四川巴中南龕斜坡變形體推力計算與治理方案優(yōu)化

朱懷斌（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

四川巴中南龕斜坡變形體推力計算與治理方案優(yōu)化

朱懷斌
（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

摘要：本文主要通過對四川巴中南龕斜坡的破壞特征，以及斜坡變形的形成機制還有斜坡形成的主導(dǎo)誘發(fā)因素的探索，并且在此基礎(chǔ)之上，對已有的滑動面進行了確定，確定數(shù)目為2個，并且對潛在的活動面進行了判斷，在判斷的過程中進行了詳細的推力計算，通過計算，基本確定了治理設(shè)樁的具體為止，并且對此問題你定了一個綜合的治理系統(tǒng)，同時對如何治理該種情況擬定了一個具體的方案，以達到四川巴中南龕斜坡變形體的治理方案的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：斜坡變形破壞；推力計算；治理

斜坡變形破壞是指天然斜坡或者人工邊坡在各種動力作用下，外部形態(tài)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化以致發(fā)生嚴重位移破壞的現(xiàn)象。崩塌和滑坡是斜坡變形中相對急速或規(guī)模較大的特殊形式，因此常給人類造成危害，成為地質(zhì)災(zāi)害。此外，還有一些發(fā)展速度相對較為緩慢或規(guī)模較小的斜坡變形位移，如錯落、剝石和巖土體蠕動等，它們雖然有時也對人類造成危害，但一般比較輕微。引起斜坡變形位移的主要動力因素是重力作用，此外還有風(fēng)化剝蝕作用、地表水侵蝕作用、地下水潛蝕溶蝕作用以及地震活動、人類活動等。斜坡破壞的危害在一定程度上影響了周邊居民的生活甚至生命質(zhì)量，因此對斜坡變形的治理很有必要。

圖1　南龕斜坡主剖面圖

一、南龕斜坡的情況簡介與治理必要性

南龕斜坡的具體位置在四川省巴中市城南1km處。近20年來，由于幾次自然災(zāi)害的影響，該地區(qū)的斜坡變形破壞的情況日益嚴重。1998年夏天遭受30年一遇的暴雨，暴雨致使該地區(qū)斜坡上許多地段出現(xiàn)了地面裂縫，民房也有開裂情況發(fā)生，公園里的圍墻都塌了，許多的游樂設(shè)施由于受這場大雨的影響被毀，造成了直接的經(jīng)濟損失，也跟人民的生活造成了影響，甚至威脅到了人民的生命安全，這次降雨引起斜坡破壞的范圍南北長約1km，東西寬80m~200m。在此之后，2000年夏季的持續(xù)降雨，在更深的程度上對此地區(qū)的斜坡變形造成了影響，破壞情況加劇了，范圍了擴大了，這次降雨引起的斜坡變形破壞致使光輝公路被毀，民房開裂情況加劇。

二、南龕斜坡變形地區(qū)的地質(zhì)條件以及成因分析

1地質(zhì)條件

南龕斜坡呈NE—SW向展布，為平緩坡臺狀淺丘地貌。下伏基巖為蒼溪組（K1c）長石砂巖和紫紅色含粉砂質(zhì)泥巖，具層狀結(jié)構(gòu)，地層緩傾山內(nèi)（如圖1所示），傾角一般為6°~8°。斜坡變形破壞發(fā)生的主要地點在斜坡腰間的第四系崩坡積物。這段崩坡積物厚度為1.15m~16.3m，平均厚度為5 m~8m，地質(zhì)為塊碎石土，塊碎石為長石砂巖，土體為粉質(zhì)粘土、粘土，多為飽和狀態(tài)，淺部為硬塑，深部為可塑至軟塑，抗剪強度低，屬中—高壓縮土。

2斜坡變形破壞的成因分析

形成斜坡變形破壞的物質(zhì)基礎(chǔ)就是該斜坡的可塑—軟塑的土體以及全、強風(fēng)化的基巖面；在斜坡前緣，有些破變形破壞的主要發(fā)生條件，即為較陡坡面的坡度，這個較陡坡度會導(dǎo)致蠕滑拉裂；導(dǎo)致產(chǎn)生斜坡變形破壞的主要誘發(fā)因素就是降水。如遇上暴雨天氣，在其作用之下，會有剪切面擴展貫通的情況發(fā)生，形成多級潛在的滑動面，致使坡體出現(xiàn)大量裂縫。對其進行地質(zhì)力學(xué)模式歸納，結(jié)果為屬于溜滑—蠕滑—拉裂型。

三、滑體推力計算

1滑體推力的計算方案

滑體推力計算的主要對象是斜坡變形破壞情況嚴重的區(qū)域的主剖面，根據(jù)以往的勘測資料記錄，分寫確定了已經(jīng)發(fā)生剪切破壞的滑動面2個，定期額推斷出有5個潛在的可能發(fā)生破壞的滑動面，在已經(jīng)被確定的2個滑動面中，第一個滑動面屬于淺層滑動面（編號為A），其具體位置在娛樂場地的東邊，這個華東面的剪出口的位置是公園公路內(nèi)側(cè)的堡坎底腳；第二個滑動面屬于斜坡前緣松散堆積體沿基巖面產(chǎn)生的溜滑體滑動面（編號為B）；剩下的五個滑動面（編號分別為C、D、E、F、G）的分析是基于對SJ6勘探豎井資料的查閱以及分析，對地面變性破壞特征進行分析，除此之外，還分析了土體工程的地質(zhì)特征以及物理力學(xué)性質(zhì)，確定其為潛在的可能發(fā)生變形破壞的滑動面（軟弱面），這些主要能代表變性破壞極為嚴重的區(qū)域，其主要位置為公園娛樂場所的中部以及其前緣坡體。

2荷載組合以及計算參數(shù)

進行推力計算時，截取滑體單位寬度為1m。根據(jù)統(tǒng)計資料顯示，公園的游樂設(shè)施的荷載以30kN/㎡垂直荷載進行計算.在荷載組合以及涉及安全系數(shù)的取值方面，具體如下：

①上浮載荷+自重+地下水的浮托力，該處的地下水浮托力指的是天然的地下水位，取Kt=1.15；

②上浮載荷+自重+地下水的浮托力，在該處的地下書的浮托力指的是暴雨情況下的地下水位，取Kt=1.02。在計算參數(shù)選取方面，計算中所用的飽和重度、土體的天然重度，均為威力力學(xué)實驗結(jié)果的平均值，在具體取值上，飽和重度為19.95kN/m3，天然重度為20.03 kN/m3，浮重度為9.8 kN/m3?；瑤恋目辜魪姸戎笜耍–、Φ值）主要是以反算結(jié)果為主3，并且結(jié)合了室內(nèi)物理力學(xué)實驗的結(jié)果還有一些經(jīng)驗性的數(shù)據(jù)類比等等過程，最后進行綜合分析確定。在反算時，假設(shè)穩(wěn)定系數(shù)K=0.96~1.00，最末條塊的滑體推力為零，在求出臨界狀態(tài)時滑帶土的抗剪強度指標（C、Φ值）所采用的方法是傳遞系數(shù)法。

表1　天然狀態(tài)下各滑面條塊推力計算的結(jié)果（kN/㎡）

3計算結(jié)果

計算時采用的方法、模型、荷載組合以及計算參數(shù)，均為以上描述。在應(yīng)用程序的選取上，采用了TRAN. COEFICENT程序進行計算，現(xiàn)將各滑體條塊的推力計算結(jié)果顯示見表1 和表2。

四、治理方案

該工程的重點范圍是公園娛樂場地。長約160m，寬為80m。為了保證公園內(nèi)平臺以及內(nèi)側(cè)公路還有圍墻處坡體的安全，在考慮地質(zhì)地形，決定在圍墻處設(shè)置一排抗滑樁工程。所以，采用后排組化工程進行治理，在公園公路內(nèi)側(cè)現(xiàn)有的下級堡坎位置布設(shè)人工挖孔抗滑中長樁， 擬定設(shè)樁處滑體推力200kN/㎡，設(shè)計樁數(shù)為23根，樁間距6.0m，樁截面為1.25m ×1.75m，樁長15m，受荷段長10m，錨固段長5m ，錨固段伸入基巖，把現(xiàn)有的下級堡坎全部撤除，重新在樁間修建樁間墻。對其繼續(xù)擰可行性分析：錨固段伸入基巖，技術(shù)上更加安全可行，對前排樁的安全更加有利；為了公園的美觀，把現(xiàn)有的下級堡坎全部撤除清掉，重新在樁間修建樁間墻，是非常有必要的。

表2　暴雨狀態(tài)下各滑面條塊推力計算結(jié)果（kN/㎡）

結(jié)語

綜上所述，以上為四川省巴中市南龕斜坡變形體治理工程的全部內(nèi)容，包括推力計算以及整治方案，該工程建成之后，可以保護價值1億元的建筑物和設(shè)施，7000余人的人身安全，工程的整治效益十分顯著。工程全面實施完成后，斜坡災(zāi)害將得到有效控制，改善了四川省巴中市人民的生活、娛樂、休閑環(huán)境，社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益十分顯著。

參考文獻

[1]唐曉松，鄭穎人，邱文平．多排抗滑樁治理工程的有限元設(shè)計計算與優(yōu)化[J]．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報，2011（10）．

[2]邸海燕．黑河水庫引水洞上部滑坡的穩(wěn)定性分析及防治[J]．重慶建筑，2011 （07）．

中圖分類號：P642

文獻標識碼：A