)育端點(diǎn)及原斜坡掛網(wǎng)噴錨邊緣點(diǎn)為邊界；西部以廁所墻基垂直裂縫 的發(fā)育方向?yàn)檫吔纾熬壱孕逼轮猩喜考羟锌跒榛逻吔?，該滑坡在平面?/p>

7、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(gè)約512m左右的陡壁，自西向東逐漸增高，陡壁巖性中下部為強(qiáng)風(fēng)化片麻巖，上部為粉質(zhì)粘土，滑動(dòng)面即為該兩套地層分界面，滑動(dòng)面埋深2.30 8.20m,平均5.08m，經(jīng)實(shí)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(dòng)一拉裂一逐步解體。4.1.7影響滑坡穩(wěn)定性的因素分析 人類工程活動(dòng)：坡頂蓋房（2#、5#、6#住宅樓）加載，坡腳修路切割

8、，破壞 了斜坡原有應(yīng)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(qiáng) 中等風(fēng)化片麻巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，上部松散層易滲水，當(dāng)水下滲后，在松散層與強(qiáng)風(fēng)化片麻巖接觸帶附近及強(qiáng)風(fēng)化片麻巖中節(jié)理裂隙密集帶處形成軟弱結(jié)構(gòu)面，易 誘發(fā)滑坡的發(fā)生。 水的作用：實(shí)際上，很多滑坡都是因?yàn)樗淖饔枚纬?，該滑坡水的作用?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(qiáng)風(fēng)化片麻巖接觸帶（土石分界面）附近及強(qiáng)風(fēng)化片麻巖中節(jié)理裂隙密集帶處形成軟弱結(jié)構(gòu)面，進(jìn)而形成滑動(dòng)面；在施工T2淺井時(shí)，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(dòng)水壓力，

9、通過水點(diǎn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在滑坡區(qū)西側(cè)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(biāo)高分別為97.25m和96.05m, 在ZK8號(hào)孔中揭露的地下水水位標(biāo)高為 91.35，地下水在斜坡巖土體中滲流時(shí)由于 水力梯度的作用，對(duì)斜坡產(chǎn)生動(dòng)水壓力，其方向與滲流方向一致，指向臨空面，對(duì) 斜坡穩(wěn)定是不利的。4.2滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)4.2.1滑坡穩(wěn)定性計(jì)算 計(jì)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(jì)算斷面，計(jì)算滑坡的穩(wěn)定系數(shù)和剩余下滑力，依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)滑體的穩(wěn)定性作定量評(píng)價(jià)。 計(jì)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(yàn)成果的算 術(shù)平均

10、值參與計(jì)算。丫 =18.7KN/m?？辜魪?qiáng)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(yàn)成果峰值的小值參與計(jì)算。C=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(jì) 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400KPa XX縣為6度烈度地震設(shè)防區(qū)，故不考慮地震力。 計(jì)算公式的選用機(jī)關(guān)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(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算：n 1n 1Rij Rni 1j iFs=_n 1 n 1TijTni 1j ij cos( i i 1) sin(

11、 i i 1 )tg i 1n 1ji ? i 1 ? i 2n 1j iRi Qi cos itg i Ci L iTi Qi sin i式中：Fs穩(wěn)定系數(shù)；Q i 第i塊段所受的重力(kN/m);R i 作用于第i塊段的抗滑力(kN/m);N i第i塊面滑動(dòng)面的法向分力(kN/m);i第i塊段土的內(nèi)摩擦角(o);C i第i塊段土的內(nèi)聚力(kPa);L i 第i塊段滑動(dòng)面長(zhǎng)度(m);0 i 0 i+1 第i、i+1塊段滑動(dòng)面傾角(o)T i作用于第i塊段滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力(kN/m);j 第i塊段剩余下滑力傳遞至i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)(j=i);P i=P-i r j+Fst Ti-Ri式中

12、：R、Pi-i 分別為第i塊，第i+1塊滑體的剩余下滑力(kN/m);Fst 滑坡推力計(jì)算安全系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 Fst=1.15。 計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果見插表4-1。4.2.2滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)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(shì)分析該滑坡尚未發(fā)生整體滑動(dòng)，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(dāng)前處于極限平衡一蠕動(dòng)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(dāng)前穩(wěn)定性將被破壞，極可能導(dǎo)致滑坡失穩(wěn)。機(jī)關(guān)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

13、表插表：4-1計(jì)算斷 面編號(hào)計(jì)算參數(shù)塊段 編號(hào)滑動(dòng)面形態(tài)穩(wěn)定 系數(shù)Fs剩余 下滑力P(KN/m)Y(kN/m3)G (kPa) f ()CY (kPa)(j) Y ()a()L(m)6314.3186.4510-1018.713.95.511.23.71518.51.00217.82114.4259.667.58.6143.46478.5433.4611-1118.713.95.511.23.714.516.21.04468.9-315.879.566.5.2機(jī)關(guān)滑坡治理方案選擇方案1:預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力錨索框架梁形式進(jìn)行處治。該方案在工程完工的初期

14、，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（cm），時(shí)間較長(zhǎng)后，預(yù)應(yīng)力可能因 松散土體的微變形而喪失，達(dá)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(shè)間距 為3mK 3m的200kN抗拔力的普通砂漿錨桿，孔徑110mm孔內(nèi)灌注M20水泥砂漿， 桿體采用長(zhǎng)11m的232鋼筋。各錨桿間使用 C25鋼筋混凝土地梁（規(guī)格為30cm X 50cm連系，坡面植草面積約2500m2并布設(shè)相應(yīng)的截排水措施。該方案的工程量統(tǒng)計(jì)詳見插表6-6

15、，工程費(fèi)用概算見插表6-7。機(jī)關(guān)滑坡治理工程方案2工程量統(tǒng)計(jì)表插表： 6-6序號(hào)工程項(xiàng)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(zhǎng)的232鋼筋作為桿體， 共296棵框架梁規(guī)格30cmX 50cm注漿3 m76.23鉆孔總進(jìn)尺m2929.00鋼筋砼框架梁C25砼3 m144.30I級(jí)鋼筋t2.720H級(jí)鋼筋t14.750挖方3 m86.582截水溝M7.5漿砌石3 m76.00挖方3 m112.003坡面植草綠化2 m2500.004棄土外運(yùn)3 m198.58機(jī)關(guān)滑坡治理工程方案2工程費(fèi)用概算表插表：6-7序號(hào)工程項(xiàng)目及主要材料單位

16、工程量單價(jià)綜合單價(jià)小計(jì)(元)-一-建筑安裝工程費(fèi)元7018351錨 桿 框 架 梁 及 錨 墊 板M2C砂 漿 錨 桿桿體(132)t37.330元/t4200.0156786注漿3 m76.23元/m3280.021344鉆孔總進(jìn)尺3 m2929.00元/m3125.0366125鋼筋碇框架梁C25砼3 m144.30元/m3300.043290I級(jí)鋼筋t2.720元/t3800.010336n級(jí)鋼筋t14.750元/t4200.061950挖方3 m86.58元/m330.025972截水溝M7.5漿砌石3 m76.00元/m3185.014060挖方3 m112.00元/m330.033

17、603坡面植草綠化2 m2500.00元/m28.0200004棄土外運(yùn)3 m198.58元/m310.01986-二二建筑工程其它費(fèi)用元1087845建筑單位管理費(fèi)元3.50%701835245646勘察費(fèi)元7.00%701835491287設(shè)計(jì)費(fèi)元2.50%701835175468工程監(jiān)理費(fèi)元2.50%70183517546預(yù)備費(fèi)元3509211施工預(yù)留費(fèi)元5.00%70183535092四稅費(fèi)元3147112工程稅費(fèi)元3.41%84571131471總造價(jià)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(xué)性質(zhì)及滑坡剩余下滑力，布置一排樁心 距為6m 樁型為B( 1

18、3m 1.5mX2.0m)、C (14m 1.5mX2.0m)兩種的抗滑樁，共 計(jì)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(shè)7個(gè)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(jì)詳見插表6-8，工程費(fèi)用概算見插表6-9機(jī)關(guān)滑坡治理工程方案3工程量統(tǒng)計(jì)表插表：6-8序號(hào)工程項(xiàng)目及主要材料單位工程量備注1抗 滑 樁樁身C25砼3 m519抗滑樁共13棵，C型樁9棵，樁截 面 1.5 mx 2.0m，樁長(zhǎng) 13.0 rr, D 型樁4棵，樁截面1.5mx 2.0m， 樁長(zhǎng)14.0 m。H級(jí)鋼筋t25.920護(hù)壁、鎖口C25砼3 m289鋼筋t8.29挖方3 m8082灌漿孔總進(jìn)尺（$130mm3 m30.00共計(jì)6個(gè)孔，孔深5.0m。灌漿量3