基于安全系数对某软土滑坡成因分析

摘要:以舟山某海滩滑坡为背景,通过现场调查、地质勘察及相关的理论分析,发现填荷载作用下产生两类滑坡形式包括牵引式和剪切型两种;滑坡前后土层力学性能指标发生改变,特别是滑动区域土层粘聚力明显下降;极限平衡法提示出未进行堆载预压处理时必将发生失稳,失稳后必须采用抗滑桩才能保证堆填荷载作用边坡的安全。

Abstract:Take Zhoushan beach slide as the background,through on-site investigation,geological exploration and related theoretical analysis,we found two types of fill loads generated slide form,including traction-type and sheared-type; The mechanical index of soil mechanical properties changes before and after landslides,especially in the sliding area soil cohesion decreases obviously. Limit equilibrium method suggests instability will happen when preloading treatment is done,and unstable piles must be used after the landfill to ensure the safety of loading slope.

关键词:软土;滑坡;极限平衡法

Key words:soft soil;landslide;limit equilibrium method

中图分类号:P642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0181-02

0 引言

场地位于舟山市岱山县秀山岛,地貌单元属浙东丘陵滨海岛屿区,为天台山北延余脉。场区地貌由剥蚀残丘地貌、滨海平原地貌及滩涂地貌组成。场地自上而下主要分布有第四系全新统滨海、浅海相沉积淤泥质土、粘性土;上更新统粘性土、残坡积的含砾砂粉质粘土等。

新建驳岸采用单锚灌注排桩结构,锚碇长度为32m,分段长度一般为20m。东侧驳岸前沿最大水深为-7.00m。驳岸后面场地需要回填。因为海滩软土地基处理及堆填碎石土顺序等原因诱了场地大面积滑坡,本文拟通过现场调查、地质勘察及相关的理论分析对滑坡成因及治理进行分析。

1 滑坡的现场调查

现状的淤泥隆起区位于秀山基地驳岸桩号K1+220至桩号K1+430位置处,即二号码头挡墙工程东端,约占挡墙项目区域总长的1/3。该淤泥隆起区的形成主要有两个阶段:

第一阶段(滑坡体编号为一号滑坡):2008年春节过后,因山体爆破及施工通道的需要,该区域岸侧位置上曾进行过塘渣的回填堆载,回填区域的标高已经达到或超过设计标高4.00m,因堆载高度较大,发生了一次较为严重滑坡,滑坡呈多级分布,可以初步断定为牵引式滑坡,在第一级滑坡形成后,滑坡体沿着滑坡面发生转动,这种转动作用产生的与滑动面平行的剪切应力,带动其下的软土继续产生滑动,滑动产生的巨大剪切力,超过了回填塘渣塘抗剪强度,从而引起回填塘渣塌陷,形成剪切型裂缝,即表现为错台现象。同时,因滑坡体产生绕圆心的转动,所以在外海侧驳岸挡墙轴线附近产生了一个巨大的淤泥包。当时淤泥隆起范围自桩号K1+250至K1+410,面积近2.5万平方米,隆起区最大标高已近2.00m,与原滩面-0.80m的标高相差近3m,说明了该滑坡体产生了较大的范围的深层滑动。产生滑坡的淤泥质土因其自身固有的流动性,产生向前向上的移动,表现出淤泥质土有被挤出的现象,滑动影响的横向宽度近100m,这个宽度包括淤泥隆起区和滑坍影响区可见该滑坡影响范围之广,其对后期施工驳岸产生不利影响。

第二阶段(滑坡体定义二号滑坡):7月下旬,塑料排水板施工结束后又进行了一次大规模的塘渣回填,因现场施工组织的需要,在处理区外侧堆载高度有所增加,加载厚度约2m,而该区域尚未进行地基处理,同时第一次堆载产生的滑动形成的隆起对该区域必然产生了影响,所以再次回填造成该区域的滑移,并产生了多处塌陷,塌陷总面积超过4000m2,产生了剪切型裂缝,由此错开的最大深度约为1.7m,而淤泥隆起范围也有所增加,挡墙轴线位置处各向两端延伸约20m左右,横向影响范围亦达到40m,与第一次滑动面引起的淤泥质土的隆起已经连在一起。

在这些滑动区域布设了两个典型断面共6个技术钻孔和6个十字板剪切试验孔,并且在发生滑坡后进行了沉降(3点)和深层土体侧向位移(3点)的监测,表1为根据详勘确定出的各层土的物理力学性能指标。表2为六个位置处的不同深度土样土工试验得到的统计值。对比表1和表2可知,滑坡后2-1层土的粘聚力明显下降。

由典型土层剖面,可知,分布一层厚15.50~18.50m的淤泥质粉质粘土。该层土对地表进行碎石土堆填不利,如果地基处理或施工顺序不当均会产生滑坡。

表1 未产生滑坡时土体物理力学性能参数

表2 滑坡后土体物理力学性能参数

图1 固快指标得到最危险滑动面

图2 快剪指标计算得到最危险滑动面

图3 发生滑动后指标计算得到滑动面

图4 采用预应力管桩处理后的最危险滑动面

2 滑坡体安全评价

原始自然地面标高取-0.60,所以堆填土高度为4.60m,计算得到的安全系数见图1,最小安全系数为1.171,采用直剪指标进行计算,原始自然地面标高取-0.60,所以堆填土高度为4.60m,计算得到的安全系数如图2所示,最小安全系数为0.769。未对软土地基进行处理,且堆载速度比较高时,滑动面的安全系数小于1.0,将产生滑动破坏。

发生滑动后,原始自然地面标高取-0.60,所以堆填土高度为4.60m,根据表2.2选取参数,计算得到的安全系数如图3所示,最小安全系数为0.797,不稳定。堆载前缘布置三排预应力管桩,纵向间距为3.00m,横向间距为1.50m,桩长30.00m,进入5-1层3.00m。计算得到的安全系数及最危险滑动面见图3。图4给出了采用四排预应力管桩进行地基处理后,安全系数分布和最危险滑动面,由图可知,最小安全系数为1.231。边坡安全系数大于1.0,边坡稳定。从而对海堤驳岸的影响甚小,而海堤驳岸的结构对抵抗软土地基侧向变形有利。

3 结论与建议

通过以上分析可以得出:

(1)在堆填荷载作用下,产生两类滑坡形式包括牵引式和剪切型两种。

(2)滑坡前后土层力学性能指标发生改变,特别是滑动区域土层粘聚力明显下降。

(3)采用极限平衡法提示出未进行堆载预压处理时必将发生失稳,失稳后必须采用抗滑桩才能保证堆填荷载作用边坡的安全。

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