基于层次法评价抗滑桩的土坡稳定性.pdfVIP

doi:10.39 6 3/j.issn.1 6 74 606 6.2014.S1.046 于层次法评价抗滑桩的土坡稳定性 王建林 (浙江交通职业技术学院,杭州 3 1 1 1 1 2) 摘 要: 抗滑桩土坡稳定性变化是一种复杂的桩、土与水文工程地质环境相互作用的过程。分析抗滑桩土坡稳定 性各影响因素之间的相关关系,不但可以判断和找出影响抗滑桩土坡稳定性的主导因素,而且对抗滑桩土坡灾害的 防治及优化设计都具有重要意义。同时,从抗滑桩土坡稳定性影响因素敏感性分析中可大致看出哪些因素对某一具 体抗滑桩土坡稳定性的影响较大,做到有的放矢。 关键词: 层次法; 抗滑桩; 土坡稳定性; 评价 抗滑桩土坡稳定性评价失误往往给工程带来不可估量的损失,如长深高速公路金斗山抗滑桩土质滑坡 事件,即为一沉痛的教训。滑坡造成了长深高速公路金斗山段运营长时间中断,也造成巨额的经济损失(后 期滑坡加固治理的巨额投入)。 在岩土工程、工程地质及边坡工程领域,前人对边坡的变形与其影响因素的关联性进行了大量研究,但 对抗滑桩的布置方式如桩间距、桩排距、设置深度(嵌固或锚固深度)、土体的流变性、渗流特性、地形地貌、岩 土的物理力学性质、坡度、地下水和降雨等因素与抗滑桩土坡稳定性的层次分析法研究,很少见于报道。因 此,该文将根据有关抗滑桩的土质滑坡、官家抗滑桩土坡和黄衢南高速抗滑桩等工程案例,提出山区公路抗 滑桩土坡稳定性的层次分析法,就抗滑桩布置方式及设置深度(包括桩的间距、嵌固或锚固深度)、坡体的岩 土特性(流变性、渗透特性、物理力学性)、地形地貌条件、水文地质条件(地下水位及其变动幅度和地下水的 补给、迳流和排泄条件)、气候(降雨)和植被等影响抗滑桩土坡稳定性因素进行合理的权重排序,从而为有效 制定防灾减灾、灾害处置方面的对策提供科学依据和可资借鉴的方法。 1 抗滑桩土坡稳定性影响因素分层及参考数据的确定 全面评价抗滑桩土坡失稳的可靠性,不仅需要考虑抗滑桩的布置方式及桩长,同时还要考虑坡体岩土特 性、地形地貌条件、水文地质条件、气候和植被等因素,而且这些因素还存在着层次关系,对抗滑桩土坡稳定 性的影响程度也不相同。因此,可以把各组合抽象成一个由不同层次组成的独立系统,包含着若干分系统 (第一层次),分系统又有若干个子系统(第二层次)组成,子系统又由第三层次因素组成。层次之间相互联 系、相互制约,具备了一个多层次结构。 1.1 影响因素分层及确定 根据国内外有关抗滑桩土坡稳定性影响因素的研究成果及作者以往的工程实践经验可知,影响抗滑桩 土坡稳定性的因素较多,它不仅与抗滑桩布置方式及设置深度有关,还与坡体岩土特性、地形地貌条件、水文 地质、气候和植被等条件有关。为方便分析评价,量化各个指标和便于操作,该文主要考虑以下几方面影响 因子。 1)抗滑桩布置方式及其设置深度,主要是指桩间距、抗滑桩嵌固或锚固的深度。大多数抗滑桩土坡发生 失稳,主要是由于抗滑桩设置深度不够所引起。桩间距过大,会导致桩间土拱效应无法形成,引起土体在滑 坡推力作用下沿桩侧挤出;桩间距太小,会减小边坡的地下水排泄断面,从而引起地下水位抬高,导致滑坡 “越顶”剪出。 2)坡体的岩土特性,主要指土体的流变特性、渗透特性和岩土物理力学性质。土体流变会造成坡体产生 微裂隙和损伤,加快了雨水下渗而不利于边坡稳定。土体的渗透性强对地下水排泄有利,同样对边坡的稳定 性有利。良好的土体物理力学性质将有利于边坡的稳定。 3)地形地貌条件,主要是指山坡形状、高度、坡度和山脊山顶的形状与宽度等。一般地,纵断面上陡下 121 建材世界 20 14 年 第 3 5 卷 S1 缓、横断面顺直的高陡坡稳定性差,而尖小凸型山脊山顶的抗滑桩土坡稳定性较好。 4)水文地质条件,主要是指地下水位及其变动幅度和地下水的补给、迳流和排泄条件。地下水位高、变 动幅度大和良好的地下水补给与迳流条件及很差的排泄条件不利于抗滑桩土坡稳定。 5)气候条件,主要是指降雨。抗滑桩土坡失稳往往发生在持续时间长的强降雨作用期间。 6)植被,主要指植被类型和植被的发育程度。松树和灌木丛等埋得很深且根系发达的茂密植被有利于 抗滑桩土坡稳定。 由上述分析可知,影响抗滑桩土质边坡稳定性的因素可分为两层,第一层由抗滑桩布置方式及嵌固或锚 固深度、坡体岩土特性、地形地貌条件、水文地质条件、气候和植被等 6 大因素组成,每个大因素下又有若干 个小因素,共 1 5 个小因素,详见表 1。 表 1 抗滑桩土质边坡稳定性的主要影响因素 第一层因素 A 第二层因素 B 抗滑桩布置方式及设置深度 B 桩间距 C 嵌固或锚固深度 C2 坡体岩土特性 B2 土体渗透性 C3 土体流变性 C4 岩土物理力学性质 C5 地形地貌条件 B3 边坡形状