松散地層滑坡治理工程中鋼花管注漿或 預(yù)應(yīng)力錨索注漿初期對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響

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摘要：通過對(duì)京珠北高速公路K18滑坡鋼花管注漿及預(yù)應(yīng)力錨索加固工程的施工監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，對(duì)松散地層滑坡短時(shí)大量注漿時(shí)，流塑狀的水泥漿進(jìn)入坡體可能會(huì)誘使邊坡發(fā)生一定的變形，當(dāng)水泥漿凝固，加固工程發(fā)揮作用后，變形才被遏制。若滑坡地層較為松散破碎時(shí)，建議采用早強(qiáng)快硬水泥進(jìn)行注漿，并在施工過程中進(jìn)行位移監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測情況合理安排施工。

關(guān)鍵詞：松散地層；滑坡；鋼花管注漿；預(yù)應(yīng)力錨索注漿；穩(wěn)定性；施工監(jiān)測

1 引言

近年來，越來越多的滑坡治理工程采用鋼化管注漿或預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固處治。這兩項(xiàng)技術(shù)均需要大量注漿，鋼花管注漿能夠增加巖土體的密實(shí)度，提高邊坡內(nèi)的防滲水性質(zhì)，增強(qiáng)巖土體抗剪能力[1]；預(yù)應(yīng)力錨索注漿體為錨索提供內(nèi)錨固力，同時(shí)對(duì)錨索起到隔離防護(hù)的作用[2]。但在松散地層中，注漿初期呈流塑狀水泥漿可以在地層中較好的滲透，本文通過對(duì)京珠北高速公路K18滑坡鋼花管注漿及預(yù)應(yīng)力錨索加固工程的施工監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)短時(shí)大量注漿時(shí)，在松散土體內(nèi)大量滲透的水泥漿是會(huì)對(duì)滑坡產(chǎn)生消極影響。

2 京珠北高速公路K18滑坡概況

京珠北高速公路K18邊坡為煤系地層邊坡，地層松散。2003年竣工驗(yàn)收后，到2006年4月時(shí)，珠海端二、三級(jí)坡面變形較嚴(yán)重，當(dāng)年4月中旬對(duì)該段邊坡采用鋼花管注漿進(jìn)行表層加固（第1次加固），在此加固過程中，對(duì)加固區(qū)域進(jìn)行了深層水平位移監(jiān)測。2014年定期檢查發(fā)現(xiàn)該邊坡北京端二、三級(jí)坡面（靠近第一次加固區(qū)域）出現(xiàn)較嚴(yán)重變形，2015年1月開始對(duì)該邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固（第2次加固），在此加固過程中，對(duì)加固區(qū)域進(jìn)行了深層水平位移及表面位移監(jiān)測。

3 K18滑坡地質(zhì)概況

3.1 地形地貌

該路塹位于慣阜高架橋和雙橋大橋之間，屬于低山丘陵區(qū)，地形起伏，地面較緩，自然坡度15～23o；邊坡范圍順坡向小沖溝發(fā)育，坡面較規(guī)則，路塹區(qū)植被發(fā)育，基巖裸露。

圖1 京珠北K18邊坡地形地貌

3.2 地層巖性

表層為 0～5.2m 為坡殘積土粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）：褐黃色，硬塑，粘性較強(qiáng)。5～14.2m 為石炭系（C）炭質(zhì)灰?guī)r（見圖2）夾炭質(zhì)頁巖（見圖3）：炭質(zhì)灰?guī)r為強(qiáng)～弱風(fēng)化，微晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖石裂隙發(fā)育，裂隙面見鈣質(zhì)充填，巖質(zhì)硬、脆，巖芯呈碎塊狀；炭質(zhì)頁巖由泥質(zhì)、碳質(zhì)組成，巖石極軟，浸水易軟化，巖石呈碎屑狀。14.2～18.0m 為泥質(zhì)細(xì)砂巖：強(qiáng)風(fēng)化，裂隙發(fā)育，泥質(zhì)充填（見圖4）。

圖2 強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)灰?guī)r 圖3 強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁巖

圖4 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)細(xì)砂巖

3.3 地質(zhì)構(gòu)造

本測區(qū)位于新華夏系北東向羅家渡斷裂帶附近，巖層構(gòu)造呈單斜狀，分布較有規(guī)律，產(chǎn)狀為280°～300°，∠25°～40°，為順向邊坡。

3.4 水文地質(zhì)

邊坡富含地下水，以降雨入滲補(bǔ)給為主，一級(jí)擋墻泄水孔多處地下水出露，部分地段水量較大。

4 K18滑坡先后兩次加固工程施工監(jiān)測結(jié)果

4.1 鋼花管注漿加固（第1次加固）監(jiān)測結(jié)果

2006年4月開始對(duì)珠海段二、三級(jí)采用鋼花管注漿進(jìn)行加固，加固過程中對(duì)該邊坡進(jìn)行了深層水平位移監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果曲線見圖5和圖6。

如圖6所示，2006年4月到2006年7月施工初期加固區(qū)域深層水平位移陡然增加。2006年施工完成后該區(qū)域水平位移區(qū)域穩(wěn)定。

圖5 K18邊第1次加固區(qū)域深層水平位移時(shí)程曲線

圖6 K18邊坡第1次加固區(qū)域特定深度處水平位移時(shí)程曲線

4.2 預(yù)應(yīng)力錨索加固（第2次加固）監(jiān)測結(jié)果

2015年1月份開始對(duì)該邊坡北京端三級(jí)坡面（靠近第1次加固區(qū)域）采用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，加固過程中對(duì)該邊坡進(jìn)行了深層水平位移和表面位移監(jiān)測。

4.2.1 表面位移監(jiān)測結(jié)果

如圖7所示，第2次加固區(qū)域表面位移監(jiān)測斷面三個(gè)測點(diǎn)A4（一級(jí)平臺(tái)）、B7（二級(jí)平臺(tái)）、C6（三級(jí)平臺(tái)）在預(yù)應(yīng)力錨索施工期間（2014年底～2015年5月）之間有較大位移增量。到2015年底變形開始收斂。

圖7 K18邊坡第2次加固區(qū)域表面位移監(jiān)測斷面監(jiān)測曲線

4.2.2 深層水平位移監(jiān)測結(jié)果

在第2次加固區(qū)域布設(shè)一個(gè)測斜斷面共2個(gè)測斜孔，分別位于三級(jí)平臺(tái)和塹頂。

如圖8和圖9所示，三級(jí)平臺(tái)深孔在施工期間（2015年1月～2015年5月）變形異常，施工完成后2015年后期（8月～10月）位移量沒有明顯增加，變形較為穩(wěn)定。

圖8 K18邊第2次加固區(qū)域三級(jí)深孔深層水平位移時(shí)程曲線

圖9 K18邊坡第2次加固區(qū)域三級(jí)深孔特定深度處水平位移時(shí)程曲線

如圖10和圖11所示，塹頂深孔在施工期間（2015年1月～2015年5月）變形異常，施工完成后2015年后期（8月～10月）位移量沒有明顯增加，變形較為穩(wěn)定。

圖10 K18邊第2次加固區(qū)域塹頂深孔深層水平位移時(shí)程曲線

圖11 K18邊坡第2次加固區(qū)域塹頂深孔特定深度處水平位移時(shí)程曲線

4.3 K18滑坡先后兩次監(jiān)測結(jié)果總結(jié)

上述監(jiān)測結(jié)果說明，K18滑坡在先后兩次注漿過程中均出現(xiàn)異常變形現(xiàn)象，但施工完成后的短期內(nèi)邊坡變形量沒有明顯增加，變形較為穩(wěn)定。

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

上述監(jiān)測情況說明注漿初期尚未凝固的水泥漿對(duì)K18滑坡產(chǎn)生了消極影響，誘使其發(fā)生了一定的變形，當(dāng)水泥漿凝固，加固工程發(fā)揮作用后，變形才被遏制。

現(xiàn)將水泥漿液對(duì)松散地層滑坡的影響機(jī)理做如下推測：

（1）注漿初期流塑狀的水泥漿有一部分被壓入滑動(dòng)面，起到潤滑作用，從而減小了抗滑力；

（2）邊坡地質(zhì)條件較差，地層巖性軟弱松散，壓漿時(shí)水泥漿有一部分被擠入坡體，增加了坡體重力，從而增加了下滑力。

5.2 建議

（1）采用鋼花管注漿或與預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行滑坡加固處治前，要對(duì)滑坡體地層巖性有充分的認(rèn)識(shí)，如果地層松散或破碎程度較高，則最好避免單獨(dú)采用這兩種加固方法，可以先支擋后加固；

（2）注漿施工過程中應(yīng)該盡量避免短時(shí)大量注漿，可以劃分小區(qū)域，逐個(gè)區(qū)域依次注漿；

（3）地層較為松散破碎時(shí)，宜采用早強(qiáng)快硬水泥進(jìn)行注漿；

（4）注漿施工過程中要進(jìn)行位移監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測情況合理安排施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]于可.鋼化管注漿技術(shù)在巖土體加固工程中的應(yīng)用.貴州省公路學(xué)會(huì)2008年技術(shù)交流論文集

[2]巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程CECS22-2005.中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).2005