某河道滑坡勘察工程實踐探討

仲靜文,徐甲存,曹建軍,周 洋,王艷波

(南京市水利規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司,江蘇南京210022)

某河道滑坡勘察工程實踐探討

仲靜文,徐甲存,曹建軍,周 洋,王艷波

(南京市水利規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司,江蘇南京210022)

介紹了滑坡勘察的方法和手段、滑坡區(qū)的工程地質(zhì)條件,分析了滑坡體特征及其成因機制。針對影響河道滑坡的因素進行了分析,并結(jié)合滑坡的形成條件及河道滑坡的分類等實際情況,提出了工程的治理措施。

滑坡；勘察；滑動面；治理措施

0 引言

滑坡是指斜坡上的土體或巖體,受河流沖刷、降雨和地下水活動、地震及人工削坡等因素影響,在重力作用下沿著一定的軟弱面或者軟弱帶,整體地或分散地順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。近年來,在水利工程中,特別是南方地區(qū)的河道都曾出現(xiàn)過滑坡的情況,產(chǎn)生的危害是非常大的。因此,為了對河道滑坡進行治理,應(yīng)進行專門的滑坡勘察,以便正確規(guī)劃、設(shè)計施工,及時采取科學(xué)的防治措施,以確保社會生產(chǎn)與生活正常進行。

1 滑坡概況

高陽河堤防滑坡治理工程位于江寧區(qū)湖熟街道高陽河左岸,該工程滑坡橫向?qū)捈s18 m,縱向長73～81 m?；潞缶壩挥诘添敿绮?可見深約0.3 m左右裂縫,前緣位于高陽河水位以下。

由于該段堤防位于河道彎曲段,主河道緊鄰堤身,水流長期沖刷并帶走堤身部分土壤,加之堤腳淤泥較深,坡腳不穩(wěn),近幾年迎水坡坍塌逐年嚴重,特別是2013～2014年,迎水坡坍塌呈大面積、高部位趨勢。雖然在迎水坡采取了一些臨時消險措施(如坡腳打設(shè)抗滑木樁),但是由于基礎(chǔ)難以穩(wěn)固,仍難以有效控制住險情發(fā)展。目前迎水坡已塌至堤頂部位,嚴重影響防汛、行人以及堤后居民的人身財產(chǎn)安全。

2 勘察方法與手段

2.1 資料收集

通過現(xiàn)場調(diào)研,收集與滑坡區(qū)有關(guān)的區(qū)域地質(zhì)資料,初步掌握滑坡性質(zhì)。

2.2 工程地質(zhì)測繪

調(diào)查范圍包括滑坡及其鄰近地段。比例尺可選用1∶200～1∶1 000。重點調(diào)查滑坡變形破壞特征、要素和主要地面裂縫的規(guī)模、性質(zhì)、成因。

2.3 工程地質(zhì)鉆探

滑坡勘察以鉆探為主,并應(yīng)符合以下要求。

(1)勘探孔的布置應(yīng)根據(jù)組成滑坡體的巖土種類和性質(zhì),滑動面的分布和位置,滑動帶的物質(zhì)組成和厚度,滑動方向,滑帶的起伏及地下水等情況綜合確定。一般情況下,除沿主滑方向布置勘探線外,在其兩側(cè)及滑體外也應(yīng)布置一定數(shù)量的勘探線。根據(jù)場地工程地質(zhì)條件,在滑坡主滑動方向布置了2條剖面線、5個勘探孔。查明滑坡體、滑床地層結(jié)構(gòu)及性質(zhì),重點查明滑動帶的性質(zhì)及埋藏深度。

(2)勘探孔的深度應(yīng)穿過最下一層滑面,進入穩(wěn)定地層。

(3)在滑坡體、滑動面(帶)和穩(wěn)定地層中采取土試樣,通過小間距取樣(0.5 m或更小),測定含水量,含水量最大處可能是滑動面(帶)。

(4)查明含水層厚度、水的流向、流速、流量及其補給來源。

(5)滑坡勘探宜采用管式鉆頭或全取芯鉆進,土質(zhì)滑坡宜采用干鉆,鉆進過程中應(yīng)仔細觀察,描述鉆進難易,并作記錄。

3 滑坡區(qū)工程地質(zhì)特征

3.1 工程地質(zhì)層特征

該場區(qū)勘察深度內(nèi)揭露的地基土層主要由滑坡土體、滑動面以下原狀地基土層構(gòu)成,自上而下分為5層6亞層。

(1)推測滑坡體

(2)人工填土

①堤身填土：構(gòu)成堤身?；尹S色,以粉質(zhì)黏土、黏土為主。

(3)自然沉積土

②粉質(zhì)黏土、黏土：灰黃色,可塑,中等壓縮性。土質(zhì)較均勻。③粉質(zhì)黏土：灰褐色。軟塑～流塑,中～高壓縮性。③1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：灰色。流塑,高壓縮性。含腐殖質(zhì),稍有異味。④粉質(zhì)黏土、黏土：灰黃色?？伤?中等壓縮性。土質(zhì)較均勻。

3.2 滑坡體抗剪指標

(1)室內(nèi)土體直剪法：本次滑坡勘察在滑坡體內(nèi)采取了8組土樣,做了飽和固結(jié)快剪試驗。室內(nèi)試驗指標統(tǒng)計中的內(nèi)聚力離散性較大,估計是由于滑坡體自身性質(zhì)不均勻較大造成的。

(2)極限平衡反演分析法：反演分析法是指在極限平衡原理的基礎(chǔ)上,假定產(chǎn)生蠕滑的滑坡體處于極限平衡狀態(tài)下,即下滑力與抗滑力平衡相等,計算出滑動面的綜合抗剪指標。

4 滑坡原因分析

堤防滑坡主要有以下兩個方面：

(1)該堤段斷面迎水坡坡比不足,經(jīng)現(xiàn)場測量,坡比只有1∶2左右,且現(xiàn)狀堤頂為當?shù)亟煌ǖ缆?對堤身迎水坡抗滑穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。

(2)該段堤防位于河道彎曲段,主河道緊鄰堤身,迎流頂沖,迎水坡無護砌,水流長期淘刷并帶走堤身部分土壤,且堤腳淤泥較深,坡腳不穩(wěn)。從2010年開始堤腳失穩(wěn)、滑動,堤身土受到擾動,土體的抗剪強度降低。雖然在迎水坡采取了打木樁的消險措施,但是并未減少水流對河底及河岸不斷沖刷,對坡腳不斷淘蝕,滑坡不斷發(fā)展,險情日益嚴重。

綜合以上因素,導(dǎo)致滑坡、坍塌現(xiàn)象。

5 滑坡治理

根據(jù)河堤特點,需要對岸坡進行防護；堤身土體受到擾動,抗剪強度下降。為了有效控制滑坡,采用抗滑樁處理。詳見圖1。

圖1 加固斷面設(shè)計圖(單位:mm)

迎水坡按1∶2.0的坡比進行整坡,迎水坡滑坡松散土體先挖除至堤后臨時堆放,再分層回填壓實；并于▽8.50高程新建混凝土承臺,打入D1000抗滑樁,樁長15 m,間距2 m；承臺頂至▽11.00高程采用350 mm厚漿砌石護坡,坡面設(shè)排水孔DN50@2000,梅花型布置；▽11.00高程以上采用草皮護坡；▽8.50高程以下采用厚0.8 m,寬10 m拋石護底。

6 迎水坡整治后抗滑穩(wěn)定計算

整治后抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表1和圖2。

表1 迎水坡整治后抗滑穩(wěn)定計算成果表

圖2 加固后設(shè)計洪水位驟降(Fs=1.32)(單位:m)

堤防加固后,計算斷面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)較加固前有所提高,且滿足規(guī)范要求?；轮卫泶胧┊a(chǎn)生的阻水面積很小,對河道行洪沒有不利影響,對河道對岸岸坡穩(wěn)定不會產(chǎn)生不利影響。

7 結(jié)語

該工程采用最常規(guī)的工程勘察獲得準確的巖土參數(shù)、土體結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及物質(zhì)成份,結(jié)合極限平衡反演分析法確定滑動面的位置。一般情況下,筆者認為滑動面抗剪指標c、ψ的確定采用土工試驗方法時,其值偏高,很難適合滑坡的現(xiàn)狀,采用極限平衡反算法則比較合理,也符合滑坡的現(xiàn)狀。

TV82

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1009-7716(2015)09-0121-02

2015-04-20

仲靜文(1988-),男,江蘇東臺人,助理工程師,從事水利工程地質(zhì)勘察工作。