劉鵬輝
摘要:滑坡治理是個(gè)綜合治理的過程,應(yīng)根據(jù)滑坡類型、規(guī)模、穩(wěn)定性,結(jié)合滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件、建筑類型及分布情況、施工設(shè)備和施工季節(jié)等條件,選用多種形式綜合治理,目的是將各種整治措施組合成為最有效的工程措施,降低整治滑坡的工程造價(jià)。在各種滑坡的治理中,方形抗滑樁由于強(qiáng)大的抗彎性能和抗剪性能使用最多,圓形抗滑樁使用較少。在特殊條件下,可以采用圓形樁的支護(hù)方式。通過在廣東某個(gè)工程中的試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)圓形抗滑樁也能較好的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:滑坡;圓形抗滑樁
1.前言
山區(qū)開發(fā),開挖山體形成人工邊坡,由于坡體地質(zhì)條件不同,若在施工過程中對(duì)地質(zhì)條件沒有給予足夠的重視,就會(huì)發(fā)生滑坡現(xiàn)象?;聦?duì)坡體上緣及下緣的構(gòu)筑物都會(huì)造成危害,滑坡體上的建筑物由于根基不穩(wěn)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此,一旦出現(xiàn)滑坡,就需要快速的進(jìn)行邊坡治理。
滑坡治理是個(gè)綜合治理的過程,應(yīng)根據(jù)滑坡類型、規(guī)模、穩(wěn)定性,并結(jié)合滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件、建筑類型及分布情況、施工設(shè)備和施工季節(jié)等條件,選用抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、格構(gòu)錨固、擋土墻、注漿、截排水、減載壓腳等多種形式綜合治理,要把“方案優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、不留后患”作為滑坡防治的總體方針,做到具體問題具體分析,目的是將各種整治措施組合成為最有效的工程措施,降低整治滑坡的工程造價(jià),最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在各種綜合整治工程中一定要注意地表排水,以減少水對(duì)滑坡的危害。
在常規(guī)的滑坡治理中,抗滑樁特別是方樁被大量地應(yīng)用于實(shí)踐中。由于圓形樁抗彎和抗剪切強(qiáng)度相對(duì)于方樁較低,并未大量地應(yīng)用于滑坡治理。本文對(duì)圓形抗滑樁在滑坡中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,并取得了良好的效果[1-3]。
2.工程概況
本工程位于某公園的門口,施工單位由于超挖邊坡,發(fā)生了滑坡。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查,滑坡長約56m,寬約38m~ 67m,坡度10°~25°,滑坡前緣與后緣高差約22m,滑坡后緣在坡腰的知青樓處,房屋有開裂現(xiàn)象,后緣有拉張裂縫,裂縫沉降約30cm,水平距離約5cm;滑坡側(cè)面臺(tái)階及邊坡有張拉開裂,裂縫約5cm~30cm;滑坡前緣新?lián)跬翂Γ?.5m高的砌石擋土墻)有凸起,墻頂凸出變形約20cm,前緣空地(擋土墻與正在建設(shè)的綠化廣場(chǎng)項(xiàng)目的房屋)出現(xiàn)隆起變形,建筑內(nèi)鋼筋混凝土地梁發(fā)生變形,有裂縫,地梁前的水泥地面開裂,裂縫寬約2cm。
該地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)影響到了滑坡前緣正在施工項(xiàng)目的建設(shè)。雖未造成人員傷亡或重大經(jīng)濟(jì)損失,但是處于公園門口,公園門口一般是人員的聚集地,此邊坡位置重要,存在重大安全隱患。故該邊坡潛在不穩(wěn)定性和危害性,若不處理對(duì)游客、建(構(gòu))筑及工作人員存在重大威脅。
3.工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件
滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域地處丘陵山區(qū),坡度較緩,東側(cè)高,西低,最大高差22m;邊坡為土質(zhì)邊坡,災(zāi)害區(qū)邊坡寬約38m~67m,長約56m,坡度10°~25°,此邊坡整體植被良好,多被植被覆蓋,植被主要包括喬木、雜草、雜樹、灌木等,目前區(qū)內(nèi)植被生長正常。
根據(jù)項(xiàng)目的勘察報(bào)告,揭露深度范圍內(nèi),區(qū)內(nèi)巖土層按其地質(zhì)年代和成因類型自上而下可劃分為:素填土(Qml)、風(fēng)化殘積土層(Qel)等二大類,各巖土層的分布和特征如下:
素填土層:呈褐黃色、灰褐色、紅褐間灰白色等,濕,松散—密實(shí)狀,在所有鉆孔中均有分布,成分不均勻主要由黏性土、混碎石和塊石組成,塊石含量約有10%~40%,塊徑約2cm~40cm,巖質(zhì)較硬,厚度5.10m~12.30m,平均厚度9.41m。堆填時(shí)間超過30年,為礦石的棄土場(chǎng)。
該層取土樣7組,其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值為:ω=43.8%,eo=1.276,a1-2=0.497MPa-1,Es=4.64MPa,直接剪切標(biāo)準(zhǔn)值:C=9.6kPa,φ=14.1°。按照Es查得地基土承載力特征值fak=125kPa。標(biāo)貫試驗(yàn)8次,實(shí)測(cè)擊數(shù)N’=6~9擊,平均8.0擊,修正擊數(shù)N=5.1~7.7擊,平均值為6.9擊,查表得地基土承載力特征值fak取250kPa。
殘積土層:土性為粉質(zhì)黏土,黃褐色,紅褐色,黃褐間灰白,紅褐間灰白,紫紅間灰白等,濕,可塑狀,遇水易軟化,厚度19.80m~26.90m,平均厚度22.24m。
該層取土樣52組,其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值為:ω=45.9%,eo=1.314,Il=0.55,a1-2=0.555MPa-1,Es=4.21MPa,直接剪切標(biāo)準(zhǔn)值:C=16.8kPa,φ=13.9°,按eo和Il指標(biāo)查得基土承載力特征值fak=130kPa;標(biāo)貫試驗(yàn)51次,實(shí)測(cè)擊數(shù)N’=10~17擊,平均13擊,標(biāo)準(zhǔn)值為13.0擊,修正擊數(shù)N=8.1~12擊,標(biāo)準(zhǔn)值為9.6擊,查表得地基土承載力特征值fak取330kPa。
根據(jù)勘察報(bào)告和調(diào)查,地下穩(wěn)定水位埋深0.00m~ 4.80m,邊坡坡面在雨后局部區(qū)域有地下水涌出,該邊坡地下水豐富,該場(chǎng)區(qū)地下水位變幅在1.00m~3.00m之間,水位和涌水量較大,對(duì)人工挖孔樁的施工影響較大。
4.滑坡的形成條件
4.1地質(zhì)條件
巖土體是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。勘查中揭露此邊坡上方松散體較厚,組成物質(zhì)主要以素填土(1)、殘積土(2-1)為主。
4.2地貌條件
邊坡屬于土質(zhì)邊坡,場(chǎng)地位于丘陵地帶,樹木植被較發(fā)育?;聟^(qū)邊坡高差約為22m,山體坡度約為10°~25°左右,邊坡下部為一砌石擋墻,最高處約5.5m。擋墻后方并未填實(shí),表面土層裸露,未修筑排水溝等,造成雨水的匯集,增大了擋墻的壓力。
4.3水文地質(zhì)條件
在滑坡形成中起著主要作用。它的作用主要表現(xiàn)在:軟化巖、土,降低巖、土體的強(qiáng)度,產(chǎn)生動(dòng)水壓力和孔隙水壓力,潛蝕巖、土,增大巖、土容重,對(duì)透水巖層產(chǎn)生浮托力等。
5.抗滑樁支護(hù)的原理
抗滑樁是防治工程中常采用的一種方法,適用于深層滑坡和各類非塑性流滑坡,對(duì)處理正在活動(dòng)的滑坡,更為適宜??够瑯妒抢蒙钊牖瑒?dòng)面的混凝土樁基礎(chǔ)和周圍的土層、巖層產(chǎn)生相互作用產(chǎn)生的抗滑力,以抵抗滑坡土體的下滑力。抗滑樁還可以和錨索相結(jié)合,利用錨索的錨固力增加整體的抗滑力,抗滑樁和錨索一起作用共同提高整體的穩(wěn)定性[1~3]。
如果滑坡土體下滑力過大,土體的彎矩過大,在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)造成鋼筋密度過大,抗滑樁的尺寸過大,對(duì)施工都不利,如果結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索,則可以適當(dāng)降低配筋比。
在工程實(shí)踐中抗滑樁樁長宜小于35m??够瑯堕g距(中對(duì)中)宜為5m~10m??够瑯肚豆潭螒?yīng)嵌入滑床中的長度宜為樁長的1/3~2/5。在重要建筑區(qū),抗滑樁之間應(yīng)用鋼筋混凝土連系梁連接,以增強(qiáng)整體穩(wěn)定性[1]。
傳統(tǒng)抗滑樁一半采用方形樁,其缺點(diǎn):施工工期長、事故發(fā)生率較高(由于采用人工挖孔,速度慢),采用傳統(tǒng)手段治理時(shí)易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象,危及工人生命安全。同時(shí)本項(xiàng)目由于水位較高,在開挖時(shí)需要不停地抽水降低水位,也會(huì)影響工期,同時(shí)對(duì)工人的安全也有較大的隱患。
隨著國家現(xiàn)代化的進(jìn)展,機(jī)械水平的發(fā)展,施工工藝和技術(shù)水平都有了很大的提高,抗滑樁的應(yīng)用得到了快速發(fā)展,其中方形和圓形抗滑樁都得到了發(fā)展。截面直徑也在不斷增大,抗滑性能也有了大幅度提升,越來越能夠適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。圓形樁施工有以下優(yōu)點(diǎn):施工簡(jiǎn)單,效率高,施工安全,機(jī)械化施工速度快,成孔安全性高等。
本項(xiàng)目在充分考慮了地質(zhì)情況和周邊環(huán)境以及施工進(jìn)度要求,在保障安全和邊坡穩(wěn)定的前提下,擬采用圓形抗滑樁進(jìn)行支護(hù)。
6.工程應(yīng)用
根據(jù)地質(zhì)情況,推測(cè)滑動(dòng)面在10m左右,由于場(chǎng)地水位較高,采用人工挖孔樁危險(xiǎn)系數(shù)高,工期慢,采用圓形沖孔樁。樁徑1.0m,樁間距3.22m,采用冠梁連接,同時(shí)采用錨拉的方式進(jìn)行綜合治理。圖紙如下:
6.1抗滑樁的成孔
(1)抗滑樁的機(jī)具可以根據(jù)場(chǎng)地的類型、空間選擇不同的機(jī)具,成孔護(hù)壁采用全長護(hù)筒。
(2)成型后必須清除孔底沉渣,清孔后沉渣厚度不得大于100,并應(yīng)立即灌注混凝土。
(3)抗滑樁應(yīng)采取隔樁施工,抗滑樁間隔可以每間隔兩根施工一根,在相鄰樁混凝土達(dá)到70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,再進(jìn)行其他抗滑樁的成孔施工。
6.2鋼筋籠制作及安裝
(1)鋼筋籠的制作應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,采用相適應(yīng)的鋼筋。
(2)鋼筋籠外側(cè)需設(shè)混凝土墊塊或采用其他有效措施,以保障鋼筋保護(hù)層厚度的準(zhǔn)確性。
6.3施工容許偏差
施工的容許偏差應(yīng)滿足規(guī)范和規(guī)定要求:
(1)鋼筋保護(hù)層偏差不宜大于20。
(2)鋼筋籠直徑偏差不宜大于10,鋼筋籠長度偏差不宜大于50。
(3)垂直度容許偏差為1%。
(4)樁身直徑容許偏差為±50mm。
(5)主筋間距偏差不宜大于10,箍筋間距偏差不宜大于20。
6.4注意事項(xiàng)
(1)抗滑樁施工放線時(shí),應(yīng)綜合考慮放線誤差及抗滑樁施工誤差等。
(2)抗滑樁的定位要準(zhǔn)確。
(3)在施工抗滑樁時(shí),先要進(jìn)行成孔施工。
(4)成孔時(shí)必須保證孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定和沉渣等檢測(cè)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求,沉渣的厚度是樁基礎(chǔ)抽芯檢測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo),沉渣厚度不能超過要求,因此在清理沉渣的過程中要注意泥漿的配比和濃度。
(5)清孔應(yīng)在成孔完畢后立即進(jìn)行。
(6)在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)應(yīng)特別注意防止鋼筋籠上浮。
(7)應(yīng)注意進(jìn)行抗滑樁檢測(cè)其他小應(yīng)變片的安裝等。
6.5預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)
(1)預(yù)應(yīng)力錨索采用3x7Φ5鋼絞線,長度L=32m,其中自由段8m,預(yù)應(yīng)力100KN,施工按《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》(CECS22:2005)進(jìn)行。
(2)鋼絞線桿體居中,應(yīng)間隔2m設(shè)置對(duì)中支架一個(gè),以保證鋼絞線順直。自由段與錨具間采用PVC過渡管連接。
(3)錨索成孔孔徑為180mm,遇到砂層或淤泥層采用套管跟進(jìn)。
(4)鋼絞線不可切斷駁接,為保證鋼絞線桿體順直,桿體居中,應(yīng)間隔2m設(shè)置對(duì)中支架一個(gè)。
(5)錨索的注漿材料用普通硅酸鹽水泥配制的水泥凈漿,水灰比0.50~0.55,每米水泥用量≥40kg。注漿采用二次注漿工藝:一次注漿壓力為0.5MPa~1.0MPa;二次注漿注漿壓力為2MPa~5MPa。二次注漿工藝在廣東地區(qū)得到了大量的有效證明,能夠大幅度的提高錨索的抗拔力和錨固力。
(6)放置錨索時(shí),若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌,應(yīng)重新透孔、清孔至干凈。
7.結(jié)語
綜上所述,圓形抗滑樁也能較好的應(yīng)用于滑坡治理中,其良好的安全性能,施工速度快的特點(diǎn),成孔質(zhì)量高,護(hù)壁好,而且能夠快速的應(yīng)對(duì)施工過程中的其他變化,對(duì)某些滑動(dòng)方面不明朗的滑坡有更好的應(yīng)用價(jià)值。只要合理的利用抗滑樁的原理,并針對(duì)每個(gè)工程的特征,就可以充分發(fā)揮圓形抗滑樁的優(yōu)勢(shì),充分利用其優(yōu)點(diǎn),為滑坡治理奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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