翁春興
(福建新路達(dá)交通建設(shè)監(jiān)理有限公司)
滑坡地段的原因及防治技術(shù)探討
翁春興
(福建新路達(dá)交通建設(shè)監(jiān)理有限公司)
公路工程施工中的滑坡地段屬于特殊地質(zhì),需要對(duì)滑坡地段產(chǎn)生的原因進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)及分析,之后進(jìn)行治理。而滑坡治理是工程建設(shè)中的關(guān)鍵工程。本文以工程實(shí)例探討了滑坡地段產(chǎn)生的原因及設(shè)計(jì)與治理措施。選擇合適的處理措施是滑坡治理決策的主要內(nèi)容,其目的是達(dá)到技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,施工較方便,結(jié)果又可靠。
滑坡;原因;防治措施
K44+660~K44+850滑坡位于建甌市迪口鎮(zhèn)值源村北,范圍處于擬建南平京臺(tái)高速公路測設(shè)里程K44+660~K44+850,規(guī)模18.7萬m3,路線以左、右幅橋梁(K44+699.750暗頭大橋)的形式從滑坡體中間穿過?;潞缶壋嗜σ螤?,東西兩側(cè)及北側(cè)高,中間下凹,外形上呈現(xiàn)為“凹”字形,該滑坡縱長為110m,寬為190m,厚約4~12m,體積約為18.70萬m3,現(xiàn)場可見多處滑坡裂縫?;w前緣伸入到山前山坡坡腳,屬推移式滑坡,滑坡地段的前緣位置為民房及鄉(xiāng)村道路。
2.1氣象條件及地形地貌
該滑坡區(qū)位于閩北山區(qū),屬于沿海內(nèi)陸山區(qū),氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候。四季分明,雨量充足;春夏多雨,秋冬干燥。6~8月為臺(tái)風(fēng)多發(fā)季節(jié),也是暴雨集中發(fā)生時(shí)間。暴雨和連續(xù)陰雨是產(chǎn)生和誘發(fā)滑坡的主要因素。滑坡區(qū)地處剝蝕丘陵地貌單元,地面標(biāo)高308.50~350.50m,相對(duì)高差42.00m。路線經(jīng)過山坡自然坡度約35°。滑坡主滑方向約248°,左側(cè)自然邊坡傾角約為35°。該區(qū)地表水不發(fā)育,表層分布少量積水。根據(jù)地下水的賦存條件和水力特征,該區(qū)地下水主要類型為松散巖類孔隙水。補(bǔ)給來源主要接受大氣降水,以大氣蒸發(fā)和側(cè)滲方式為主要排泄途徑?;麦w結(jié)構(gòu)總體上仍保持原地層層序,滑坡前緣及整個(gè)坡體上部物質(zhì)為可塑~硬塑狀粉質(zhì)粘土及中密狀碎石。
2.2滑坡形成機(jī)理分析
(1)滑坡體物質(zhì)為粉質(zhì)粘土及碎石,結(jié)構(gòu)松散,且地形上陡下緩,為滑坡的產(chǎn)生提供了地形地質(zhì)條件;
(2)坡體上部為殘坡積的各類松散土層,且滑體前緣存在臨空面,有向下滑動(dòng)的潛在可能性;
(3)水的作用:福建省臺(tái)風(fēng)暴雨多,遇到雨季時(shí),地表水下滲,一方面增加滑坡體的重度,另一方面增加降低巖(土)體抗剪強(qiáng)度。
2.3滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)
根據(jù)對(duì)該滑坡工程的地質(zhì)調(diào)繪及穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果分析,由于降雨入滲降低了滑體強(qiáng)度參數(shù),前緣存在臨空面,使坡體產(chǎn)生拉裂,存在蠕滑變形?,F(xiàn)該滑坡體內(nèi)地表有大量的垂直于主滑方向的弧形拉張裂縫存在,在坡面局部地段已發(fā)生滑塌。由此綜合分析,該滑坡體目前不穩(wěn)定,處于蠕滑狀態(tài)。如果不進(jìn)行治理,若長時(shí)間降雨或強(qiáng)降雨條件下,雨水大量下滲、軟化滑面、降低滑面處巖(土)體的粘聚力C、內(nèi)摩擦角φ值,該滑坡將會(huì)加速下滑,對(duì)在建高速公路造成更大危害,危及暗頭大橋橋梁和滑體前緣民房安全,因此要對(duì)該滑坡進(jìn)行治理。
滑坡治理措施按作用和目的可分為支擋加固、排水和一般坡面防護(hù)。支擋加固的主要手段為:護(hù)面墻、擋土墻、抗滑樁、砂漿錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索等。排水措施為:坡面排水溝、地下盲溝、坡頂截水溝、坡內(nèi)平孔排水。一般坡面防護(hù)手段為:圬工砌體防護(hù)、混凝土網(wǎng)格梁、掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、植草、植樹等?;轮卫泶胧┬韪鶕?jù)滑坡的規(guī)模、地質(zhì)條件和變形破壞類型確定。對(duì)于低矮的不穩(wěn)定滑坡一般采用擋土墻、砌石護(hù)面墻和砌石拱形骨架進(jìn)行支擋防護(hù);對(duì)于規(guī)模較大的滑坡,必須通過穩(wěn)定驗(yàn)算來確定滑坡的加固方案和加固度,同時(shí)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定加固措施。有些滑坡采用單一方法加固,有些滑坡根據(jù)需要同時(shí)采用幾種方法綜合加固:
(1)平面滑動(dòng):土坡可用樹根樁、抗滑樁、重力擋土墻、錨桿擋土墻、混凝土網(wǎng)格梁植草防護(hù)。巖坡可用錨桿、重力擋土墻、抗滑樁。
(2)塌滑:土坡可用嵌入式砌石拱形骨架、混凝土網(wǎng)格梁,短錨桿加固,植草;巖坡可用短錨桿加固,混凝土網(wǎng)格梁,掛網(wǎng)噴射混凝土。
(3)滾石墜落:巖坡掛網(wǎng)噴射混凝土、掛網(wǎng)植草?;⌒位瑒?dòng)土坡:錨桿、樹根樁、抗滑樁、重力擋土墻、混凝土網(wǎng)格梁、植草防護(hù)。
(4)土體流動(dòng):土坡掛網(wǎng)植草,規(guī)模較大的緩坡上采用樹根樁加聯(lián)梁或錨桿擋土墻,植草防護(hù)。
(5)排水措施:坡頂設(shè)截水溝,坡面設(shè)排水溝,坡內(nèi)設(shè)平孔排水和滲溝。
此外,所有滑坡地面都要種植草皮或灌木林覆蓋。因?yàn)橹参锬芪胀寥乐写罅克?,使其干燥,且根系深入土中,能起固結(jié)土壤,防止水土流失、穩(wěn)定邊坡的作用。
本滑坡工程采取分級(jí)支擋、局部順坡減載的治理措施,同時(shí)對(duì)滑體內(nèi)外的地表水及地下水進(jìn)行綜合整治。
4.1分級(jí)支擋
為保證滑體穩(wěn)定性,同時(shí)考慮到對(duì)暗頭大橋左、右幅橋的橋墩柱形成良好保護(hù),對(duì)滑坡進(jìn)行分級(jí)支擋,采用雙排抗滑樁共同阻滑。①在靠山側(cè)距左幅路基設(shè)計(jì)線17.3m,即左幅橋的每排墩柱處設(shè)置2~3根M1型錨索抗滑樁,對(duì)橋墩起到一個(gè)保護(hù)作用。M1型錨索護(hù)墩柱布置在滑坡體中部,共設(shè)17根,單樁長22~ 27m,樁間距5m,樁截面為2m×3m,C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每根樁頂設(shè)置2根預(yù)應(yīng)力錨索。②在右幅路基設(shè)計(jì)線靠山側(cè)4.5m處設(shè)置M2型錨索抗滑樁和K2型抗滑樁進(jìn)行阻滑,解決滑坡整體穩(wěn)定性。M2型錨索抗滑樁共設(shè)置27根,布置于滑體下部,位于右幅路基設(shè)計(jì)線靠山側(cè)4.5m處,單樁長18~24m,樁間距5m,樁截面為2m×3m,C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每根樁頂設(shè)置2根預(yù)應(yīng)力錨索。K2型普通抗滑樁共設(shè)12根,布置于滑體下部,位于右幅路基設(shè)計(jì)線靠山側(cè)4.5m處,單樁長22~24m,樁間距5m,樁截面為2m×3m,C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因K2型普通抗滑樁位于滑坡下部的非橋墩區(qū)域,因此不設(shè)置錨索。
4.2局部順坡減載
為防止表層松散堆積體損害橋墩,對(duì)滑體表層的不穩(wěn)定體進(jìn)行局部順坡,保持坡面平順,不得有集水坑和凹槽,順坡消方后的坡體采用客土噴播植草綠化。
4.3坡腳框架錨桿鎖腳
為保持M2型抗滑樁樁前局部滑體的穩(wěn)定和滑體前緣民房的安全,在M2(K2)型抗滑樁與民房之間的滑體坡面上設(shè)置框架錨桿,錨桿長度7~15m,一般為15m,其長度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整。
4.4綜合治水
(1)在滑坡范圍外側(cè)5~12m處設(shè)置梯形截水溝,用于截取上部坡體匯水,引入到滑體以外,防止地表水滲入滑體。截水溝采用M7.5漿砌片石砌筑,四周采用M10水泥砂漿抹面,溝底設(shè)復(fù)合土工膜及10cm厚砂礫墊層。
(2)為防止在雨季地下水含量提高而軟化滑動(dòng)帶,提高滑動(dòng)帶強(qiáng)度,坡腳設(shè)置一排仰斜排水孔。仰斜排水孔橫向間距5m,孔徑110mm,仰角6°,每孔深暫定為12m??變?nèi)安放直徑為75mm的PVC花管。滑體坡腳設(shè)置矩形排水溝,尺寸為0.6m×0.8m。排水孔中水引入該排水溝中引走。
4.5夯填裂縫
滑體上的裂縫以及滑體后緣的裂縫需開挖后再用粘土進(jìn)行夯填,夯填要密實(shí)。
施工順序?yàn)橄仁┕1型抗滑樁,待M1型抗滑樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求以后開始清理M1型與M2(K2)型抗滑樁之間的局部不穩(wěn)定坡面,液壓噴播植草防護(hù),同時(shí)施工M2(K2)型抗滑樁,待M2(K2)型抗滑樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后,再清理M2(K2)型抗滑樁和民房之間坡面,施工框架錨桿。
(1)首先施工M1型抗滑樁,抗滑樁施工時(shí)應(yīng)從兩端向中間跳孔開挖,每次間隔2~3個(gè),按由淺至深、由兩側(cè)向中間施工的順序進(jìn)行,待第一批樁施工結(jié)束后方可進(jìn)行第二批樁的開挖,不能一次全部開挖以防止引起滑坡失穩(wěn)。
(2)施工完所有第一級(jí)樁(M1型抗滑樁)后才能施工第二級(jí)樁(M2(K2)型抗滑樁),以防止引起滑坡失穩(wěn)。
(3)M1型、M2型和K2型抗滑樁均采用人工挖孔樁,樁身鋼筋籠安裝的方向必須按照設(shè)計(jì)圖中指定的角度方向,不得有偏差。
(4)抗滑樁樁前以及樁后土體應(yīng)夯密實(shí)。
(5)開挖過程中應(yīng)詳細(xì)記錄地層巖性、含水量、接觸面等情況,地質(zhì)資料應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位或現(xiàn)場設(shè)計(jì)代表,以便分析,適時(shí)調(diào)整治理工程設(shè)計(jì)和施工方案。
(6)樁孔內(nèi)開挖的棄渣不得隨意堆放在滑坡體內(nèi),棄渣必須棄出滑坡體外,以免引起新的滑坡。
(7)施工過程中應(yīng)做好臨時(shí)排水工程,避免地表或地下水沖刷和侵蝕滑體。
(8)考慮到滑坡的特性,滑坡治理工程應(yīng)選擇在旱季施工,并注意施工方法,避免引起老滑坡的復(fù)活和新滑坡的發(fā)展。
(9)滑坡整治工程是個(gè)系統(tǒng)工程,由于不確定因素的大量存在,這會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)中存在不盡人意甚至有不合理的地方。施工時(shí),做好施工前復(fù)查和施工中檢測驗(yàn)證工作,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不相符時(shí),及時(shí)會(huì)同業(yè)主、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)代表現(xiàn)場調(diào)整和解決。
(10)施工時(shí)必須建立施工監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn),當(dāng)滑坡出現(xiàn)變形,及時(shí)向有關(guān)部門報(bào)告,危及施工人員安全時(shí),及時(shí)通知施工人員撤離。
(11)抗滑樁施工包含以下工序:施工準(zhǔn)備、樁孔開挖、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注等。應(yīng)加強(qiáng)施工組織,加快施工進(jìn)度,樁孔開挖后立即灌注混凝土,以免滑坡擾動(dòng)后產(chǎn)生滑動(dòng)。
采用合理可行的檢測方法對(duì)滑坡治理工程施工進(jìn)行全過程的跟蹤檢測以掌握施工期間滑坡變形的特點(diǎn);通過必要的檢測手段,對(duì)治理工程實(shí)施后滑坡的變形,治理工程的變位及支擋結(jié)構(gòu)物的實(shí)際應(yīng)變進(jìn)行工后監(jiān)測,以檢驗(yàn)治理工程的效果。
按照以上的措施對(duì)該處滑坡路段進(jìn)行處理,并嚴(yán)格施工管理,施工后歷經(jīng)兩個(gè)雨季和一年多的監(jiān)控觀測,其滑體位移變形在設(shè)計(jì)要求內(nèi),該處滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài),所采取的滑坡整治措施合理有效。確保了后續(xù)的橋梁墩柱施工和滑坡前沿民房的居住安全。
路基滑坡要針對(duì)發(fā)生的原因,選擇合理的處治措施和合適的處治時(shí)機(jī),進(jìn)行綜合治理,才能取得如期效果。相信不久的將來,隨著土木工程技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)公路滑坡的處治將會(huì)更加經(jīng)濟(jì)和可靠。
[1]田歡歡.公路滑坡處治效果評(píng)價(jià)研究[D].中南大學(xué),2009.
[2]陳強(qiáng).公路邊坡穩(wěn)定性研究與分析及綜合治理[D].湖南大學(xué),2005.
[3]劉紅衛(wèi).山區(qū)公路滑坡研究[D].長安大學(xué),2005.
P642
A
1673-0038(2015)30-0290-02
2015-7-12