工學(xué)某滑坡計(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50m左右，寬83m左右，在平面上呈“似半圓形”。斜坡地形坡度為33°39°，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)。 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

2、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?、大氣降水）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)面的潤滑作用，應(yīng)力釋放后形成貫通的滑動(dòng)面。對(duì)Q1淺井施工中，當(dāng)自粉質(zhì)

3、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.

4、62，C=0.47MPa，相關(guān)系數(shù)r=0.999，=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/ cm3，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日的那場暴雨，2002年雨季裂縫有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢，現(xiàn)將主要裂縫表述如下

5、：照片6 位于機(jī)關(guān)5#樓北西側(cè)樓梯上的（L2）地裂縫L1：見于2#和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#樓北東側(cè)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）3cm；L3：見于5#樓兩側(cè)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5c

6、m，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)拐角處，沿?fù)鯄Πl(fā)育，方向?yàn)?6°轉(zhuǎn)122°，裂縫長度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）2cm；L5：見于6#樓前坪上，方向130°，裂縫長15.0m，裂縫口最寬達(dá)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#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

7、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?，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2200m2。4.1.6 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2.308.20m，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

8、?；轮骰较?0°左右。其變形破壞模式為：蠕動(dòng)拉裂逐步解體。4.1.7 影響滑坡穩(wěn)定性的因素分析人類工程活動(dòng)：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(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(qiáng)風(fēng)化片麻巖接觸帶（土石分界面）

9、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，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

10、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)平均值參與計(jì)算。=18.7KN/m3。抗剪強(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。Cf=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

11、線形滑移面公式進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算：Fs=式中：Fs穩(wěn)定系數(shù);Qi第i塊段所受的重力(kN/m); Ri作用于第i塊段的抗滑力(kN/m)；Ni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）；Ci第i塊段土的內(nèi)聚力(kPa); Li第i塊段滑動(dòng)面長度(m)；i· i+1第i、i+1塊段滑動(dòng)面傾角(º)Ti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)；Pi=Pi-1·j+Fst·Ti-Ri式中：Pi、Pi-1分別為第i塊，第i+1塊滑體的剩余下滑力(kN/m)；Fst滑坡推

12、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)(

13、kN/m3)Cf(kPa)f(°)C(kPa)(°)(°)L(m)10-1018.713.95.511.23.76314.31.00186.451518.5217.82114.4259.667.58.6143.4611-1118.713.95.511.23.7478.51.04433.4614.516.2468.9-315.879.56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，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第四系人工堆積層（Qml），

14、時(shí)間較長后，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3m×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11m的232鋼筋。各錨桿間使用C25鋼筋混凝土地梁（規(guī)格為30cm×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，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

15、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30cm×50cm注漿m376.23鉆孔總進(jìn)尺m2929.00鋼筋砼框架梁C25砼m3144.30級(jí)鋼筋t2.720級(jí)鋼筋t14.750挖方m386.582截水溝M7.5漿砌石m376.00挖方m3112.003坡面植草綠化m22500.004棄土外運(yùn)m3198.58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M20 砂漿錨桿桿體（1

16、32）t37.330元/t4200.0156786注漿m376.23元/m3280.021344鉆孔總進(jìn)尺m32929.00元/m3125.0366125鋼筋砼框架梁C25砼m3144.30元/m3300.043290級(jí)鋼筋t2.720元/t3800.010336級(jí)鋼筋t14.750元/t4200.061950挖方m386.58元/m330.025972截水溝M7.5漿砌石m376.00元/m3185.014060挖方m3112.00元/m330.033603坡面植草綠化m22500.00元/m28.0200004棄土外運(yùn)m3198.58元/m310.01986二建筑工程其它費(fèi)用元108784

17、5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%70183517546三預(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（13m，1.5m×2.0m）、C（14m，1.5m×2.0m）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

18、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m3519抗滑樁共13棵，C型樁9棵，樁截面1.5 m×2.0m ，樁長13.0 m， D型樁4棵，樁截面1.5m×2.0m ，樁長14.0 m 。級(jí)鋼筋t25.920護(hù)壁、鎖口C25 砼m3289鋼筋t8.29挖方m38082灌漿孔總進(jìn)尺（130mm）m330.00共計(jì)6個(gè)孔，孔深5.0m。灌漿量