滑坡监测论文题目

应对山体滑坡的山区公路施工措施论文

摘要: 滑坡对工程建设的危害很大，常使交通中断，影响公路的正常运输，本文结合实际，重点阐述了应对山体滑坡的山区公路施工措施。

关键词: 滑坡;公路;措施

1 滑坡概述

斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带，也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢的、长期的往下滑动，有些滑坡滑动速度也很快，其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段，但也有一些滑坡表现为急剧的滑动，下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大，轻则影响施工，重则破坏建筑;由于滑坡，常使交通中断，影响公路的正常运输;大规模的滑坡，可以堵塞河道，摧毁公路，破坏厂矿，掩埋村庄，对山区建设和交通设施危害很大。

滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括，以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律，从而有效地预测和预防滑坡的发生，或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标，各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案。对于一个滑坡，从不同的角度可以有不同的分类，但实践中，我们应该抓住问题的主要矛盾，根据突出因素对滑坡进行分类，分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。

2 滑坡机理分析

在地质构造上，坡体表层为全、强风化岩层，岩性较软弱，岩石破碎，节理裂隙发育;

路堑边坡开挖后，造成坡体岩层层面临空，使坡体上的岩土体失去平衡;

路堑的开挖和削坡，破坏了坡体原有的平衡，同时坡体的卸荷，造成坡体节理裂隙张开，为坡体上水的入渗提供了通道，而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;

下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质，为滑坡的最终形成提供了有利条件。

3 滑动面参数取值

根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态，采用反演分析方法，选取典型的横断面反算滑面的力学参数，并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一，在滑坡稳定性分析中，均考虑了地下水的场应力。

4 某山区公路应对滑坡的设计方案

按照“安全、环保、舒适、美观”的原则，在满足安全和规范要求的前提下，考虑施工技术的可行性和经济上的合理性，同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况，对滑坡体进行处理。

在某山区公路施工中，由于滑坡推力较大，故在2#滑坡西块滑体的上级滑坡布设一排预应力锚索抗滑桩，以抵抗滑坡的下滑力作用，桩中心距左线线路中线约18m。由于锚索孔与桥墩存在交叉，部分抗滑桩因锚索与桥墩无法避开而改为普通抗滑桩。共设抗滑桩15根，其中锚索抗滑桩12根，普通抗滑桩3根。

主要施工流程

先施工抗滑桩，滑坡稳定后施工桥梁墩台。

锚索抗滑桩施工顺序为:测放桩位→清理并稳固桩孔附近坡面→施工抗滑桩锁口→开挖→节桩孔→绑扎护壁钢筋→支模→浇注护壁砼→开挖下一节桩孔→重复上面四道工序直到设计标高→封底→绑扎桩身钢筋→浇灌桩身砼至距桩头2m处，预留锚索孔位→浇注剩余砼。锚索孔钻孔→下钢绞线→注浆→张拉→锁定。

锚索与桩身工程可分别进行，先后顺序可根据实际情况确定，但应注意相互的配合与衔接。

抗滑桩施工

测量放桩

抗滑桩要按桩排方向及控制桩身的里程、坐标位置准确放线定位。

普通地质情况桩身开挖

a.抗滑桩施工前应先将桩位附近边坡或表层易滑塌部分清除，并做好桩位附近地表水的拦截工作。

b.抗滑桩跳桩分节开挖，做好锁口盘和每节护壁。每节开挖深度不超过1m，开挖一节，做好该节护壁，当护壁砼具有一定强度后方可开挖下一节，护壁各节纵向钢筋必须焊接，禁止简单绑扎。

c.浇筑护壁砼时，必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩坑开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。   特殊地质情况桩身开挖

2#滑坡西块滑体6#～15#地质为褐黄、褐灰、褐黑色亚黏土，顶部松散。滑坡地段地表水、地下水丰富，桩身开挖过程中渗水量大，土质流动性大，呈流塑状，桩身护壁四周坍塌严重，成孔困难。护壁后侧的部位空洞严重，已完成的护壁承受土压力极大，导致护壁变形、开裂，给工程施工安全带来极大隐患。

特殊地质抗滑桩护壁施工处治方案:

(1)已完成的护壁，由于变形、开裂严重，用φ108*6钢管做横撑做临时支撑，控制护壁变形。

(2)在已完成的护壁上开孔，由孔口处向护壁后空洞部分填充C25砼，直至护壁后空洞完全密实为止。护壁开孔由上往下，尺寸为30×30cm方孔，按2m间距梅花型布设，并在开孔处适当加设φ25Ⅱ级钢筋，使护壁、填充砼、桩周土体形成一体。

(3)护壁砼厚度由原设计的`20cm调整至40cm，护壁钢筋由原单层钢筋网调整为双层钢筋网。抗滑桩每节护壁长度控制60cm。

(4)为保证抗滑桩顺利施工，在滑动面地段布置超前小导管，超前小导采用L=2mφ42*4花管，间距为50×50cm梅花型布置，外插角30度，小导管超前有效长度为，可以分二个至三个循环进行开挖。小导管采用双液注浆机注双液浆，双液浆配合比为C:S=1:水灰比为，注浆压力为。小导管不仅固结已开挖段护壁四周背后松散体，还起到超前支护的作用。

(5)护壁开挖严重无法进行，下步开挖时，回填透水性材料碎石土至开裂处进行二次开挖。

抗滑桩锚索施工

a.锚索孔位测放应准确，偏差不得超过±3口，倾角允许误差小于锚索长度的3%;考虑沉碴的影响，为确保锚索深度，实际钻孔深度再大于设计深度。

b.锚索钻孔时禁止开水钻进，以确保锚索深度施工不致于恶化滑坡工程地质条件。2#滑坡锚索施工时，锚索孔眼时常发生塌孔，不能正常施工。处治方法为注双液浆固结松散体，钻机二次钻孔。

c.锚索张拉分五级进行，每级荷载分别设计拉力的、、、、倍，最后一级需要稳定10～20分钟外，其余每级需要稳定5分钟，分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间内必须测读锚头位移三次。锚索张拉除考虑预张拉外还要交替分级张拉，交替张拉可保证各孔锚索受力均匀，张拉后若有明显的预应力损失，及时进行补张拉。

d.张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸荷至锁定锚索。锚索锁定后，按要求切除多余钢绞线，锚头及锚孔在桩身的锚孔部位补浆完成后，用C25砼及时封闭锚头。

5 结论

以上对滑坡的形态特征、影响边坡稳定性因素及滑坡形成条件、滑坡的防治措施做了简单的介绍。天然的或人工开挖形成的边坡到处可见，由于各种原因导致边坡失稳，引起各种规模的滑坡时有发生，给人们的生产生活带了巨大的灾难。因此，作为土木工程技术人员，我们有责任和义务去研究和治理滑坡，从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失。相信通过我们研究的不断深入，滑坡现象将在一定程度上得到控制，我们的公路建设也会更加安全。

参考文献

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[2]施凤彬.浅谈滑坡群抗滑桩施工技术.

[3]肖庆丰，孙连军，王火明.浅谈滑坡成因及防治措施[J].中国水运(学术版)，2006，9.

本项研究受国家自然科学基金重大研究计划项目资助（项目编号：90102002）；本文原载于《岩土工程学报》，2003。

黄润秋戚国庆

（成都理工大学地质灾害防治国家专业实验室，四川成都，610059）

【摘要】滑坡基质吸力的现场观测，对于运用非饱和土力学理论研究降雨型滑坡判据至关重要。通过对某滑坡基质吸力观测研究，作者发现，滑坡基质吸力在深度上的变化受滑坡体物质组成分带性的影响，与Sweeney得到的边坡基质吸力剖面有差异。观察还发现，滑体非饱和带基质吸力随降雨因素的变化，在非饱和带的上部与降雨具有对应关系，而在非饱和带的中、下部则无明显的对应关系。作者对以上的观察结果进行了分析讨论。

【关键词】滑坡非饱和带基质吸力观测井

1引言

降雨是滑坡的主要诱发因素[1]。依据饱和土力学理论，降雨入渗使边坡体内潜水面或者饱和带地下水压力升高，导致边坡稳定性降低，产生滑坡[2,3]。

非饱和土力学理论则认为，处于非饱和状态土体的抗剪强度、应力－应变关系、固结以及非饱和土体中的应力分布、地下水渗流等都与基质吸力有关。降雨影响边坡稳定性、诱发滑坡的主要作用机理是：降雨入渗边坡使得边坡非饱和带土体的基质吸力降低，产生暂态饱和区。而基质吸力的降低，则使得边坡非饱和带土体的抗剪强度下降，进而导致边坡稳定性降低，甚至滑坡[4,5]。

因此，正确量测和掌握边坡非饱和带中基质吸力随外界条件的变化，对于研究降雨型滑坡，具有重要意义。1982年，Sweeney在边坡上开挖了两个混凝土观察井[5]，在井中不同深度上安置快拔型张力计，对边坡非饱和带的基质吸力进行了历时一年多的观测。1992年，中国—加拿大膨胀土合作研究项目在广西南宁市郊的一个缓坡上设立观察井，用热传导探头测读基质吸力随降雨等气象条件的变化。1994年，在新加坡南洋工业大学的校园里也进行了基质吸力的长期监测，使用的是带负压表的张力计，其探头直接插入土中、和深，除观测降雨影响外，还比较了有无植被的影响。1997年，武汉水利电力大学联合长江科学院土工所、清华大学等有关院校，在湖北省枣阳市七方镇对膨胀土边坡进行了基质吸力现场测量[6,7]，观测深度为～。历时1～3个月。为了研究三峡库区降雨型滑坡的预报判据，2002年4月，成都理工大学地质灾害防治国家专业实验室在三峡库区某古滑坡上建立了深达20m的观测井，在井壁上布设了快拔型张力计和振弦式孔隙水压力传感器。对古滑坡体非饱和带的基质吸力、暂态水压力、暂态饱和区进行系统地观测研究。本文仅就现场古滑坡体非饱和带的基质吸力观测成果进行探讨。

2滑坡体概况及基质吸力现场观测

被观察的滑坡位于长江三峡库区湖北段的长江左岸岸坡上。滑坡平面上呈圈椅状，前后缘高程分别为60m、340m，滑体长约600m，宽约350m，地形坡度约30°。主滑方向为SW15°，直指长江，前缘滑舌没入江中约35m。长江洪水位高程可接近90m。水库第一期蓄水水位将至135m高程。

滑坡体物质多由碎石土、块石土组成。滑坡形成过程中可能经历过两次滑动，滑坡形成后，在其上又覆盖了一层崩坡积物、残积物，使得滑体在物质及其颗粒组成、渗透特性等方面，沿深度方向上具有分带差异性。依据勘察资料，滑体沿深度方向，从上到下大致可分为5个带：

①带：为崩坡积块石夹粉质粘土及坡残积碎块石土，块石为紫红色砂岩，块径～20cm，土石比4∶6～3∶7，孔隙发育，渗透系数×10-2～×10-3cm/s，属强—中等透水层。

②带：由碎石土、粉质粘土夹碎块石等组成，碎块石主要为灰绿色灰岩，块径10～20cm，土石比6∶4～7∶3，结构松散—稍密，渗透系数×10-4～×10-5cm/s，属弱透水层。

③带：为次滑带，粘土夹碎石，碎石粒径～3cm。致密，有地下水渗出。

④带：为粉砂质粘土夹碎块石，块石为灰绿色砂岩，块径50～120cm，土石比7∶3～8∶2，稍密，渗透系数为×10-6～×10-8cm/s，透水性微弱。

⑤带：为主滑带，碎石土，致密，有地下水渗出。

滑坡体物质为孔隙含水介质，除局部存在上层滞水（如③带、⑤带）外，在整个滑坡体内无统一的地下水位，为非饱和带。

观测竖井位于滑坡体中部偏右侧，如图1。井口高程，井径Φ，井深20m。

图1滑坡地质剖面图

观测竖井贯穿整个非饱和带，依次穿过了滑体的5个分带。其中：井深～，为①带；井深～，为②带；井深～，为次滑带（③带）；井深～，为④带；井深～，为主滑带（⑤带），如图2所示。在井壁上沿铅直方向布设了30只快拔型张力计和20只VWPD型振弦式孔隙水压力传感器。快拔型张力计之间间隔为～，用于观测滑坡体非饱和带的基质吸力。孔隙水压力传感器之间间隔为，用于观测滑坡体非饱和带在雨季出现的暂态水压力及暂态饱和区。2002年10月开始观测，每日观测一次。

3基质吸力观测结果及其分析

由竖井观测得到的滑坡基质吸力随井深的变化如图3所示。旱季滑体非饱和带最大基质吸力为，且①、②带的基质吸力值比④带基质吸力值大。沿深度方向上，基质吸力的分布规律为：在①、②、④带均是上、下部基质吸力小，而中部基质吸力大。这与Sweeney(1982年）得到的边坡基质吸力剖面有差异[5]。产生这一现象的原因是滑坡体非饱和带基质吸力的大小不仅受滑体含水量的影响，而且还受滑体的结构、颗粒组成（颗粒级配）及土体中有机质含量的影响，是这些因素共同作用的结果。

图2基质吸力井结构

图3滑坡不同深度处的基质吸力

非饱和土体中的基质吸力大小与水的表面张力和孔隙半径有如下关系[5]：

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中：（ua-uw）为基质吸力；Ts为水的表面张力；Rs为弯液面的曲率半径，相当于土中孔隙半径。

由公式（1）可知，土中的孔隙半径越小，则基质吸力的值就越大。而土体的孔隙半径是由土体的颗粒成分决定的[3]。土体颗粒越小，粘粒含量越多，级配越好，则孔隙半径就越小。因而，基质吸力就越高。

非饱和土基质吸力还与土体含水量有关[5]，基质吸力与土体含水量的经验关系公式为：

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中：（ua-uw)r为残余含水量θr所对应的基质吸力；（ua-uw)b为土的进气值；（ua-uw）为非饱和土基质吸力；θ为体积含水量；θs为饱和体积含水量。

公式（2）显示：当非饱和土体含水量由残余含水量θr增加到饱和含水量θs时，基质吸力（ua-uw）便由（ua-uw），降低到（ua-uw)b。也就是说，非饱和土体中含水量增加，基质吸力将降低。

在观测竖井中，从上到下的①、②、④带，土体颗粒由粗变细，粉砂质粘土含量增高；而天然含水率ω则由小变大。

在①带上部，由于农作物的根系作用和有机质含量较高，使得基质吸力较①带中部小。②带土体颗粒较①带细，在①、②带接触面附近造成含水量相对较高，①带下部、②带上部基质吸力数值变小。

主滑带、次滑带形成相对隔水层，在其上部存在上层滞水，造成附近土体饱和，基质吸力为零。于是出现了②带下部及④带上、下端基质吸力较低的情况（见图3）。

4基质吸力随大气降雨的变化

滑坡区属亚热带气候，空气湿润，雨量充沛，多年平均降雨量1000mm，最大日降雨量。降雨多集中在6～9月，其降雨量约占全年降雨量的70%左右，降雨连续集中，强度大。

依据2002年10月～2003年2月的观测资料，在滑体降雨入渗的过程中，滑体非饱和带物质的基质吸力随着含水量的增加而降低，如图4。

由图4可以看出：

图4滑坡不同深度处基质吸力随降雨的变化

滑体①带上半部，地表以下0～范围内，滑体非饱和带基质吸力的降低与降雨具有对应关系，且基质吸力降低的滞后时间不超过1天。表明在这一范围内，雨水沿铅直方向向下入渗，水分的非饱和渗流具有一维特征。

在滑体①带下半部，即地表以下～范围内，降雨后，基质吸力出现两次不同幅度的降低。第一次基质吸力降低与降雨具有对应关系，其滞后降雨的时间为7～8天。基质吸力降低的机理与滑体①带上半部的基质吸力降低的机理相同；第二次基质吸力降低是在第一次基质吸力降低的3天以后，第二次基质吸力降低是由于滑体中水分运移造成的，水分的非饱和渗流具有三维特征。

滑体②带、④带中基质吸力的降低，与降雨的对应关系不明显，这说明在滑体②带、④带中，基质吸力不仅受降雨的影响，而且还受非饱和带中水气运移的影响。

5结论

（1）滑坡体非饱和带中基质吸力沿深度方向上的变化不仅与土体含水量的大小有关，而且还与滑体的结构和细颗粒土含量、颗粒组成以及有机质含量有关。因此，实际的滑坡基质吸力剖面也应具有分带特征，这与Sweeney(1982年）得到的边坡基质吸力剖面不同。

（2）在旱季，降雨对滑坡体非饱和带基质吸力的影响，并非如以往文献研究成果所显示的那样，基质吸力的变化一定与降雨具有对应关系，且存在滞后时间。而实际情况是：在滑坡体的上部（本文滑坡在0～深度范围内），降雨与基质吸力的降低有明显的对应关系；在滑坡体中、下部（本文滑坡在～深度范围内），降雨与基质吸力降低的对应关系不明显，基质吸力的变化是观测井附近降雨下渗与非饱和带中水气运移综合作用的结果。

（3）快拔型张力计读数直观，性能较稳定，操作比较简单，能用于吸力较低的现场测量。但在长期观测中，需要经常对张力计储气瓶进行排气，这给测量带来不便。可以通过研制循环排气装置或以其他液体替代水等方法来解决这一问题。

参考文献

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