文章來源于公眾號(hào):悠游2019,作者:成永剛,原文鏈接:權(quán)衡利弊的滑坡處治方案確定
工程斜坡病害的處治方案是多解的,最終實(shí)施的方案卻一定是建立在綜合考慮各種有利、不利因素基礎(chǔ)上權(quán)衡所得的。這些因素既包括技術(shù)因素、管理因素,也包括周邊自然和人文環(huán)境等因素,最終在多個(gè)方案中擇優(yōu)選之。雖然最終確定的方案并不一定是完美的,但一定是綜合評(píng)分值相對(duì)最高的。
公路通過自然坡度約15°的富水自然斜坡,經(jīng)勘察發(fā)現(xiàn),坡體上部存在厚約11~27m的含碎石粉質(zhì)粘土,下伏中風(fēng)化產(chǎn)狀近水平泥巖,坡體地下水位埋深1.2-9.1m,地表徑流發(fā)育,且多有泉水滲流。
圖1 坡面地表徑流發(fā)育
由于技術(shù)人員失誤,技術(shù)人員沒有對(duì)寬緩的富水斜坡的不良地質(zhì)體屬性引起重視,而采用1:0.75~1:1的坡率開挖坡體通過,最大邊坡高度約29.2m,采用坡面綠化進(jìn)行防護(hù)。
工程施工期間,施工在外側(cè)進(jìn)行開挖時(shí),坡體上部不斷發(fā)生牽引變形,且隨著開挖規(guī)模的不斷擴(kuò)大,坡體上部的牽引裂縫不斷向后發(fā)展,在坡面的前后不同部位形成了多條長大的貫通性圈椅狀裂縫。在坡體開挖高度約15m,開挖方量約3.2萬方,暫停開挖時(shí)引發(fā)體積約32萬方的大型工程滑坡;潞缶壛芽p距開挖坡腳約130m,滑坡寬約260m,滑體平均厚度約11m,滑坡剪出口從開挖坡腳出露。
圖2 開挖部位地下水滲流嚴(yán)重
圖3 開挖誘發(fā)的工程滑坡地質(zhì)斷面圖
基于此,對(duì)滑坡進(jìn)行補(bǔ)充勘察發(fā)現(xiàn),滑坡所依附的堆積體總長約320m,如若不及時(shí)對(duì)目前誘發(fā)的工程滑坡進(jìn)行處治,將會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致工程滑坡的不斷擴(kuò)大,且滑坡的剪出口將最終可能在下部的路基標(biāo)高附近的坡腳剪出,即滑面的深度也會(huì)有所增加。
故對(duì)開挖體進(jìn)行應(yīng)急反壓,從而有效緩解坡體變形速率,在此基礎(chǔ)上,決定對(duì)坡體病害進(jìn)行永久處治。
根據(jù)土工試驗(yàn),反算和經(jīng)驗(yàn)的綜合確定,現(xiàn)已發(fā)生變形的主滑面參數(shù)取粘聚力 C=12.5KPa,內(nèi)摩擦角φ=10°,而下伏潛伏滑面的內(nèi)摩擦角可適當(dāng)提高1~2°,繼而依次進(jìn)行滑坡下滑力計(jì)算。根據(jù)計(jì)算,控制性的暴雨工況條件下,路基開挖至路基面的潛在滑坡下滑力在坡腳部位為2720 KN/m。
基于此,如果在坡腳部位設(shè)置支擋工程,則需設(shè)置2.4×3.6×30m@6m抗滑樁,且需在抗滑樁的懸臂部位設(shè)置3排6孔,設(shè)計(jì)拉力為500KN/孔的錨索,共同與抗滑樁抵抗坡體的下滑力。
圖4 坡腳大型抗滑樁支擋方案
該方案的優(yōu)點(diǎn)是工程占地少,對(duì)周邊環(huán)境的影響較小,但工程造價(jià)達(dá)到了A萬元,工期較長,施工難度大和工藝復(fù)雜,也沒有對(duì)滑坡造成的6處農(nóng)戶房屋進(jìn)行考慮。且抗滑樁懸臂長度達(dá)到了16m,嚴(yán)重影響行車的舒適性。因此,該方案存在較大的缺點(diǎn)。
考慮到以上不利因素,以及坡體的地質(zhì)條件,決定在滑坡中部滑面較淺、下滑力較小的部位設(shè)置抗滑樁工程,繼而對(duì)樁前的滑體進(jìn)行清除,從而有效降低工程難度和工程造價(jià)。
根據(jù)計(jì)算,控制性的暴雨工況條件下,半坡設(shè)樁部位處的滑坡下滑力為650 KN/m,故可設(shè)置1.8×2.4×23m@6m抗滑樁進(jìn)行支擋,坡腳設(shè)置長23m的仰斜排水孔對(duì)后部地下水進(jìn)行疏排,防止在抗滑樁后富集。此外,樁前需清除滑體約22萬方,繼而對(duì)清除的坡面進(jìn)行綠化防護(hù)。
圖5 最終采用的綜合處治工程地質(zhì)斷面圖
該方案的缺點(diǎn)是工程占地量大,對(duì)周邊環(huán)境的影響較大,且須拆除滑坡區(qū)的6處農(nóng)戶。但該方案的工程造價(jià)較低,費(fèi)用約為0.73A萬元,工期較短,施工難度小和工藝簡單。且對(duì)滑坡區(qū)的6處老式土坯房農(nóng)戶民居進(jìn)行拆除,進(jìn)行補(bǔ)償后附近重新選址重建,有效地改善了農(nóng)民的居住環(huán)境。因此,該方案得到了農(nóng)戶的積極響應(yīng)。
因此,經(jīng)綜合考慮后,決定采用半坡支擋+樁前清除+排水+民居拆除重建的相對(duì)較優(yōu)方案,最終并得到了快速有效實(shí)施。