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1山體滑坡的原理分析
假設滑坡為一個弧形坡度,斜坡自重力(Gi)可以分解為兩種力,一種是沿滑坡切線方向的力(Qi),另一種是與切線相垂直的分力(Ni)。它會生成摩擦力(fi=∑Nitga),以阻攔坡體土方向下運動,另外坡體內部的土壤之間還具有內聚力(CL),他也能夠阻止坡體下滑。根據受力平衡分析我們知道:如果∑Qi>∑Nitg+CL時,邊坡下滑力大于摩擦力與內聚力之和,此時山體滑坡發生。導致山體滑坡的因素十分多樣化,例如山體土壤水分含量增大、土壤中砂土成分比重過大、土壤中巖土成分過高土壤內聚力下降、土壤中植物根須生長情況等。因此上訴受力分析只是十分簡單化的理想條件下適用,還需要在具體問題中結合實際情況綜合分析。
2預防滑坡的措施
(1)在施工之前,要全面勘探施工地點地質情況,掌握一手地質資料信息,例如土質成分、巖層結構、土壤含水量、地下水位、地表水量等,要針對滑坡區域進行詳細的地質分析,制定科學有效的防護措施,為后期施工提供穩定的地質災害保護。
(2)要保持邊坡坡度適度。坡度要盡量平緩,成階梯形分布,中間要增加多級平臺來鞏固。對不同的土質選擇不同的坡度防護方案。最關鍵的是要保證坡度角小于土的內摩擦角,將不穩定的部分鏟除,以提高坡度的穩定性。如果坡腳有多余的土方和石料,可以將其搬運至坡腳處,形成擋土堆或修筑臺地,坡腳新的土方坡度角度要大于原坡度,以提高其對原坡的反壓作用,防止坡體下滑。
(3)要做好邊坡排水、泄洪及防滑準備措施。例如排澇渠、集水池、導流溝、擋土墻等。要做好地表水的分流處理,防止其滲入山坡土壤中,降低坡內土壤的內聚力。
(4)在滑坡段周邊挖掘攔水溝,防止地表水在坡頂滲透。排水渠方向要與坡度一致,溝內要做好防滲透處理,溝與滑坡之間保持30°~45°角度。要定時對攔水溝進行清淤,防止其阻塞。
(5)對于坡頂堆積的比較松散和容易風化的巖石,要采取加固處理,要盡量提高坡頂綠化率,通過植物根須來鞏固坡頂土壤,增強其內聚力。
(6)對土坡進行施工之前,要制定合理的施工方案,防止人為施工增大土坡的不穩定性。如果要對坡腳進行土方施工,要及時對挖除部分設置擋土墻進行加固,擋土墻背面要設計排水渠和排水口。
(7)要盡量避免在坡腳開挖土方,在坡頂堆壓重物。在坡頂上開挖土方要采取由上至下的順序,回填時則要按由下至上的順序。不要在同一時間內在坡頂堆積大量土壤,最大限度減少坡頂自重。
(8)如果坡體周圍有河水流經,可以在河道邊沿堆砌磚石,架設石籠來提高其穩定性。
3滑坡的整治
對滑坡實施整治施工之前,要掌握滑坡地段的土質情況、土方大小以及滑動程度等資料信息,要根據滑坡的成因來制定科學合理的整治方案,最大限度避免在整治過程中發生二次滑坡。一般在干燥天氣開展滑坡整治,主要措施有開挖排水渠、減少坡頂土方、安裝支護、修建擋土墻等。如果滑坡是由坡頂變形引發下部擠壓式產生的,則要重點清除坡頂土方、減少坡頂自重;如果是坡下部先發生變形、導致上坡下滑,則應該加強對坡底部的支護整治。
3.1用澆筑鋼筋混凝土樁和插入木樁的方法鞏固山坡該方法主要適用于狹長形的滑坡,順斜坡長約100m、寬度在10m內、厚度為7m以內,滑坡后壁呈圈椅狀,巖面傾角8°~10°,坡底土方中碎石含量超過40%。可以考慮澆筑鋼筋混凝土樁的方式來鞏固坡底,通過樁體插入來增大土方中泥土摩擦力,增強其穩定性。在進行打樁施工時,要采取間隔打井、同時做好支護措施,保證施工安全。
3.2用鋼筋混凝土排架樁、墩與擋墻結合整治滑坡該方法主要適用于滑坡范圍為順坡向長150m、寬40~100m、滑坡面積超過1萬m2的山體,滑坡后壁呈圈椅狀,主要是因為坡底受力結構失衡、外部施工震動以及地表水過度滲透導致。在滑坡較嚴重的區域,應清除表層浮土、用鋼筋混凝土制作排架錨樁、架間按照石墻支護;對于滑坡不嚴重的區域,可以采用磚墻和鋼筋混凝土樁來鞏固,并做好排水措施。如果工程預算有限,可以采用插入木樁的方法來鞏固山體。木樁長度要超過2m,直徑在10cm以上,樁距保持2m左右,排距1.5~2m,采用機械插入。1999年,銀川市劉家溝大轉彎滑坡體就是采用木樁防護來阻止滑坡,同時在坡頂上種植荊棘灌木叢,經過14年風雨吹打,至今未出現滑坡征兆。
3.3采用鋼筋混凝土涵洞和恢復上部土體平衡整治深路塹滑坡該方法主要適用于滑坡范圍為順坡向長約300m、橫向寬約250m,公路橫穿滑坡,在多雨水季節容易發生滑坡的地區。在滑坡處建設鋼筋混凝土涵洞,并在涵洞上方堆壓土方來促進坡體受力平衡。1987年,江西新余市鋼鐵廠在良山鎮小鳳山就采取了這種滑坡防治方法,至今未出現任何異常情況。
4結束語
本文全面分析了山體滑坡的成因,并針對工程建設中出現的幾種常見滑坡情況提出了整治方案和措施,希望本文的研究能夠起到拋磚引玉的作用,今后有更多的學者開展這方面的研究,為整治工程建設山體滑坡提供理論指導。
作者:鄒云坤 單位:成都鐵路局六盤水工務段