邊坡滑塌的治理

丁德文

（廣東廣州520000）

邊坡滑塌的治理

丁德文

（廣東廣州520000）

1　引言

邊坡是自然或人工形成的斜坡，是人類工程活動(dòng)中最基本的地質(zhì)環(huán)境之一，也是工程建設(shè)中最常見的工程形式。作為全球性三大地質(zhì)災(zāi)害之一（地震、洪水、崩塌滑坡泥石流）之一的邊坡失穩(wěn)嚴(yán)重危及到國家財(cái)產(chǎn)和人們的生命安全。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的大力發(fā)展，在礦山、水利及交通等部門都涉及到大量的邊坡問題，因此對(duì)邊坡的正確認(rèn)識(shí)、合理設(shè)計(jì)、適當(dāng)?shù)闹卫恚堰吰略斐傻臑?zāi)害降低到最低限度，是巖土工程界的學(xué)者和工程設(shè)計(jì)人員必須考慮的問題。

邊坡穩(wěn)定受多種因素影響：①巖土的性質(zhì)；②巖層的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)的影響；③水文地質(zhì)條件的影響；④地貌因數(shù)；⑤風(fēng)化作用；⑥氣候作用的影響；⑦地震作用。

邊坡設(shè)計(jì)的基本資料：①工程地質(zhì)報(bào)告；②水文條件；③地震資料；④土質(zhì)調(diào)查試驗(yàn)報(bào)告；⑤相關(guān)工程資料；⑥同類邊坡工程的經(jīng)驗(yàn)資料；⑦邊坡工程環(huán)境資料。

常用設(shè)計(jì)參數(shù)（土體物理力學(xué)指標(biāo)）：①土的天然容重；②土的飽和容重；③土的浮容重；④土的空隙率；⑤水頭梯度；⑥土的粘結(jié)力；⑦土的內(nèi)摩擦角。

邊坡設(shè)計(jì)基本原則：

1.1邊坡處治的常用措施

（1）放緩邊坡。

（2）支擋。

（3）加固。

①注漿加固；

②錨桿加固；

③土釘加固；

④預(yù)應(yīng)力錨索加固。（4）防護(hù)

①植物防護(hù)；

②工程防護(hù)

a.砌體封閉防護(hù)；

b.噴射素混凝土防護(hù)；

c.掛網(wǎng)錨噴防護(hù)。

（5）排水

①截水溝；

②坡內(nèi)排水溝。

1.2邊坡工程設(shè)計(jì)的基本原則

（1）邊坡設(shè)計(jì)中的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則

邊坡設(shè)計(jì)要解決的根本問題是在邊坡的穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)之間選擇一種合理的平衡。力求以最經(jīng)濟(jì)的途徑使服務(wù)于工程建筑物的邊坡穩(wěn)定性和可靠性的要求。目前再邊坡工程設(shè)計(jì)中主要是應(yīng)用較成熟的結(jié)構(gòu)可靠度理論，在保證邊坡穩(wěn)定性的前提下對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則。

（2）邊坡設(shè)計(jì)中的荷載效應(yīng)原則

在邊坡穩(wěn)定性分析與推力計(jì)算中涉及的主要荷載有：邊坡巖土體自重，邊坡上的各種建筑物產(chǎn)生的附加荷載，地下水產(chǎn)生的諸如靜水壓力，滲透壓力等荷載，以及地震荷載。在邊坡支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的荷載，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理有永久荷載、可變荷載及偶然荷載。各種荷載效應(yīng)組合應(yīng)根據(jù)有關(guān)國家現(xiàn)行規(guī)范，按照最不利原則進(jìn)行。

2　實(shí)例分析

某工程于K0+488～K0+723路段北側(cè)魚塘段邊坡產(chǎn)生滑坡失穩(wěn)現(xiàn)象，為查明邊坡失穩(wěn)的原因，并為滑坡段邊坡及其它魚塘段邊坡處理提供基本技術(shù)資料，為此對(duì)邊坡失穩(wěn)路段進(jìn)行巖土工程勘察。

根據(jù)《局部地段勘察說明》，原水塘為陶土取土料場(chǎng)，水塘中后期沉積了淤泥質(zhì)土，在本設(shè)計(jì)之前已填筑的魚塘段路基在施工過程中未進(jìn)行清淤處理，估計(jì)其填土施工時(shí)由塘邊向塘中方向逐步推進(jìn)，塘底的部分淤泥亦跟隨擠向塘中方向，造成路基邊坡附近的淤泥特別厚（鉆孔位置淤泥厚度為3m，根據(jù)施工單位提供的塘底標(biāo)高，結(jié)合鉆孔的淤泥層層底標(biāo)高，坡腳位置淤泥厚度為5.7m），同時(shí)填土高度大，且填土過程中并未按規(guī)范要求進(jìn)行碾壓，填土的結(jié)構(gòu)松散，造成下部填土浸水軟化，致使魚塘段邊坡滑坡失穩(wěn)。

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告提供地基土層主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值，本設(shè)計(jì)對(duì)魚塘段路基邊坡的處理為：

（1）已產(chǎn)生滑坡失穩(wěn)的魚塘段路基：采用水泥攪拌樁及增設(shè)反壓護(hù)道的處理方法。

先對(duì)裂縫位于已建路面內(nèi)及距離現(xiàn)狀路面邊緣小于2m的路段，將靠人行道的第一條行車道混凝土路面板塊進(jìn)行破除，對(duì)于相應(yīng)的基層及底基層則分別將距離保留混凝土板塊邊緣0.4m及0.7m之外部分鑿除，鑿除基層及底基層前應(yīng)先于相應(yīng)結(jié)構(gòu)層切縫，以保證破除面整齊垂直；同時(shí)按設(shè)計(jì)要求開挖滑坡段路基。然后依次進(jìn)行反壓護(hù)道及水泥攪拌樁施工，在攪拌樁形成強(qiáng)度后，再對(duì)滑裂面進(jìn)行壓注水泥砂漿處理，注漿持荷不大于0.1MPa，最后按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)格柵、分層填筑路基及重新澆注混凝土路面結(jié)構(gòu)層。注意施工過程中在滑裂面未進(jìn)行壓漿處理之前應(yīng)采取有效措施防止地面水滲入滑裂面。具體邊坡處理詳見圖1～2。

（2）未發(fā)生滑坡失穩(wěn)的魚塘段同樣進(jìn)行水泥攪拌樁及增設(shè)反壓護(hù)道的處理方法。具體邊坡處理詳見圖3。

（3）對(duì)于魚塘滑坡段污水管道，應(yīng)先測(cè)量管道的井底高程，同時(shí)于管內(nèi)檢查管道的破損情況，對(duì)于管道斷裂或管道脫節(jié)的位置應(yīng)作開挖檢查，更換損壞管道，同時(shí)可結(jié)合現(xiàn)狀情況增設(shè)檢查井（增設(shè)的檢查井應(yīng)處于滑裂面之外，同時(shí)對(duì)于管道流水方向若存在由低至高的突變位置，則采用沉砂井）予以銜接，以減少更換管道的范圍；對(duì)于管節(jié)勾縫存在微小裂縫的位置，應(yīng)鑿除勾縫后重新采用膨脹水泥砂漿勾縫。注意污水管道的施工應(yīng)在水泥攪拌樁形成強(qiáng)度后方能進(jìn)行。對(duì)于位于拆除混凝土路面內(nèi)的平入式進(jìn)水井需拆除重建。

圖1　

圖2　

圖3　

（4）水泥攪拌樁復(fù)合地基處理的具體要求：

①材料要求

a.水泥攪拌樁水泥：采用42.5R水泥，且每延米的水泥用量不小于60kg。

b.土工格柵材料：采用GEOGS50-30鋼塑復(fù)合土工格柵。其物理性能要求縱向每延米拉伸屈服力≥50kN/m，橫向每延米≥30kN/m，縱向和橫向屈服伸長率≤30%，縱向2%伸長率時(shí)拉伸力≥44kN/m，橫向2%伸長率時(shí)拉伸力≥26kN/m，幅寬4.0m。

②施工要求

a.水泥攪拌樁28天齡期強(qiáng)度不小于1.5MPa。

b.水泥攪拌樁根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況實(shí)際確定，樁尖一般要求打穿軟土進(jìn)入持力層100cm。

c.水泥攪拌樁承載力達(dá)到80%后才能施加荷載。

d.水泥攪拌樁施工現(xiàn)場(chǎng)事先應(yīng)予以平整，必須清除地上和地下的障礙物，清除表土或淤泥。

e.攪拌頭翼片的枚數(shù)、寬度、與攪拌軸的垂直夾角、攪拌頭的回轉(zhuǎn)數(shù)、提升速度應(yīng)相互匹配，以確保加固深度范圍內(nèi)土體的任何一點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。

f.施工中應(yīng)保持?jǐn)嚢铇稒C(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直，水泥攪拌樁的垂直偏差不得超過1%；樁位的偏差不得大于50mm；成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計(jì)值。

g.噴漿施工前應(yīng)仔細(xì)檢查攪拌機(jī)械、供粉泵、送氣（粉）管路、接頭和閥門的密封性、可靠性。送氣（粉）管路的長度不宜大于60m。

h.噴漿施工機(jī)械必須配置經(jīng)國家計(jì)量部門確認(rèn)的具有能瞬時(shí)檢測(cè)并記錄出粉量的粉體計(jì)量裝置及攪拌深度自動(dòng)記錄儀。

i.當(dāng)水泥漿液到達(dá)出漿口后，應(yīng)噴漿攪拌30s，在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬螅匍_始提升攪拌頭

j.攪拌頭每旋轉(zhuǎn)一周，其提升高度不得超過16mm。

k.攪拌頭的直徑應(yīng)定期復(fù)核檢查，其磨耗量不得大于10mm。

l.成樁過程中因故停止噴漿，應(yīng)將攪拌頭下沉至停灰面以下1m處，待恢復(fù)噴漿時(shí)再噴漿攪拌提升。

m.水泥攪拌樁施工過程中應(yīng)避開現(xiàn)狀管線位置，避免對(duì)管線造成破壞，其間距可作適當(dāng)調(diào)整。

n.水泥攪拌樁28天齡期強(qiáng)度不小于1.5MPa后方可進(jìn)行路基的填筑及注漿工作。

o.水泥攪拌樁的布置類型及間距詳見相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。

③質(zhì)量檢測(cè)要求

a.樁位：定位偏差不應(yīng)超出50mm。施工前在樁中心插樁位標(biāo)，施工后將樁位標(biāo)復(fù)原，以便驗(yàn)收。

b.樁頂、樁底標(biāo)高均不應(yīng)低于設(shè)計(jì)值，施工的樁頂面應(yīng)高出設(shè)計(jì)規(guī)定值0.5m，樁身直徑不應(yīng)小于設(shè)計(jì)值。

c.樁身垂直度：每根樁施工時(shí)應(yīng)該用水準(zhǔn)尺或其他方法檢查導(dǎo)向架和攪拌軸的垂直度，垂直誤差不應(yīng)超過1%。

d.成樁7d后，采用淺部開挖樁頭（深度宜超過停灰面下0.5m），目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑。檢查量為總樁數(shù)的5%。

e.成樁后3d內(nèi)，用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢查每米樁身的均勻性，檢驗(yàn)數(shù)量為施工總樁數(shù)的1%，且不少于3根；成樁28d后，采用鉆芯片檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量為樁數(shù)的0.5%；采用壓板試驗(yàn)檢測(cè)復(fù)合地基承載力。

f.水泥攪拌樁檢測(cè)項(xiàng)目及要求見表1。

經(jīng)過上述處理后的路基，經(jīng)過數(shù)月的通車考驗(yàn)后，未發(fā)現(xiàn)病害，道路運(yùn)營狀況良好，以上的處理方法效果顯著。

[1]楊建國，魏勇幸.邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)綜述.路基工程，2000，6：4～7.

[2]趙明階，何光春.邊坡工程處治技術(shù).人民交通出版社.

[3]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）.

[4]黃生文.公路工程地基處理手冊(cè).

表1　水泥攪拌樁檢測(cè)一覽表

U417.1

A

1673-0038（2015）16-0213-03

2015-3-26

丁德文（1980-），男，工程師，本科，主要從事路橋設(shè)計(jì)工作。