滑坡地段的原因及防治技术探讨

2015-04-16 14:48翁春兴
建材与装饰 2015年30期
关键词:植草滑体抗滑桩

翁春兴

(福建新路达交通建设监理有限公司)

滑坡地段的原因及防治技术探讨

翁春兴

(福建新路达交通建设监理有限公司)

公路工程施工中的滑坡地段属于特殊地质,需要对滑坡地段产生的原因进行综合评价及分析,之后进行治理。而滑坡治理是工程建设中的关键工程。本文以工程实例探讨了滑坡地段产生的原因及设计与治理措施。选择合适的处理措施是滑坡治理决策的主要内容,其目的是达到技术可行,经济合理,施工较方便,结果又可靠。

滑坡;原因;防治措施

1 项目概况

K44+660~K44+850滑坡位于建瓯市迪口镇值源村北,范围处于拟建南平京台高速公路测设里程K44+660~K44+850,规模18.7万m3,路线以左、右幅桥梁(K44+699.750暗头大桥)的形式从滑坡体中间穿过。滑坡后缘呈圈椅状,东西两侧及北侧高,中间下凹,外形上呈现为“凹”字形,该滑坡纵长为110m,宽为190m,厚约4~12m,体积约为18.70万m3,现场可见多处滑坡裂缝。滑体前缘伸入到山前山坡坡脚,属推移式滑坡,滑坡地段的前缘位置为民房及乡村道路。

2 滑坡产生原因分析

2.1气象条件及地形地貌

该滑坡区位于闽北山区,属于沿海内陆山区,气候属亚热带季风气候。四季分明,雨量充足;春夏多雨,秋冬干燥。6~8月为台风多发季节,也是暴雨集中发生时间。暴雨和连续阴雨是产生和诱发滑坡的主要因素。滑坡区地处剥蚀丘陵地貌单元,地面标高308.50~350.50m,相对高差42.00m。路线经过山坡自然坡度约35°。滑坡主滑方向约248°,左侧自然边坡倾角约为35°。该区地表水不发育,表层分布少量积水。根据地下水的赋存条件和水力特征,该区地下水主要类型为松散岩类孔隙水。补给来源主要接受大气降水,以大气蒸发和侧渗方式为主要排泄途径。滑坡体结构总体上仍保持原地层层序,滑坡前缘及整个坡体上部物质为可塑~硬塑状粉质粘土及中密状碎石。

2.2滑坡形成机理分析

(1)滑坡体物质为粉质粘土及碎石,结构松散,且地形上陡下缓,为滑坡的产生提供了地形地质条件;

(2)坡体上部为残坡积的各类松散土层,且滑体前缘存在临空面,有向下滑动的潜在可能性;

(3)水的作用:福建省台风暴雨多,遇到雨季时,地表水下渗,一方面增加滑坡体的重度,另一方面增加降低岩(土)体抗剪强度。

2.3滑坡稳定性分析与评价

根据对该滑坡工程的地质调绘及稳定性验算结果分析,由于降雨入渗降低了滑体强度参数,前缘存在临空面,使坡体产生拉裂,存在蠕滑变形。现该滑坡体内地表有大量的垂直于主滑方向的弧形拉张裂缝存在,在坡面局部地段已发生滑塌。由此综合分析,该滑坡体目前不稳定,处于蠕滑状态。如果不进行治理,若长时间降雨或强降雨条件下,雨水大量下渗、软化滑面、降低滑面处岩(土)体的粘聚力C、内摩擦角φ值,该滑坡将会加速下滑,对在建高速公路造成更大危害,危及暗头大桥桥梁和滑体前缘民房安全,因此要对该滑坡进行治理。

3 滑坡防治的工程措施

滑坡治理措施按作用和目的可分为支挡加固、排水和一般坡面防护。支挡加固的主要手段为:护面墙、挡土墙、抗滑桩、砂浆锚杆、预应力锚索等。排水措施为:坡面排水沟、地下盲沟、坡顶截水沟、坡内平孔排水。一般坡面防护手段为:圬工砌体防护、混凝土网格梁、挂钢筋网喷射混凝土、植草、植树等。滑坡治理措施需根据滑坡的规模、地质条件和变形破坏类型确定。对于低矮的不稳定滑坡一般采用挡土墙、砌石护面墙和砌石拱形骨架进行支挡防护;对于规模较大的滑坡,必须通过稳定验算来确定滑坡的加固方案和加固度,同时经过技术经济比较选定加固措施。有些滑坡采用单一方法加固,有些滑坡根据需要同时采用几种方法综合加固:

(1)平面滑动:土坡可用树根桩、抗滑桩、重力挡土墙、锚杆挡土墙、混凝土网格梁植草防护。岩坡可用锚杆、重力挡土墙、抗滑桩。

(2)塌滑:土坡可用嵌入式砌石拱形骨架、混凝土网格梁,短锚杆加固,植草;岩坡可用短锚杆加固,混凝土网格梁,挂网喷射混凝土。

(3)滚石坠落:岩坡挂网喷射混凝土、挂网植草。弧形滑动土坡:锚杆、树根桩、抗滑桩、重力挡土墙、混凝土网格梁、植草防护。

(4)土体流动:土坡挂网植草,规模较大的缓坡上采用树根桩加联梁或锚杆挡土墙,植草防护。

(5)排水措施:坡顶设截水沟,坡面设排水沟,坡内设平孔排水和渗沟。

此外,所有滑坡地面都要种植草皮或灌木林覆盖。因为植物能吸收土壤中大量水分,使其干燥,且根系深入土中,能起固结土壤,防止水土流失、稳定边坡的作用。

4 治理设计方案拟定

本滑坡工程采取分级支挡、局部顺坡减载的治理措施,同时对滑体内外的地表水及地下水进行综合整治。

4.1分级支挡

为保证滑体稳定性,同时考虑到对暗头大桥左、右幅桥的桥墩柱形成良好保护,对滑坡进行分级支挡,采用双排抗滑桩共同阻滑。①在靠山侧距左幅路基设计线17.3m,即左幅桥的每排墩柱处设置2~3根M1型锚索抗滑桩,对桥墩起到一个保护作用。M1型锚索护墩柱布置在滑坡体中部,共设17根,单桩长22~ 27m,桩间距5m,桩截面为2m×3m,C30钢筋混凝土结构,每根桩顶设置2根预应力锚索。②在右幅路基设计线靠山侧4.5m处设置M2型锚索抗滑桩和K2型抗滑桩进行阻滑,解决滑坡整体稳定性。M2型锚索抗滑桩共设置27根,布置于滑体下部,位于右幅路基设计线靠山侧4.5m处,单桩长18~24m,桩间距5m,桩截面为2m×3m,C30钢筋混凝土结构,每根桩顶设置2根预应力锚索。K2型普通抗滑桩共设12根,布置于滑体下部,位于右幅路基设计线靠山侧4.5m处,单桩长22~24m,桩间距5m,桩截面为2m×3m,C30钢筋混凝土结构。因K2型普通抗滑桩位于滑坡下部的非桥墩区域,因此不设置锚索。

4.2局部顺坡减载

为防止表层松散堆积体损害桥墩,对滑体表层的不稳定体进行局部顺坡,保持坡面平顺,不得有集水坑和凹槽,顺坡消方后的坡体采用客土喷播植草绿化。

4.3坡脚框架锚杆锁脚

为保持M2型抗滑桩桩前局部滑体的稳定和滑体前缘民房的安全,在M2(K2)型抗滑桩与民房之间的滑体坡面上设置框架锚杆,锚杆长度7~15m,一般为15m,其长度应根据实际情况加以调整。

4.4综合治水

(1)在滑坡范围外侧5~12m处设置梯形截水沟,用于截取上部坡体汇水,引入到滑体以外,防止地表水渗入滑体。截水沟采用M7.5浆砌片石砌筑,四周采用M10水泥砂浆抹面,沟底设复合土工膜及10cm厚砂砾垫层。

(2)为防止在雨季地下水含量提高而软化滑动带,提高滑动带强度,坡脚设置一排仰斜排水孔。仰斜排水孔横向间距5m,孔径110mm,仰角6°,每孔深暂定为12m。孔内安放直径为75mm的PVC花管。滑体坡脚设置矩形排水沟,尺寸为0.6m×0.8m。排水孔中水引入该排水沟中引走。

4.5夯填裂缝

滑体上的裂缝以及滑体后缘的裂缝需开挖后再用粘土进行夯填,夯填要密实。

施工顺序为先施工M1型抗滑桩,待M1型抗滑桩达到设计强度要求以后开始清理M1型与M2(K2)型抗滑桩之间的局部不稳定坡面,液压喷播植草防护,同时施工M2(K2)型抗滑桩,待M2(K2)型抗滑桩达到设计强度以后,再清理M2(K2)型抗滑桩和民房之间坡面,施工框架锚杆。

5 主要施工技术要点

(1)首先施工M1型抗滑桩,抗滑桩施工时应从两端向中间跳孔开挖,每次间隔2~3个,按由浅至深、由两侧向中间施工的顺序进行,待第一批桩施工结束后方可进行第二批桩的开挖,不能一次全部开挖以防止引起滑坡失稳。

(2)施工完所有第一级桩(M1型抗滑桩)后才能施工第二级桩(M2(K2)型抗滑桩),以防止引起滑坡失稳。

(3)M1型、M2型和K2型抗滑桩均采用人工挖孔桩,桩身钢筋笼安装的方向必须按照设计图中指定的角度方向,不得有偏差。

(4)抗滑桩桩前以及桩后土体应夯密实。

(5)开挖过程中应详细记录地层岩性、含水量、接触面等情况,地质资料应及时通知设计单位或现场设计代表,以便分析,适时调整治理工程设计和施工方案。

(6)桩孔内开挖的弃渣不得随意堆放在滑坡体内,弃渣必须弃出滑坡体外,以免引起新的滑坡。

(7)施工过程中应做好临时排水工程,避免地表或地下水冲刷和侵蚀滑体。

(8)考虑到滑坡的特性,滑坡治理工程应选择在旱季施工,并注意施工方法,避免引起老滑坡的复活和新滑坡的发展。

(9)滑坡整治工程是个系统工程,由于不确定因素的大量存在,这会导致设计中存在不尽人意甚至有不合理的地方。施工时,做好施工前复查和施工中检测验证工作,发现设计与实际情况不相符时,及时会同业主、监理单位和设计代表现场调整和解决。

(10)施工时必须建立施工监测网点,当滑坡出现变形,及时向有关部门报告,危及施工人员安全时,及时通知施工人员撤离。

(11)抗滑桩施工包含以下工序:施工准备、桩孔开挖、钢筋笼制作与安装、混凝土灌注等。应加强施工组织,加快施工进度,桩孔开挖后立即灌注混凝土,以免滑坡扰动后产生滑动。

6 设置滑坡监测

采用合理可行的检测方法对滑坡治理工程施工进行全过程的跟踪检测以掌握施工期间滑坡变形的特点;通过必要的检测手段,对治理工程实施后滑坡的变形,治理工程的变位及支挡结构物的实际应变进行工后监测,以检验治理工程的效果。

按照以上的措施对该处滑坡路段进行处理,并严格施工管理,施工后历经两个雨季和一年多的监控观测,其滑体位移变形在设计要求内,该处滑坡处于稳定状态,所采取的滑坡整治措施合理有效。确保了后续的桥梁墩柱施工和滑坡前沿民房的居住安全。

7 结束语

路基滑坡要针对发生的原因,选择合理的处治措施和合适的处治时机,进行综合治理,才能取得如期效果。相信不久的将来,随着土木工程技术的不断发展,对公路滑坡的处治将会更加经济和可靠。

[1]田欢欢.公路滑坡处治效果评价研究[D].中南大学,2009.

[2]陈强.公路边坡稳定性研究与分析及综合治理[D].湖南大学,2005.

[3]刘红卫.山区公路滑坡研究[D].长安大学,2005.

P642

A

1673-0038(2015)30-0290-02

2015-7-12

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