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梅龙高速路基边坡塌方分析 (8)---成灾机理分析及教训 (一位岩土工程师的自白)

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本文是一位实践的岩土工程师给《计算岩土力学》公 众号的来稿,愿与大家分享他对这次事件的个人分析,对场地一些明显不正确的描述已经改正或删除,其余部分保留了作者的原话。


0. 引言

加强成灾机理研究,举一反三,亡羊补牢,犹为未晚。梅大高速的一个小滑坡,但发生的地点和时间的不利迭加,却造成了严重的危害,做为全国岩土工程界的一员,笔者深感痛心,但是更主要的是要深入的分析研究其发生的机理(原因),举一反三,找出全国类似的隐患点,提前强化治理,杜绝类似事件的发生,这是全国岩土工程界应深入探讨的课题,笔者虽经犹豫,但是还是觉得应尽一个科技工作者的责任,谈一下初浅看法,愿抛砖引玉,不正之处,敬请谅解。


1. 滑坡前的地貌形态分析

从卫星图像可知,滑坡区原是一处很小的冲沟区,修建高速时采取人工回填措施,见图 1 和图 2。查得滑坡 A 点高程 114m 左右,滑坡 B 点高程 102m左右,重力基准面C 点高程 58m左右(注:标高有几米的误差,实际地形比这高)。

2. 填土区工程治理措施推断 

左侧未滑区。正常这种高陡的填方段应采取钢筋混凝土面层+钢筋混凝土连续梁+预应力锚索进行联合防护,且锚索一定要深入后方的强风化岩或中风岩层中才稳固。 从图 4 有坡面流土分析,采用的混凝土面层,由于中间有 (原岩的) 山梁存在,钢筋混凝土连续梁未延伸到滑坡区。

从图 5 看,滑坡区采用的钢筋混凝土面墙+顶部一层钢筋混凝土连续梁治理方案。如果不是钢筋混凝土面墙,应是重力式毛石挡墙,但这种可能性不大。 

3. 场地工程地质条件推断

从图 6 看,滑坡区主体工程地质岩体应是全风化(花岗)岩,但从消防人员及汽车上方有断续的影像看,其下方应是强风化(花岗)岩的顶面。  

4. 成灾机理分析

4.1 墙前被动土压力失效模式
从图 5 看墙前施工后堆积了很多填土,不要说是填土,由于挡土墙处于山坡上,就连地基本身的全风化岩由于其因风化作用失去了岩石固有的连结力,在降水(冲沟汇水)形成的坡面流水作用下,很易被水冲蚀掉了,墙前因失去地基土的支撑而被动土压力丧失,导不致墙体向前位移,墙后的土压力减小到主动土压力时达到极限平衡,土体被水平应力拉裂,就发生了滑坡,与道路的车辆荷载无关,就是说没车也会发生滑坡。车辆荷载最多是一个触发因素,不起决定性作用。可以肯定的是挡土墙基础仅坐落于全风化岩层中,如果位于强风化岩层一定深度

不会发生滑坡的,或者多几道预应力锚索(锚头进入后方强风化或中风化基岩一定深度),就不会发生这种破坏模式的滑坡了。 


4.2 整体滑移式模式 

由于全风化岩整体结构的破坏,其工程地质性状往往呈疏松多孔的团粒状(手搓成砂土状),这种结构的岩土体是很宜渗水的,当降水沿全风化岩体垂直向下渗透到强风化岩顶面时,由于强风化岩呈致密状,水流不能继续下渗,转向沿全风化岩和强风化岩接触面顺坡向向下渗透,当降水足够多和足够长时间,在全风化岩和强风化岩接触面上部形成有一定厚度的的连续地下水渗流时,全风化岩体会被迅速软化,抗剪强度急剧降低,且坡面地形和全风化岩和强风化岩接触面陡竣,其上部土体的重力沿坡面的下滑分力很大,从而导致全风化岩体浸水软化带上部的全风化岩体及路基填土沿全风化岩体浸水软化带发生整体滑动,滑坡就这样形成了。笔者 2023 年宝成铁路滑坡勘察时在多处探坑中均见到了这种滑坡。 也可以肯定的是挡土墙基础仅坐落于全风化岩层中,如果采用抗滑桩,基础进入强风化岩或中风化一定深度,就不会发生滑坡的,或者多几道预应力锚索(锚头进入后方强风化或中风化基岩一定深度),就不会发生这种破坏模式的滑坡了。


4.3 联合作用  

本次滑坡可以是墙前被动土压力失效模式和整体滑移式模式任何中模式单独形成,也可以是这两种模式同时发生作用共同导致的。 


5. 教训

(1) 虽然全风化岩石体在无水的天然状态下强度很高,能满足地基承载力的要求,但是由于其因风化作用失去了岩石固有的连结力,其工程地质性状变成疏松多孔的团粒状,很宜渗水且渗水后抗剪强急剧降低,故其不适宜单独做为坡面支挡结构的浅基础持力层,很宜产生墙前被动土压力和整体滑移从而产生滑坡地质灾害。 

(2) 今后的工程地质教学、科研和生产实践中应重视对全风化岩岩体的工程地质研究。 

(3) 建议在全国范围内的公路、铁路和工业与民用建筑周围摸排还多少边坡上支挡结构的基础仅坐落于全风化岩上以及预应力锚索锚头仅锚在全风化岩体中的滑坡隐患体,应及时进行整改,防患于未然比什么都重要。


 6. 结语 

(1) 本文仅是根据图片和自已的工作经验做出的几点推断,未必正确和与现场的挡结构相符,仅供同仁们参考。 

(2) 本文无意谈及任何一方责任(这也是自已犹豫的原因),只是说明我国岩土工程界关于全风化岩体能带工程地质灾害的认识不足和边坡工程地质灾害防治水平还有待整体提高,相应的勘察和设计规范还应提高标准。真是应验了上学时老师的一段话:“工程地质的进步往往建立带血的事故教训上”。 

最后一句话:都是重力和降水惹的祸! 


来源:计算岩土力学
汽车建筑消防岩土
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-19
最近编辑:6月前
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