多種支護方式在膨脹土邊坡治理工程中的應用

張敏

【摘要】本文通過多種支護方式在某渠道工程膨脹土邊坡治理工程中的應用，解決了渠道運行的安全隱患，取得了良好的治理效果，對類似工程的防治對策提供借鑒。

【關鍵詞】膨脹土；邊坡治理；施工方法

1 、工程案例

某輸水渠道工程已正常運行多年，工程區部分位于膨脹土區域，地質情況較差，在一年多時間內，分別出現了兩處由于膨脹土問題導致邊坡局部變形現象，主要特征如下：

S1：變形體位于渠道右岸3級、4級邊坡，主要是邊坡表面拱形框格梁在同一位置出現連續性裂縫，長度約50米，經勘查確定為淺表層滑動。

S2：變形體位于渠道右岸2級、3級邊坡，長度約250米，距離S1變形體200米左右，主要是過水斷面渠坡抗滑樁樁頂附近襯砌板有開裂、錯臺等變形現象，初步判斷1級馬道以上2、3級邊坡已發生變形，有可能導致發生深層滑坡。

2 、主要工程地質條件

該渠段多年平均降水量815mm，年降水主要集中在6～9月份。地下水一般上層滯水，上部粘性土一般不含水，土體一般處于非飽和狀態，下部Q1粘性土、N層砂巖、砂礫巖含層間承壓水，局部段在大氣降水時含少量上層滯水。

3 、邊坡治理工程設計與施工

3.1 S1邊坡治理

3.1.1 支護措施

在50米范圍內3、4級邊坡（包括2、3級馬道）布置深度為2.5米的水泥凈漿錨桿，沿坡面方向和順水流方向間距均為1.5m，梅花形布置，土體裂縫采用靜壓灌漿封閉。

3.1.2 主要施工方法

（1）處理范圍內沿豎直方向鉆設直徑為110mm的灌漿孔，鉆孔深度穿過相對松軟區域并進入密實層內0.5m。

（2）注漿液采用純水泥漿，灌漿前進行現場試驗，確定最佳水灰比，灌漿壓力不超過0.1MPa，做好孔口及周邊土體保護，防止孔口土及周邊土體破壞；當灌漿壓力穩定在0.1MPa時不再吃漿，即可停止注漿。

（3）注漿完成后在注漿孔內插入直徑25mm的三級鋼筋，若灌漿前插入鋼筋不影響灌漿，也可在灌漿前先插入鋼筋，鋼筋軸線與孔中心線重合。

（4）孔頂采用M7.5水泥砂漿封閉，水泥砂漿厚度不小于10cm，水泥砂漿頂面與耕植土底面重合。

（5）土體裂縫寬度小于1cm采用靜壓灌漿封閉，漿液采用純水泥漿，裂縫寬度超過1cm應局部挖除，開挖坡比不陡于1：2；裂縫開挖基坑采用水泥改性土回填，分層、人工夯實，夯實后壓實度不小于0.98。

3.2 S2邊坡治理

3.2.1 原因分析

結合邊坡表面混凝土框格梁及土體裂縫分布形式來看，該段變形體內可能分布有2條裂縫：一條分布于2級渠坡坡腳；一條分布于3級渠坡中下部；裂縫連續分布，呈聯通趨勢。

3.2.2 支護措施

（1）2級邊坡增加直徑1.3m圓形抗滑樁，樁長15m，樁間距3m；

（2）2級邊坡坡腳處設微型抗滑樁，樁徑0.3m、樁長10m、樁間距1m，樁頂設寬×高=0.3m×0.4m聯系梁；

（3）3級邊坡增加直徑1.2m圓形抗滑樁，樁長12m，樁間距4m；

（4）2級馬道內側0.75m處設微型抗滑樁，樁徑0.3m、樁長10m、樁間距1m，樁頂設寬×高=0.3m×0.4m聯系梁。

3.2.3 主要施工方法

（1）圓形（I、 II型）抗滑樁施工

① 樁位放點及復核

測量人員對地面平面控制點采用電子全站儀做好樁位的軸線標記和樁位的測量放樣，地面按設計標高進行測量放線，并在樁周邊設置騎馬樁，以便恢復樁位。

② 埋設護筒

首先準確就位鉆機，使其機體垂直度、鉆桿垂直度和樁位中心三線合一，然后在鉆桿頂部帶桶式鉆頭在樁位處用鉆頭旋挖一個比護筒外徑大、深度比護筒略小30cm的圓坑。然后用吊車吊起護筒并正確就位，用旋挖鉆桿將其垂直壓入到位。

③ 鉆孔

鉆機就位準確后即開始鉆進，鉆進時每回次進尺控制在60cm左右，剛開始放慢旋挖速度，放斗穩，提斗慢，在孔口3～5m段旋挖過程中要通過控制盤來監控垂直度，如有偏差及時進行糾正。

④ 鋼筋籠制作及安裝

鋼筋籠按設計圖紙加工制作。鋼筋籠加工前調直主筋，焊接時，主筋的搭接應互相錯開35d，且不小于500mm區段范圍內，同區段內接頭數不得超過鋼筋總數的50%。

⑤灌注混凝土

導管采用直徑φ300mm、壁厚5mm的無縫鋼管，絲扣式連接，法蘭盤之間墊有4～5mm的橡膠圈止水墊圈。下導管前，檢查其是否損壞，密封圈、卡口是否完好，內壁是否光滑圓順，接頭是否嚴密，做水密和抗拉拔試驗。

（2）微型樁、聯系梁施工

微型樁施工采用小型旋挖鉆機成孔，二級馬道微型樁及聯系梁在施工平臺填筑前進行施工，鋼筋籠采用5t平板車運輸至現場，25t汽車吊站在二級抗滑樁施工平臺上吊料斗進行澆筑。

4、 施工效果監測

S1、S2變形體邊坡加固治理施工完成后，在各變形體起始斷面、中部及相鄰穩定渠段各級邊坡均布置了測斜管、水平及垂直位移測點，根據近半年的邊坡變形監測成果，邊坡各觀測點最大累計位移量為18.75mm，邊坡加固效果顯著。

5 、結語

（1）本邊坡治理工程充分利用了多種支護手段對膨脹土邊坡進行加固，有效地解決了深挖方段渠道改性土與原狀土（膨脹土）間的夾層滑動及邊坡土體淺表層裂縫問題。

（2）通過兩種支護方式在本工程膨脹土加固中的實際應用，發現各支護方式均有不同的優缺點：水泥凈漿錨桿適合處置淺表層土體裂縫導致的疑似邊坡變形，施工速度非常快；抗滑樁適合于大范圍的淺層滑動，施工速度慢，但是加固效果好，造價高，可作為邊坡永久性支護。

（3）在S1、S2邊坡處置過程中，經常受陰雨天氣影響，雨水通過邊坡土體裂隙滲透進入膨脹土與改性土結合面，導致變形進一步加劇，通過在邊坡覆蓋防雨布、開挖排水溝等防護措施后有效減緩了變形趨勢。