沿江高速某桥址区古滑坡群稳定性评价及防治措施研究

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滑坡是我国山区公路建设的一种主要的地质灾害类型,为了满足线路线形及环境保护的需要,不可避免地需要将线路布设在滑坡等不良地段。当公路穿越滑坡堆积体时,滑坡的稳定性影响着公路工程的设计、施工及运行,一旦发生滑坡,可直接埋没公路、摧毁路基、桥涵等设施,致使交通中断,甚至迫使道路改线,还直接威胁正在施工人员和施工器械安全,造成重大的经济损失。其中滑坡对桥梁桩基的不良影响较为显著,桥梁桩基桩身产生位移过大直接影响桥梁上部结构的稳定性。本文以沿江高速某桥址区古滑坡群为研究对象,在研究古滑坡成因机制的基础上,开展滑坡稳定性及相应防治措施研究,对确保高速公路的安全施工和桥梁桩基的稳定性具有重要意义。在调查滑坡区的工程地质条件及滑坡结构特征的基础上,采用地质-力学分析了滑坡的成因机制,采用定性与定量相结合的方法评价滑坡稳定性,运用数值模拟分析施作桩基前后滑坡的稳定性、桥梁桩基桩身的位移,根据研究的结果提出合理的防治措施方案,运用数值模拟对治理工程的有效性进行论证。取得如下研究成果。(1)滑坡发育于灰岩夹炭质页岩的斜坡中,其坡体结构明显受地质构造控制,滑坡区处于两条NWW向F11-4及F12-1逆冲断层之间,靠近F12-1断层下盘。受断层影响,滑坡区岩层产状倾向SW,倾角25°,总体构成了缓倾顺向层状结构斜坡。受前缘F12-1断层牵引褶皱影响,斜坡坡脚一带岩层变缓,甚至反倾坡内。(2)区内发育有三个古滑坡,后期曾发生过多次解体,形成明显的“圈椅状”地貌。其中1#滑坡呈“长条状”,方量约320万m3,滑坡体堆积有后期形成胶结较好角砾碎块石,其发生时间较早。2#滑坡在平面上呈上宽下窄的不规则“长条形”,方量约890万m3,3#滑坡在平面上呈长“舌”状,上窄下宽,方量约852万m3,形成时间均晚于1#滑坡。堆积体主要为粉质黏土夹碎块石灰岩,滑带为碳质页岩顶部泥化形成的一层粉质黏土。(3)斜坡总体为缓倾顺向层状结构斜坡,炭质页岩在构造作用下易发生层间错动,受长期地下水浸泡,产生了泥化现象形成软弱夹层,随着地壳抬升,沟谷下切,软弱夹层切露于坡脚,高陡斜坡在暴雨作用下,雨水沿着节理裂隙入渗到坡内,导致岩土体自重增加,软弱夹层抗剪强度降低,下滑力增加,抗滑力减小,发生了滑移-拉裂变形破坏。(4)采用定性分析和定量评价相结合的方法,分析了滑坡整体和局部在各工况下的稳定性。计算结果表明,1#滑坡整体在天然工况下处于稳定状态,在暴雨和地震工况下处于基本稳定状态,中部和后部局部边坡在各工况下处于基本稳定状态。2#滑坡整体在天然工况下处于稳定状态,在暴雨和地震工况下处于基本稳定状态,后部和前部局部边坡在各工况下处于基本稳定状态。3#滑坡整体在各工况下均处于稳定状态。由于1#滑坡、2#滑坡在暴雨和地震稳定性系数均小于安全系数,拟建大桥从滑坡群中后部穿过,其安全储备不满足高速公路桥梁桩基的设计要求。(5)通过Flac3D软件模拟分析了1#滑坡施作桩基前后在各工况下的稳定性以及桥梁桩基桩身位移分布情况,结果表明,1#滑坡施作桩基前后在天然工况下处于稳定状态,在暴雨和地震工况下均处于基本稳定状态,桥梁桩基桩顶水平位移最大达1.4619×10-2m,超过了《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中第5.7.2.2条文规定的对水平敏感的建筑物6mm,非敏感建筑物10mm的水平位移限值的要求。(6)在查明滑坡发育特征、岩土体物质组成特征及坡体结构特征的基础上,结合滑坡形成机制分析和稳定性评价,对滑坡提出了在桩基上部进行抗滑桩支挡工程+截排水工程的方案,通过数值模拟对治理工程方案的有效性进行论证。
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