王常坤
摘 要:南平至龍巖鐵路擴(kuò)能改造工程DK106+057.30~
DK106+356.71井崗村大橋5#、6#、7#、8#墩左側(cè)山體因當(dāng)?shù)卮迕裨谄旅嫔祥_挖灌溉及井崗村大橋便道施工造成山體滑坡,對(duì)大橋施工和以后線路運(yùn)營帶來安全隱患,本論文就滑坡體的地質(zhì)地貌、形成原因、如何加固治理滑坡體進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:錨索抗滑樁;滑坡體;治理加固
1.原設(shè)計(jì)情況
井崗村大橋位于三明市貢川鎮(zhèn),大橋全長299.41米,為(l-32m)+(l-24m)+(7-32m)簡支T梁,中心里程DK106+207.005,其中5#,6#,7#,8#墩左側(cè)處于低山陡坡區(qū)段,坡面表層為粉質(zhì)粘土,軟塑~硬塑,厚0.7~9.4m,下伏細(xì)角礫土,中秘,潮濕,厚2.8米;粗角礫土,密實(shí)稍濕,厚2.3~6.0m,漂礫,稍密,潮濕,厚14.6m。
1.1地貌特征。井崗村大橋處于中低山及山間谷地地貌,地勢(shì)起伏較大,山間谷地狹長,發(fā)育溪流,溪流上游設(shè)山間峽谷水電站,攔水發(fā)電,河流水量變化較大,南平端低山坡面地勢(shì)陡峻,坡面散布喬灌木,龍巖端低山坡面被辟為梯田,多種植水稻、經(jīng)濟(jì)作物,其間沿斜坡修筑灌溉水渠。
1.2地層巖性。測(cè)區(qū)地層主要為第四系坡洪積地層( Q4dl+pl)、第四系殘坡積地層(Qel+dl)和燕山早期第一次侵入地層(ξυγ52(3)c)。
(l) Q4dl+pl含礫粉質(zhì)黏土。Q4dl+pl含礫粉質(zhì)黏土,灰色,軟塑,含少量細(xì)角礫,厚度較大,一般厚約4~6m,最深達(dá)10m,分布于龍巖端低山斜坡坡面。
(2) Q4dl+pl含礫粉質(zhì)黏土。Q4dl+pl含礫粉質(zhì)黏土,棕黃色,硬塑,含較多礫石,層厚約3~6m。
(3) Q4dl+pl礫砂。Q4dl+pl礫砂,褐黃色,以基巖風(fēng)化物為主,泡水易軟化,結(jié)構(gòu)松散,地層較為紊亂,零星夾雜碎塊石,為滑坡體底層物質(zhì),層厚差異較大,約3~8米。
(4) Qel+dl粉質(zhì)黏土。Qel+dl粉質(zhì)黏土,褐黃色,硬塑,層厚約3~5米,主要分布于滑坡坡頂?shù)蜕狡旅妗?/p>
(5)ξυγ52(3)c花崗閃長玢巖。ξυγ52(3)c花崗閃長玢巖,全~弱風(fēng)化,全風(fēng)化層呈巖心呈砂土狀;強(qiáng)風(fēng)化層呈巖心呈塊狀;弱風(fēng)化層巖質(zhì)堅(jiān)硬。三者顏色分別為黃褐色,青灰色,青灰色。
1.3水文地質(zhì)。測(cè)區(qū)內(nèi)水渠縱橫交錯(cuò),地表水系發(fā)育,坡面范圍地表水以灌溉溝渠水為主,受大氣降水影響顯著;地下水以第四系孔隙潛水為主,受大氣降水及溝渠地表水下滲補(bǔ)給,較發(fā)育,主要賦存于坡面淺表松散層,局部形成淺層滯水。根據(jù)橋址區(qū)鉆孔取樣地下水水質(zhì)分析報(bào)告判定,該范圍有酸性侵蝕和二氧化碳侵蝕,化學(xué)環(huán)境作用等級(jí)為H1。利用化學(xué)技術(shù)檢測(cè)水中的氯離子,從含量上看周圍水文屬無氯水,基本無侵蝕性。
2.滑坡形成原因
(1)受當(dāng)?shù)卮迕裨谄旅嫔戏介_挖土質(zhì)溝渠灌溉,致使地表水大量下滲,沿山體土石界面徑流,坡體動(dòng)水壓力增大,土體強(qiáng)度降低。
(2)現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)沿坡面自上而下修筑施工便道,過程中采用隧道棄砟鋪筑便道,致使山體坡頂方向形成堆載效應(yīng),坡面土體下滑力加大,最終形成滑坡,坡項(xiàng)方向出現(xiàn)羽狀拉裂裂縫,坡腳鼓張突出。
3.主要治理加固措施
3.1坡面清載加固。(1)對(duì)既有溜坍滑坡范圍坡面進(jìn)行自上而下順坡清載加固處理,清載土方分層堆載于坡腳擋墻后,形成反壓堆載體,多余土方外運(yùn)至棄土場(chǎng)及時(shí)防護(hù)。(2)清載坡面采用M10漿砌片石拱形截水骨架護(hù)坡內(nèi)撒草籽種小灌木防護(hù)。
3.2錨固抗滑樁:(1)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁:沿坡腳橋梁承臺(tái)坡頂方向滑坡主軸設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁,樁間距(中一中)為5.0m,樁身均采用C40鋼筋混凝土現(xiàn)澆,樁身截面尺寸采用2.75m(寬)x2.75m(厚),錨固樁樁頂以下1.0m、3.5m設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索,共計(jì)26孔,樁體在施工過程中預(yù)埋無縫鋼管(直徑110mm)作為預(yù)應(yīng)力錨索孔,錨索孔深35~48m,錨索預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)噸位為450KN,總噸位680KN,錨固段長10m,地層為花崗巖強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化,最終確定錨入弱風(fēng)化地層不小于2m,錨索傾角15°~25°,錨孔孔徑150mm。每孔錨索均為6束鋼鉸線,采用C40鋼筋混凝土錨墩,內(nèi)灌注M40水泥砂漿。挖樁過程施做護(hù)壁、鎖口進(jìn)行防護(hù),錨固樁護(hù)壁節(jié)長1.0m,土層及全風(fēng)化段護(hù)壁采用C15鋼筋混凝土,護(hù)壁厚0.3m.強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化層時(shí)護(hù)壁采用C15素混凝土,護(hù)壁厚0.2m,土石分界和滑動(dòng)面處不能分節(jié)。(2)錨索樁施工注意事項(xiàng):①做好灌注前的準(zhǔn)備工作,分層開挖,并預(yù)埋定位管確保錨索位置準(zhǔn)確,然后將四角檢測(cè)用聲測(cè)管預(yù)埋好。②施工錨索時(shí),預(yù)應(yīng)力的值一般是純理論性的,所以在施工中要加強(qiáng)錨索樁的監(jiān)測(cè),及時(shí)調(diào)整錨索預(yù)應(yīng)力,使得錨索的設(shè)計(jì)和施工更加符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,保證錨索樁的施工質(zhì)量。③錨固樁對(duì)周圍環(huán)境的堅(jiān)固性要求較高,施工中要緊跟護(hù)壁,并且及時(shí)的進(jìn)行混凝土澆筑,保證其截面的堅(jiān)固,季節(jié)選擇上最好選擇干旱季節(jié),避免積水干擾。④樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,應(yīng)按有關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求做樁身無損檢測(cè),詳見《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容。(3)預(yù)應(yīng)力錨索施工注意事項(xiàng):①預(yù)應(yīng)力錨索的施工質(zhì)量對(duì)于滑坡體的加固質(zhì)量影響巨大,所以,為確保預(yù)應(yīng)力錨索的施工效果,必須進(jìn)行施工前的錨固試驗(yàn)。本工點(diǎn)設(shè)破壞性錨固試驗(yàn)1組,在7、8號(hào)錨固樁范圍選定l根錨索進(jìn)行試驗(yàn),每組3孔,自由段長38m,錨固段長分別為2、4、6m。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制拉撥試驗(yàn)曲線,并做好參數(shù)的校驗(yàn)。②錨索施工工序:第一步是鉆孔并清孔;第二步是錨索的制作;第三步是錨索的安裝,其中包括注漿、養(yǎng)護(hù)、錨索張拉、補(bǔ)張拉及鎖定、錨頭封閉。③錨索張拉前務(wù)必要對(duì)張拉的機(jī)具進(jìn)行標(biāo)定,以確保張拉應(yīng)力的準(zhǔn)確性,而且灌注的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)才能進(jìn)行張拉。④錨索張拉應(yīng)分兩次逐級(jí)張拉,第一次張拉值為預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值的70% (315KN),兩次張拉間隔時(shí)間不宜少于3~5d。張拉切記一定要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%才能進(jìn)行,而且對(duì)于地層徐變等預(yù)應(yīng)力的損失,要盡可能降到最低,對(duì)待巖層和土層要做區(qū)別,張拉時(shí)不斷對(duì)錨索的伸長值和受力值進(jìn)行記錄,并嚴(yán)密觀測(cè)和計(jì)算兩者的數(shù)值變化是否符合規(guī)定要求。錨索的張拉一般采用一次性的補(bǔ)償張拉,這樣適合錨索的受力特點(diǎn),可以有效的減少預(yù)應(yīng)力的損失。張拉完成后的鎖定也很關(guān)鍵,將多余的鋼絞線進(jìn)行切除。最后,及時(shí)的澆灌混凝土將錨頭進(jìn)行封閉。
3.3坡面反壓回填及腳墻擋土墻。(1)6號(hào)、7號(hào)墩坡面下方采用反壓回填加固防護(hù)處理,既有坡面與填土間坡面挖臺(tái)階,臺(tái)階寬度不小于4.0m,如有軟塑~硬塑土體清除,分層碾壓回填,反壓填料為清載挖方土層,回填標(biāo)高以6號(hào)、7號(hào)墩承臺(tái)頂標(biāo)高控制。(2)反壓回填邊坡坡率為1:2.0,坡面采用M10漿砌片石護(hù)坡,厚0.3m,下設(shè)0.15m厚砂礫石反濾層,M10漿砌片石護(hù)坡每隔2m上、下、左、右交錯(cuò)設(shè)置孔徑0.1m的PVC管泄水孔,沿線路方向每隔10~20m設(shè)伸縮縫一道,寬0.02m,縫內(nèi)填塞瀝青麻筋,深度不小于0.2m。頂面設(shè)4%的排水坡度,采用撒播草籽+栽種灌木結(jié)合防護(hù)。反壓回填邊坡設(shè)土工格柵加筋,層間距0.6m,間距1.8m(每隔兩組)設(shè)通常加筋,土工格柵極限抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m。(3)坡腳設(shè)C35混凝土擋土墻,墻高5m,頂寬2.38m,墻長125m,基底處于穩(wěn)定地層區(qū)段,且要求埋入地面下不小于1.5m;墻胸、背坡率1:0.25。墻后地面以上設(shè)袋裝砂礫石反濾層,厚0.30m。地面以下0.3m設(shè)防滲層,防滲層采用C35混凝土澆筑。擋墻基坑采用C25混凝土回填。(4)沿?fù)鯄ι碛诘孛嫣幵O(shè)置φ=0.1m的PVC管泄水孔,其排水坡向墻外不少于4%。墻后泄水孔下部設(shè)袋裝砂夾礫石反濾層,厚0.3m,反濾層最低處設(shè)隔水層。(5)擋墻基礎(chǔ)處于土層及全風(fēng)化區(qū)段,擋墻基底設(shè)厚0.5mC25混凝土墊層。
3.4排水工程。(l)坡體前部設(shè)l排仰斜排水孔,排水孔長15~25m,上傾5~10°,縱向間距10~20m。(2)在坡體周圍設(shè)C25現(xiàn)澆混凝土梯形截水溝(天溝),溝深0.6m,底寬0.4m,壁厚0.15m。
3.5變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。(l)抗滑樁與承臺(tái)間鉆孔埋設(shè)測(cè)斜管,測(cè)斜管長15~25m,管底部設(shè)置于穩(wěn)定地層內(nèi),要求坡面加固防護(hù)工程及橋梁工程施工過程及工程竣工半年內(nèi)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。(2)沿坡面設(shè)置位移監(jiān)測(cè)樁,具體設(shè)置于坡面上方變坡點(diǎn)及抗滑樁、錨固樁樁前位置,具體設(shè)置情況參看設(shè)計(jì)圖。(3)選定7#、9#、11#、13#四根錨索樁上層錨索四組安裝錨索應(yīng)力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3.6施工注意事項(xiàng)。(l)施工順序。觀測(cè)樁埋設(shè)_仰斜排水孔→擋土墻施工→減載挖土施工→反壓填方施工→外運(yùn)土方→抗滑樁+錨索施工→邊坡骨架防護(hù)施工→天溝施工。(2)減載挖方施工前,先行排水斜孔施工,而后施做擋土墻,從坡面上部逐步向前緣清方施工,清除坡面松散滑坡具體按設(shè)計(jì)要求清除,按標(biāo)高控制?;律喜坏猛瑫r(shí)有2臺(tái)以上挖機(jī)作業(yè),整體施工過程加強(qiáng)坡面監(jiān)控量測(cè)及降水量觀測(cè)?;潞缶壪惹宄耐馏w按設(shè)計(jì)要求反壓堆放,反壓回填區(qū)段加強(qiáng)清表及碾壓工作,回填坡面坡率不陡于1:2.0,不得高于設(shè)計(jì)要求。多余的清方及時(shí)外運(yùn),不得堆放在坡面上及向附近河道傾倒。(3)反壓回填完成后方可進(jìn)行抗滑樁施工,抗滑樁應(yīng)跳孔施工,抗滑樁施工前進(jìn)行基坑內(nèi)抽水,抽水至工作面以下才可挖孔并及時(shí)護(hù)壁,抗滑樁施工過程應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè),確保施工安全。(4)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁和抗滑樁需用全站儀放孔,并按鐵路坐標(biāo)復(fù)核,不得隨意更改。(5)從仰斜排水孔施工至通車驗(yàn)收,加強(qiáng)對(duì)滑坡的位移觀測(cè)。施工中如發(fā)現(xiàn)位移超過設(shè)計(jì)要求,應(yīng)及時(shí)停工、撤出人員。(6)抗滑樁挖除土體及時(shí)外運(yùn),不得臨時(shí)堆載于坡面上。(7)擋土墻。①基坑施工應(yīng)跳槽施工,跳槽開挖長度不應(yīng)超過10.0m,開挖后如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符時(shí),應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系,以便妥善處理。②擋土墻基礎(chǔ)墻趾埋置應(yīng)滿足支擋規(guī)范中的埋入深度和距地面水平距離的要求:斜基底的坡度嚴(yán)禁隨意更改。③擋墻基礎(chǔ)沿線路方向位于斜坡上時(shí),基底縱坡應(yīng)不陡于5%,若陡于5%時(shí)基底做成臺(tái)階式。當(dāng)墻后地面橫坡陡于1:10時(shí),應(yīng)設(shè)置臺(tái)階,將地面挖成臺(tái)階,這是基底的常用做法,可以有效地防止填筑土沿地面進(jìn)行滑動(dòng),有效保證基礎(chǔ)基地的穩(wěn)固。④墻后回填填筑過程中應(yīng)按有關(guān)施工規(guī)范、規(guī)則辦理。為保證擋土墻在施工過程中的自身穩(wěn)定,墻背必須及時(shí)填土,填土面與墻體砌筑頂面不得超過1.0m。⑤墻前基坑采用C25混凝土回填,并將回填面做成向外傾斜不小于4%的橫向流水坡,以免積水軟化地基。⑥施工期及運(yùn)營期,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)擋土墻監(jiān)測(cè)。(8)工程施工過程中加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)及降水量觀測(cè)工作,發(fā)現(xiàn)有異常情況應(yīng)及時(shí)停工、撤人,及時(shí)通知相關(guān)單位現(xiàn)場(chǎng)查證,確認(rèn)情況,確保施工安全。(9)施工過程及工程整體完成過程避免坡面積水、坡面臨時(shí)堆載情況,要求地表水及時(shí)排干,坡面清載過程中順坡開挖,避免形成取土坑道,并加強(qiáng)坡面排水,避免地表水沿軟弱面下滲引起進(jìn)一步的斜坡變形。(10)現(xiàn)場(chǎng)施工前及施工過程中加強(qiáng)地質(zhì)核查工作,并對(duì)工程范圍地表水、地下水侵蝕性進(jìn)行驗(yàn)證確認(rèn),如有異常,應(yīng)及時(shí)反饋,并請(qǐng)及時(shí)通知相關(guān)單位現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)確認(rèn),按《鐵路混凝土及砌體工程施工規(guī)范》的附錄C要求的抗侵蝕水泥、抗?jié)B等級(jí)、水泥最小用量、防腐摻合料等或其他防腐措施設(shè)計(jì)。(11)待防護(hù)工程整體施工完成后,經(jīng)坡面監(jiān)控量測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)穩(wěn)定后方可進(jìn)行橋梁工程,橋梁工程施工過程加強(qiáng)坡面、臨時(shí)開挖邊坡及基坑監(jiān)測(cè),如監(jiān)測(cè)結(jié)果異常應(yīng)停止施工,分析評(píng)價(jià)異常情況,并重點(diǎn)監(jiān)測(cè),待排除異常情況后方可進(jìn)一步施工。(12)橋梁工程施工所致臨時(shí)開挖基坑邊坡應(yīng)及時(shí)回填夯實(shí),保持坡面平順,避免坡面出現(xiàn)凌空面及坡面積水。
4.結(jié)束語
在大的滑坡體治理過程中,將滑坡體內(nèi)積水有效的排出,能夠很大程度減少滑坡體再次滑坡的風(fēng)險(xiǎn),預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁與普通抗滑樁和錨索框架梁相比,起到更好的防護(hù)支擋作用。
參考文獻(xiàn)
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