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淺談膨脹土邊坡滑坡機(jī)理及防治措施

文檔作者：楊鋒文檔來源：中鐵十五局集團(tuán)第七工程有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月07日
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2011年第6期(總181期) 安徽建筑
談膨脹土邊坡滑坡機(jī)理及防治措施
On Slope Mechanism of Expansive Soil and its Prevention and Control Measures
楊 鋒 (中鐵十五局集團(tuán)第七工程有限公司，陜西西安710008)
摘要：結(jié)合陜西十天高速公路安康東段A—CD50合同段膨脹土邊坡滑坡治理施工。就滑坡的破壞機(jī)理及采取的防護(hù)措施進(jìn)行簡單的介紹。
關(guān)鍵詞：膨脹土；抗滑樁；石籠墻
中圖分類"=~：TU416．1"4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1007-7359(2011)06—0120—02
0 引 言
膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收
縮特性的高液限粘土。其礦物成分主要是蒙脫石，為一種高塑
性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮
變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。
十天高速A—CD50合同段位于陜西省安康市漢濱區(qū)東，為膨脹
土覆蓋區(qū)域，本文結(jié)合工程實(shí)際，就膨脹土滑坡機(jī)理及防護(hù)進(jìn)
行簡要分析。
1 工程概況
本工程為十堰至天水聯(lián)絡(luò)線(G7011)陜西境白河至安康公
路路基橋隧工程A—CD50合同段，起訖里程為K114+000
K117+350。主要包括路基7．1km；大中橋7座，長度1339．25延
米；涵洞、通道16座，532延米。全線高邊坡防護(hù)工程量為
3．8 X 10 m 。
2 膨脹土破壞機(jī)理
膨脹土的透水性很弱，一般膨脹性越強(qiáng)，透水性越弱，但當(dāng)
膨脹土暴露于大氣中，在風(fēng)化營力作用下失水開裂后，其透水
性將顯著增加，然而裂隙附近的土含水量增加將產(chǎn)生膨脹而封
堵裂隙，從而阻止水向土體內(nèi)部的進(jìn)一步滲入，這使得膨脹土
的裂隙深度多在2m一3m內(nèi)。膨脹土邊坡滑坡就是連續(xù)破壞滑
動面的形成和土體抗剪強(qiáng)度的衰減過程，邊坡滑動必須具備3
個條件：①邊坡土體下滑力大于抗滑阻力或者下滑力矩大于抗
滑力矩；②邊坡土體具備了滑移的空間；③滑體必須是沿一定
方向的路徑滑移。有了這3個條件便有了連續(xù)破壞的可能，但
還要滿足3個要求。①邊坡側(cè)向內(nèi)應(yīng)力足夠造成集中應(yīng)力，在
形成滑動面之前，局部剪應(yīng)力超過峰值強(qiáng)度，且隨著土體強(qiáng)度
的衰減，破壞區(qū)也隨剪應(yīng)力與強(qiáng)度比值的增加而逐漸擴(kuò)展；②
土體含有足夠的可復(fù)應(yīng)變能量，沿滑動方向產(chǎn)生需要的膨脹
收稿日期：2Oll一11-02
_ ； 鋒 976 ’男’河南洛陽人，畢業(yè)于西南交通大學(xué)’學(xué)士
力，使破壞區(qū)內(nèi)的土體發(fā)生變形；③ 土體的強(qiáng)度隨著變形的增
加衰減明顯，殘余強(qiáng)度遠(yuǎn)低于峰值強(qiáng)度。
3 膨脹土滑坡治理
十天高速安康東段A—CD50合同段K1 16+500左側(cè)邊坡高
4m一7m，在開挖過程中發(fā)生滑坡(見圖1)。
防治膨脹土邊坡破壞必須堅持“先發(fā)制坡，以防為主”，在
制坡當(dāng)中本著“制坡先制水，防滑先防水”，在治理方法中采用
“宜擋不宜清、宜排不宜堵”的原則。A—CD50合同段K116+500
左側(cè)屬弱膨脹土挖方邊坡，原設(shè)計邊坡坡率為1：1．5，邊坡高
度為4m 7m，原設(shè)計采用窗孔式護(hù)面墻+支撐滲溝防護(hù)。開
挖后形成大面積滑坡，范圍約為4500m ，滑坡后緣離坡腳約
80m，附近民房，村道出現(xiàn)嚴(yán)重開裂現(xiàn)象。
該滑坡所在邊坡表層物質(zhì)組成主要為粉質(zhì)粘土，表層結(jié)構(gòu)
松軟，下伏基巖為千枚巖，滑帶土主要為軟一可塑粉質(zhì)粘土，局
部為流塑狀，多為潮濕一飽和狀態(tài)。
從地形來看，滑坡位于山前膨脹土緩坡，且位于一處小型
低洼谷地，地下滲水匯集，邊坡土體濕軟。邊坡開挖后形成膨脹
土臨空面，土體應(yīng)力釋放，加之該處地下水豐富，雨季期間土體
長期浸泡軟化，導(dǎo)致臨空面附近坡體失穩(wěn)并產(chǎn)生滑動，進(jìn)而引
起由下往上的牽引式滑坡，逐級發(fā)展。
本段滑坡屬于膨脹土淺層滑坡，開挖邊坡高度小，現(xiàn)有地
面較緩，滑坡體上方分布有村道、民房及墳?zāi)沟?。?jīng)過對鉆孔勘
探數(shù)據(jù)資料分析，滑坡坡面穩(wěn)定性分析計算，另根據(jù)專家意見，
針對本段滑坡治理，采用抗滑樁+石籠墻方案。在滑動帶沿路
線方向設(shè)置深度16m，中心間距6m的抗滑樁(斷面為2m×
1．5m)，樁間系梁連接。在抗滑樁前及抗滑樁之間采用外露4m
的石籠擋墻，擋墻坡率1：0．75，石籠底部加設(shè)排水管，以增強(qiáng)
其透水性能。兩側(cè)非滑坡區(qū)設(shè)置C15片石混凝土重力式懸臂擋
土墻，墻頂以上坡面采用窗孔式護(hù)面墻+支撐滲溝防護(hù)，在坡
體滲水較為嚴(yán)重的地帶設(shè)置埋深為lm、斷面為2m×2m的干
砌片石支撐滲溝。為防止雨水通過坡面裂縫進(jìn)入坡體，沿坡面
裂縫開挖，底部設(shè)置盲溝，頂部原開挖土回填夯實(shí)，順裂縫分
布，形成兩道環(huán)狀盲溝，并根據(jù)實(shí)際情況合理布置樹枝狀盲溝，
使盲溝順通，流水通暢，切使盲溝與平臺水溝連接，以利排水。
另根據(jù)坡面匯水情況，完善地表排水系統(tǒng)，盡量將坡面積水引
安徽建筑 2011年第6期(總181期J
圖1 地表裂縫現(xiàn)場圖
圖2 綠化生態(tài)防護(hù)
人滑坡范圍之外。同時將綠化生態(tài)防護(hù)相結(jié)合，進(jìn)行
坡面整體綠化。
施工過程中，逐級逐段開挖、防護(hù)，開挖一級防護(hù)一級綠化一級，開挖
時間與防護(hù)完成時間相隔不超過15d。設(shè)置抗滑樁的地段，待抗滑樁完成
后，進(jìn)行邊坡開挖；坡腳設(shè)置抗滑擋墻的位置，跳槽開挖施工，完成一段，
才進(jìn)行下段施工。在施工過程中，仔細(xì)做好施工記錄，加強(qiáng)對邊坡的監(jiān)控，
發(fā)現(xiàn)異常狀況及時上報。并在滑動范圍內(nèi)，于滑動面附近村道、房屋處設(shè)
置觀測點(diǎn)，加大頻率進(jìn)行監(jiān)測。
4 結(jié)束語
膨脹土是影響道路及其它構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實(shí)際工程
中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理力學(xué)性
質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，從而通過改變土的力學(xué)性質(zhì)達(dá)到
處理目的。在十天高速沿線膨脹土邊坡防護(hù)施工中，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后的防護(hù)
措施已顯示出良好效果，經(jīng)受了連續(xù)降水的考驗。經(jīng)處理后路基邊坡穩(wěn)
定，坡面綠化景觀效果美觀、舒適，既達(dá)到了工程防護(hù)的目的，又起到了環(huán)
保美觀的效果。
參考文獻(xiàn)
●
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(上接第118頁)
度一再降低，這種反復(fù)的惡性循環(huán)，導(dǎo)致邊坡的穩(wěn)定
性進(jìn)一步降低而產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)。
2007年8月15日出現(xiàn)的裂縫是在特定條件下
產(chǎn)生的。降雨期間由于雨水人滲，邊坡地下水位升
高，當(dāng)河水位突然回落時，土體中滲透力再加上土體
本身受水浸泡強(qiáng)度降低及土體膨脹性等因素綜合導(dǎo)
致了裂縫的出現(xiàn)，若不及時采取處理措施，以后在一
定的條件下仍有可能再次出現(xiàn)裂縫，甚至產(chǎn)生滑坡。
4．2抗剪強(qiáng)度
地層土體強(qiáng)度低主要表現(xiàn)在0層人工填土和
①層粉質(zhì)粘土、粘土，且為中、高靈敏度土，具有一定
的蠕變特性。
0層人工填土抗剪強(qiáng)度C=19．2kPa～40．2kPa，
中=5．2。一12．9。，野外十字板C 一般為5．9kPa～19．
9kPa，靈敏度為2．1～13．7，大部分為一般～中靈敏度
土，少量為高靈敏度土，滑動帶c =6．8kPa。
① 層粉質(zhì)粘土、粘土的抗剪強(qiáng)度C=
21．1kPa～30．2kPa，中=4．9?！?0．0。，野外十字板C
一般為9．3kPa一17．7kPa，靈敏度為4．5～9．5，為中～高
靈敏度土，滑動帶C =13．4kPa。
以上這些指標(biāo)均表明0層填土和①層地基土
的抗剪強(qiáng)度低、抗滑穩(wěn)定性差，是邊坡變形較大和產(chǎn)
生裂縫的主要原因，當(dāng)其上部荷載超過或臨界其抗
變形能力時極易產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)。
4．3地下水
地表水與地下水的作用是滑坡發(fā)生的又一重要原因。邊坡土體以粉
質(zhì)粘土、粘土主，為極微～微透水地層，但坡頂及坡面上有較多裂縫，雨水
人侵形成高水位，由于填土滲流不暢，水壓力不能及時消散，使填土長期
受水浸泡，導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步下降；退水時由于河水位驟降，填土
和① 層粉質(zhì)粘土滲流不暢，土體仍處于軟塑～流塑狀，土體內(nèi)孔隙水壓力
大，極易產(chǎn)生滑動失穩(wěn)。
5 邊坡變形處理措施
根據(jù)以上分析，經(jīng)重新核算，采用坡腳填塘、加寬壓重平臺及將產(chǎn)生
裂縫的土體鏟除、重新回填碾壓和加做坡頂、坡面及坡體排水設(shè)施(如導(dǎo)
滲排水溝、井)等處理措施，完成后已有2年多，再未出現(xiàn)較大的裂縫和滑
移現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn)
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I■—I■
仨I=—=-一I
I I=U
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