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膨脹土滑坡治理方法的探討

2014-12-25 01:25謝興洋
城市建設理論研究 2014年37期
關鍵詞:滑坡體裂隙土體

謝興洋

摘要:在膨脹土地區中,膨脹土滑坡屬于一種十分普遍的斜坡變形問題,同時膨脹土的滑坡問題也是整個膨脹土地區普遍出現的地質工程現象。不管是在膨脹土的自然斜坡上,還是在人工開挖的渠道邊坡上,膨脹土的滑坡現象都經常的出現,并且在通常的情況下會產生區域性的災害問題。本文通過對膨脹土滑坡的形態和特點進行分析,提出了幾點有效的治理建議,希望能夠對相關的防治人員具有一定的參考價值。

關鍵詞:膨脹土滑坡問題治理分析

中圖分類號:U416文獻標識碼: A

膨脹土的顆粒具有高分散的特點,在成分方面,膨脹土主要是由粘土礦物組成的,屬于一種高塑性的粘土,這種粘土對環境濕熱的變化十分的敏感,同時還具有一定的裂隙性。在巖土工程界之中,一直到二十世紀三十年代,我國的相關人員才對膨脹土有所認識,并且逐漸地對膨脹土的特點和形態加以了解,對膨脹土給結構物造成的破壞進行分析和探討。截止到當前,一共有四十多個國家對膨脹土造成的問題進行了詳細的報道,在我國、印度以及加拿大等國家都分布著十分廣泛的膨脹土。我國在近幾年來,也在具體的工程和應用等方面展開了研究,對于膨脹土的判別以及治理都提出了自己的見解,并且取得了一定的治理效果。

一、膨脹土滑坡的形態

從平面的角度來看,膨脹土滑坡在通常的情況下呈現出扇形,有時還會呈現出簸箕形,膨脹土橫斷面的形狀在通常的情況下要受到滑坡相關的力學條件的影響和制約。如果膨脹土的滑坡呈現出牽引式,那么大氣的降水就會對滑帶產生較大的影響,在通常的情況下,傾角都保持在五十度至七十度之間,并且底部的滑坡面接近于水平?;旅娴男螒B從整體上來看,比較完整,存在著比較多的拉裂縫,在裂縫的走向方面,通常同主要的滑坡方向垂直。此外,牽引式的滑坡還同膨脹土自身所存折的脹縮特性有著十分密切的關系,這種特性會使得滑坡前緣的土體呈現出強度減小的趨勢。

對于推移式的滑坡來說,滑坡體的后緣呈現出裂縫面,土體呈現出一種軟塑態,底滑帶在通常的情況下接近于水平,此外前緣還會出現反翹的現象,土體由于遭受到了擠壓而受到了很大程度的破壞。這種形式的滑坡通常都同膨脹土自身的裂隙性有著一定程度的關聯,對超固結土體進行挖掘所產生的卸荷效應同正確的土體相比較明顯強烈,因此就會造成土體中由于大氣降水的侵入而產生了一定的推力,造成滑坡現象的出現。由此可見,膨脹土自身存在著一定的脹縮性質以及裂隙性,使得膨脹土的滑坡在形態上同其他的黏性土之間存在著一定的差異,膨脹土的滑坡通常呈現出折線的形狀。

二、膨脹土滑坡的特點

(一)滑坡的深度比較淺

在膨脹土地區發生的滑坡,主要是發生在受到大氣影響深度的范圍之內,在通常的情況下,影響的深度都控制在大約五米的位置。

(二)滑坡體為散體

由以上表述可以看出,膨脹土在大氣影響深度的范圍之內會發生滑坡,在這個過程中,十分有利于裂縫的發育,這就使得土體會被裂縫加以分割,不管是在垂直的方向還是在水平的方向,使得土體形成數量較多的小塊。

(三)傾角比較平緩

膨脹土的斜坡角度在通常的情況下控制在三度至25度之間,大部分的傾角都不超過十四度。因此很多的操作規范都將判斷膨脹土坡是否穩定的界限設置為十四度。但是,實際上大部分的路塹邊坡,如果按照十四度來進行設計,那么就難以良好地解決支擋的問題。因此,相關的設計人員在這個過程中還需要對邊坡的高度以及選擇的支擋進行充分的考慮。由此可見,當前我國在對膨脹土的滑坡進行治理時,還是存在著一定的問題和不足,需要相關的人員對治理的措施加以研究和探討。

三、膨脹土滑坡的成因

(一)地層巖性

在膨脹土之中,結構面主要包括了沉積的界面、由于地址環境等因素的改變而導致的裂縫等。影響邊坡穩定的一個十分重要的問題就是在膨脹土的內部有沒有存在可能會導致滑坡的結構面,也就是說,這個可能導致滑坡的結構面就是造成膨脹土滑坡的一個不容忽視的內在因素。在膨脹土之中即使是同一個地層也會有不同的亞層發育,這些亞層具有不同的膨脹性。因此在這個過程中就會形成一個巖性的界面,當這個巖性的界面處于一種比較不利的氣候條件之下,就有可能造成滑坡。

此外,例如:在南水北調工程中,由于部分的渠道在施工時,對那些較厚的裂隙面進行了灰綠色粘土的填充,這些灰綠色的粘土相對來說具有一定的隔水作用,所以在地下水出現下滲時就有可能造成裂隙性質和狀態的惡化,從而使得頂面逐漸地變成底滑面,因此上述的現象應該得到有關人員的關注,并且希望設計人員能夠給予一定程度的重視。

(二)水作用

通過上述的分析可知,膨脹土具有一定的裂隙性,但是與此同時它還具有一定的水敏感性。這就使得地下水的活動也成為了膨脹土的邊坡遭受破壞的一個原因所在。自然邊坡由于遭受破壞而失去了穩定性在通常的情況之下都是發生在雨季,特別是那些經常發生暴雨的季節之中,此外部分的施工工程在這個季節中還會發生邊坡的變形,或者是遭到破壞。這都表明了水的作用也可以對邊坡的穩定程度造成較大的影響。在那些膨脹土強度屬于中度以及強度的地區中,如果坡腳由于出現積水而被浸泡,那么就會造成土體強度的減弱,這也會在一定的程度上導致滑坡的出現或者是造成小規模的變形,應該注意的是,這種變形屬于牽引性質的。

除了上述的原因之外,地下水活動以及大氣降水出現的下滲,也都會使得邊坡產生一定的靜水壓力,這時如果內部形成了一定的卸荷裂隙,那么大氣降水的滲入就會產生較大的推力,造成滑坡的出現。

由此可見,膨脹土發生滑坡通常都同膨脹土自身存在的裂隙以及巖性的界面、降水等因素有關。在這之中,造成膨脹土滑坡的內在因素就是膨脹土自身在土層和巖石中存在著有利于滑動的裂隙或者是界面,造成膨脹土滑坡的外在因素就是卸荷的松弛以及大氣降水下滲到結構面之中,坡腳被積水浸泡等,使得膨脹土的土體逐漸地失去了自身的穩定性質,在淺表形成滑坡或者是塌滑。

四、治理膨脹土滑坡的建議

(一)減輕水的危害

水的作用是造成膨脹土出現滑坡的一個十分重要的因素,因此相關的人員應該采取有效的措施來防止大氣降水以及地下水活動對膨脹土造成的損害。在通常的情況下,都是采用所謂的“截”的方式來減輕或者是消除水的危害。也就是在滑坡經常發生或者是可能發生的地區設置盲溝,這個盲溝應該設置成環形,這樣就可以對滑坡之外的地下、地表水進行一定的攔截,或者是對它們進行旁引,使得這些水不會進入到可能發生滑坡的區域之內。此外,還會采取“排”的方式,在可能發生滑坡的區域之內對自然形成的溝谷加以充分的利用,設置排水系統,這個排水系統呈現出樹枝的形狀,還可以修建盲洞。所謂的“護”指的就是在膨脹土的滑坡體上進行草皮的種植,這樣可以有效地對水流的方向加以改變。在滑坡的前緣進行石籠的鋪設,也可以有效地防止地表水對滑坡面造成的沖刷。所謂的“填”指的就是將膨脹土體中存在的裂縫用粘土等加以填充,這樣也可以有效地防止地表水下滲到滑坡體當中。

(二)對力學條件加以改善

除了對水的作用加以控制之外,對膨脹土滑坡體的力學條件加以改變,最大限度地將抗劃力加以提升,也可以有效地對膨脹土的滑坡現象加以治理。對于那些推移式的滑坡,那么在場地允許的前提之下,可以在助滑的地區進行減重或者是在抗滑的地區對壓腳進行加填,這樣就可以達到一個力學上的平衡。對于小型的滑坡來說,在場地允許的條件之下,可以采用全部清除的方式,但是對于那些路塹邊坡的工程來講上述的方式就不那么適用。此外設置一定的支擋結構,例如:抗滑的樁或者是擋墻等,也可以對滑體形成一定的支擋作用,或者是將滑體進行錨固,使其能夠穩定在地層之上。由于上述的方式可以對滑坡體進行較少的破壞,此外還能對力學的平衡有效地加以改善,因此這種方式已經成為了當前穩定的滑坡的一種主要的方式和措施。實踐表明,采用上述的方式,在發生滑坡時,擋土墻雖然發生了局部的混凝土開裂,但是從整體上來看,沒有出現向外移動的現象,抗滑樁也相對比較穩定。

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