第二部分 滑坡

第二部分滑坡第2章滑坡广义定义：斜坡岩(土)体顺坡向下滑移的一种现象，统称为滑坡，它包括崩塌和泥石流等。严格定义：在一定的地形地质条件下，由于外界条件的变化，各种白然或人为的因素影响(例如长期受水浸润，削弱山体下部支撑力量等)，破坏了岩(土)体的力学平衡，使山坡上的不稳定土体(岩体)在重力作用下，沿着一定的软弱面(带)作整体的、缓慢的、间歇的向下滑动的不良地质现象，称之为滑坡。基本构造特征滑坡示意图1-滑坡体；2-滑动面；3-滑动带；4-滑坡床；5-滑坡后壁；6-滑坡台地；7-滑坡台地陡坎；8-滑坡舌；9-张拉裂缝；10-滑坡鼓丘；11-扇形张裂缝；12-剪切裂缝滑坡要素滑坡要素2.1滑坡分类1.按滑坡发生年代分类：近50年以内的称为新滑坡，全新世以来的滑坡称为老滑坡，晚更新世及其以前的滑坡称为古滑坡。2.按滑体厚度分类：分为浅层滑坡(h≤10m)、中层滑坡(10m＜h≤25m)、深层滑坡(25m＜h≤50m)和超深层滑坡(h＞50m)。31°33'高程米()中风化顶界滑动面原地面线公路泥岩地下水位线2.1滑坡分类3.按滑坡体积分类：小型滑坡(V≤10万立方米)、中型滑坡(10万立方米＜V≤100万立方米)、大型滑坡(100万立方米＜V≤1000万立方米)和特大型滑坡(V≥1000万立方米)。4.按滑坡滑动方式分类：分为推移式滑坡、牵引式滑坡和整体式滑坡。四川丹巴红军桥滑坡四川丹巴红军桥滑坡四川丹巴红军桥滑坡四川丹巴红军桥滑坡四川丹巴红军桥滑坡四川丹巴莫洛滑坡四川丹巴莫洛滑坡四川丹巴莫洛滑坡2.2滑坡形成环境2.2.1产生滑坡的内在因素1.地层岩性(1)各种粘性土，黄土及类黄土，各种成因的堆积层(包括崩积、坡积、洪积及人工堆积)；(2)砂岩、页岩、泥岩的互层地层；(3)煤系地层；(4)灰岩、页岩或泥质岩的互层地层；(5)泥质岩的变质岩如板岩、千枚岩、云母片岩、绿泥片岩、滑石片岩等;(6)软质或易风化的火成岩如凝灰岩、玄武岩和花岗岩等。2.2滑坡形成环境2.2.1产生滑坡的内在因素2.地质构造(1)为滑坡提供了物质来源；(2)各种构造结构面(层面、断层面、节理面、片理面、不整合面等)控制了滑坡滑动面的空间位置及滑坡的范围；(3)决定了滑坡地下水的分布和运动规律。2.2滑坡形成环境2.2.2产生滑坡的外在因素1.水的作用(1)地表水渗入坡体，增加上覆土体重量而引起滑坡；(2)水对滑动带土的浸湿和润滑作用；(3)静、动水压力的作用；(4)地下水的潜蚀作用；(5)地下水的化学作用。2.2滑坡形成环境2.2.2产生滑坡的外在因素2.斜坡应力状态的改变河流冲刷，海、湖及水库的浪蚀，人工开挖边坡，坡体上部加载(加填堤、堆料、弃渣等)，以及地下采空，地壳上升等等，都改变了斜坡的外形和应力状态，增大了下滑力，减小了稳定斜坡的支撑力，从而引起滑坡。3.震动滑坡影响因素老滑坡前部挖方导致滑坡复活（云南元磨高速公路）堆填路堤引起滑坡海石湾滑坡（由堆载、灌水引起）万梁高速公路大荒田西砂泥岩顺层滑坡由灌溉引起的黑方台缘滑坡群宝珠寺水库库岸滑坡返回2.3滑坡稳定性分析2.3.1稳定性分析方法FtCL浸润面WNwPD31°33'高程米()中风化顶界滑动面原地面线公路泥岩地下水位线计算公式地震力iiWAF重力建筑荷载处理土：重度取值FtCL浸润面WNwPD计算公式iiiiiiiwwDitgLhrTcosiiiiiwwDitgLhrRsin渗透压力（动水压力）渗透压力平行于滑面分力渗透压力垂直于滑面分力计算公式iiiiiiiiwwiiiiiiLctgtgLhrPAWRcoscossincosiiiiiwwiiiiiitgLhrPAWTcossincossiniiiiiitg111sincos111niinijj计算公式iiiiiRPTkP11111111ninnijjininnijjiTTRRk2.3滑坡稳定性分析2.3.2稳定性评价（1）不稳定的F＜1.0，（2）欠稳定的1.0≤Fs＜1.05，（3）基本稳定的1.05≤Fs＜Fst，（4）稳定的Fs＞Fst，滑坡防治工程等级一级二级三级设计工况1.251.151.05校核工况1.051.031.01算例(传递系数法)计算参数由勘查报告：滑体土天然容重：19.5KN/m3滑体土饱和容重：21.8KN/m3滑体土旱季：粘聚力：23.5kpa，内摩擦角：22.5°滑体土雨季：粘聚力：22.0kpa，内摩擦角：21.8°滑带土旱季：粘聚力：18.5kpa，内摩擦角：19.5°滑带土雨季：粘聚力：17kpa，内摩擦角：18.5°计算工况工况一（现状工况）：天然状态工况二（校核工况）：天然状态+地震工况三（雨季工况）：天然状态+暴雨（控制工况）31°33'高程米()中风化顶界滑动面原地面线公路泥岩地下水位线稳定性分析结果工况工况一工况二工况三11-11剖面上剪出口1.151.151.1511-11剖面下剪出口1.151.151.1511-11剖面上剪出口0.9990.9700.84411-11剖面下剪出口1.0501.0180.85511-11剖面上剪出口303.3454.81165.811-11剖面下剪出口54.1256.71412.9稳定性评价本变形体灾害程度分级为Ⅲ级，滑坡剪出口均属于不涉水工程安全系数Fst取1.15。由此对各个剖面不同剪出口在各种工况下的稳定性作如下评价：11-11剖面上剪出口：工况一、工况二、工况三均不稳定，工况三最不利（0.844）；11-11下剪出口：工况一工、况二均处于欠稳定状态，工况三最不利（0.855）。滑坡推力计算结果9-9剖面推力计算（kN/m）050010001500200025003000123456789条块号推力11-11剖面上剪出口推力计算（kN/m）0.0500.01000.01500.02000.02500.012345678条块号推力11-11剖面下剪出口推力计算（kN/m）05001000150020002500300035001234567891011条块号推力类型绕避或消除滑体减少下滑力增加抗滑力主要方法与措施1.改移道路2.全部或部分清除不稳定体3.架桥跨越滑体1.改变线路位置或坡度2.排除地表水3.排除地下水4.减重1.排除地下水2.扶壁和反压3.设置桩群4.设置锚秆5.化学处理6.电渗排水7.焙烧处理美国的滑坡防治工程分类2.4滑坡灾害防治日本滑坡学会的滑坡防治工程分类滑坡防治工程控制工程抑制工程减重工程地表排水工程地下排水工程反压工程河道工程浅层地下排水工程深层地下排水工程排集水井双层排水沟边坡渗沟平孔排水平孔排水排水隧洞桩工程大直径就地灌注桩工程锚索工程挡土墙工程国际岩土学会滑坡治理措施简表11.改变斜坡的几何形态1.1从滑坡的滑动区搬出物质（可用轻型材料代替）1.2在滑坡抗滑区增加物质（反压护道或填土）1.3减缓斜坡坡度2.排水2.1地表排水，把水排到滑坡区外（集水沟或管）2.2充填渗水材料（粗卵砾石或土工合成纤维）的浅沟或深沟排水2.3粗粒材料的支撑盲沟排水2.4用泵抽水或自流排水的垂直孔群（小直径）排水2.5重力排水的垂直井群（大直径）排水2.6地下水平孔群或垂直孔群排水2.7隧洞、廊道或坑道排水2.8真空排水2.9虹吸排水2.10电渗排水2.11种植植物（水文作用）3.支挡结构3.1重力式挡土墙3.2框架式挡土墙3.3笼式挡墙3.4被动式桩、墩和沉井3.5现浇的钢筋混凝土挡墙3.6聚合物或金属的条或片的加筋挡土结构3.7粗粒材料的支撑扶壁（盲沟）（力学作用）3.8岩石边坡的固定网3.9岩石崩塌的减缓和阻止系统（拦石的沟、平台、栅栏和墙）3.10抗冲刷的保护性岩石或混凝土块4.斜坡内部加固4.1岩石锚栓4.2微型桩群4.3土钉4.4锚杆（预应力的或非预应力的）4.5注浆4.6石头的或石灰/水泥柱4.7热处理4.8冻结4.9电渗锚杆4.10种植植物（根系的力学作用）我国滑坡防治措施简表1类型绕避滑坡排水力学平衡滑带土改良主要工程措施1.改移线路2.用隧道避开滑坡3.用桥跨越滑坡4.清除滑坡1.地表排水系统（1）滑体外截水沟（2）滑体内排水沟（3）自然沟防渗2.地下排水工程（1）截水盲沟（2）盲（隧）洞（3）水平钻孔群排水（4）垂直孔群排水（5）井群抽水（6）虹吸排水（7）支撑盲沟（8）边坡渗沟（9）洞—孔联合排水（10）电渗排水1.减重工程2.反压工程3.支挡工程（1）抗滑挡墙（2）挖孔抗滑桩（3）钻孔抗滑桩（4）锚索抗滑桩（5）锚索（6）支撑盲沟（7）抗滑键（8）排架桩（9）钢架桩（10）钢架锚索桩（11）微型桩群1.滑带注浆2.滑带爆破3.旋喷桩4.石灰桩5.石灰砂桩6.焙烧地面排水沟布置示意图截水盲沟示意图支撑盲沟示意图仰斜孔排水示意图井孔井孔井孔联合排水示意图12洞—孔联合排水示意图1.垂直钻孔；2.仰斜钻孔滑动带地面2.4滑坡灾害防治2.4.1减载与反压致滑段阻滑段削坡减重坡面线滑动面致滑段阻滑段堆重物坡面线滑动面2.4滑坡灾害防治2.4.2抗滑挡墙设计荷载选择：以滑坡推力和主动土压力荷载效应大者控制设计。当滑坡推力小于主动土压力时，应把主动土压力作为设计推力进行设计，但当滑坡推力的合力作用点位置较主动土压力的作用点高时，挡土墙的抗倾覆稳定性取其力矩较大者进行验算。抗滑挡墙的设计挡墙断面尺寸的拟定：抗滑挡土墙具有墙面坡度缓、外形矮胖、平面尺度大的特点。墙面坡度常用1:0.3-1:0.5的坡率，有时甚至缓至1:0.75-1:1。基底常做成反坡或锯齿形，有时为了增加抗滑挡土墙的稳定性和减少墙体圬工，还在墙后设置1-2m宽的衡重台或卸荷平台。抗滑挡墙的设计挡墙高度的拟定：合理墙高可通过墙顶不剪出为前提进行试算确定。抗滑挡墙的设计基础埋深的确定：总体而言需要满足挡墙稳定性验算、地基承载力验算等确定。对于基岩不小于0.5m，稳定坚实的土层不小于2m；并置于可能向下发展的滑动面以下；墙前埋深较大时(埋入密实土层3m、中密土层4m以上)，可酌情考虑被动（静止）土压力的作用。抗滑挡墙的设计地基承载力验算：基底最大压应力应小于等于地基容许承载力。不得出现拉应力；)61(minmaxBeBVk抗滑挡墙的设计抗滑、抗倾覆稳定性验算：满足规定的稳定性系数要求，一般抗滑大于1.3，抗倾大于1.6。KS＝（VK·μ+EP）/H≥[KS]K0＝MR/M0≥[K0]抗滑挡墙的设计挡墙截面强度验算：最不利截面的压、拉、剪切应力不超过挡墙材料的相应强度。一般而言由于挡墙截面较大，仅需对明显薄弱截面进行验算。按压弯构建进行计算。抗滑挡墙的设计施工注意事项宜先做好截排水工程，避开雨季。有减重时可先行减重，再行开挖。基槽开挖应跳槽分段开挖，单段长度以8～10m为宜。填料压实。设置排水孔、伸缩沉降缝。抗滑挡墙的设计抗滑挡土墙抗滑挡土墙与一般挡土墙的区别有以下几点：（1）不是承受一般土压力，而是滑坡推力，后者比前者大得多。（2）胸坡缓、重心低，胸坡1∶0.4~1∶1。（3）基础埋深大，基岩中0.5~1.0m，土层中1.5~2.0m或更大，必须置于滑面以下稳定地层。（4）尽量利用墙背填土重量。（5）墙后纵向盲沟要求高。（6）墙体稳定性检算中除抗滑、抗倾覆和截面强度检算外，还应检算从墙底滑动和从墙顶滑出的可能以决定墙的埋深和墙高。（7）推力作用点位置一般不在三分之一墙高，而在二分之一或五分之二墙高处。（8）施工必须分段跳槽开挖，从两侧向中部推进，避免因挖基造成滑坡滑动。桩是深入土层或岩层的柱形构件。通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使边坡保持平衡或稳定。同一般桩区别在于主要承受水平荷载。