文章來(lái)源于公眾號(hào):悠游2019,作者:成永剛,原文鏈接:高海拔斷層破碎帶邊坡病害處治
高海拔地區(qū)由于空氣相對(duì)稀薄,人工效率大幅下降,故邊坡病害處治時(shí)宜盡量采用機(jī)械施作或采取輕型支擋工程,盡量減少人工施作規(guī)模。且應(yīng)盡量提高工程的防凍標(biāo)準(zhǔn),防止凍融造成防治工程的失效。
處于斷層破碎帶的邊坡病害處治,宜盡量避免松散斜坡上的長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大工程設(shè)置,力求準(zhǔn)確核查工程的有效錨固能力,避免處治工程失敗。且工程的設(shè)置應(yīng)盡量考慮到現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)施性,避免施工難度過(guò)大造成工程質(zhì)量難以有效控制。
基于此,高海拔斷層破碎帶邊坡病害的處治,應(yīng)在充分考慮工程有效錨固能力基礎(chǔ)上,優(yōu)先考慮機(jī)械施工的輕型支擋工程。尤其是對(duì)高烈度地震區(qū),輕型支擋工程較傳統(tǒng)圬工擋墻具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
案例
某海拔約3300m高海拔自然斜坡坡度約25°左右,地表植被茂盛,匯水面積大。地表為厚約1.5m的含碎石粉質(zhì)粘土層,下伏斷層破碎帶板巖。區(qū)內(nèi)地震烈度為Ⅷ 度,地震動(dòng)峰值加速度0.3g。
二級(jí)公路采用開(kāi)挖自然斜坡后,在坡腳設(shè)置高9m漿砌片石擋墻進(jìn)防護(hù),墻后采用1:0.75坡率開(kāi)挖的形式,邊坡最大高度15m。
圖1 原設(shè)計(jì)工程地質(zhì)斷面圖
邊坡開(kāi)挖到位,在坡腳擋墻工程完工后不久,由于高海拔地區(qū)漿砌片石擋墻質(zhì)量較差,坡體含水量較高,以及邊坡坡率較陡的原因,造成寬約50m范圍內(nèi)的邊坡發(fā)生垮坍,坡面滲水嚴(yán)重,下部擋墻損壞。
圖2 邊坡滑塌
病害發(fā)生后,技術(shù)人員采用在邊坡頂后部設(shè)置兩排∅140mm,壁厚6mm@1.5m,長(zhǎng)15m鋼管制作的微型樁,樁頂采用筏板連接后,設(shè)置一排∅32mm鋼筋制作,長(zhǎng)16m@2.0m錨桿進(jìn)行預(yù)加固處治,防止坡體向后牽引,并對(duì)坡面進(jìn)行掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行防護(hù),繼而恢復(fù)坡腳擋墻工程進(jìn)行的處治方案。
在微型樁施工完成,而樁頂部的筏板尚未施作時(shí),由于微型樁長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大,且半坡上施工導(dǎo)致注漿質(zhì)量欠佳,造成在斷層破碎帶為主的坡體內(nèi)發(fā)育形成近圓弧形滑面后再次發(fā)生變形,形成了寬約80m,體積約2萬(wàn)方的工程滑坡,坡后張拉裂縫向后擴(kuò)展約25m,下錯(cuò)約0.7m。
此外,該方案中的微型樁頂部設(shè)置錨桿工程也是欠合理的。因?yàn),全粘接剛性粘接的錨桿將很難與微型樁形成協(xié)調(diào)受力,這與預(yù)應(yīng)力錨索微型樁的受力有著本質(zhì)區(qū)別。
其次,在高海拔地區(qū)的松散、富水坡面上采用掛網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行防護(hù)也是合理的。因?yàn),松散坡體采用掛網(wǎng)噴混凝土很難形成兩者的結(jié)合,且在凍融作用下極易造成掛網(wǎng)噴混凝土損壞。
圖3 變更后坡體變形工程地質(zhì)斷面釁
圖4 坡面滲水
圖5 坡體后部貫通性張拉裂縫
圖5 半坡微型樁傾斜變形
依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,筆者結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,建議:
1、在坡腳設(shè)置工程擾動(dòng)較小,施工速度較快的輕型微型樁擋墻,有效實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡的整體支擋。即利用微型樁對(duì)整個(gè)輕型微型樁擋墻體系提供主要的抗滑、抗剪、抗傾覆作用,7m高的輕輕型擋墻主要起到微型樁群的連接作用。其中微型樁采用長(zhǎng)9~12m,∅127m,間距為2m兩排精軋無(wú)縫鋼管制作,擋墻采用C20混凝土澆注,頂寬0.5m,底寬1.2m。
2、對(duì)墻后垮塌進(jìn)行必要的清坡后,在陡坎部位設(shè)置錨桿長(zhǎng)9m的框架工程進(jìn)行加固,即對(duì)坡體的局部穩(wěn)定性進(jìn)行加固處治,繼而防止陡坎垮塌牽引后部坡體變形。
3、在坡腳設(shè)置長(zhǎng)度為15m的仰斜排水孔,有效疏排坡體地下水。在坡后設(shè)置必要的環(huán)狀截水溝,有效截排后部地表匯水。
圖6 調(diào)整后的工程地質(zhì)斷面圖
綜上,高海拔斷層破碎帶邊坡病害處治,宜盡量考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,優(yōu)先采用機(jī)械施作為主的輕型支擋工程,并宜將主要工程布置于易于施工平臺(tái)部位,從而有效加快工程施工進(jìn)度,減小施工難度和提高工程施工質(zhì)量。
作者:成永剛,博士,教高,注冊(cè)巖土工程師,中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)滑坡與工程邊坡分會(huì)理事,中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)非飽和土與特殊土專(zhuān)業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員和交通巖土工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員,國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)會(huì)員,中國(guó)國(guó)家公路建設(shè)項(xiàng)目評(píng)標(biāo)專(zhuān)家,四川省交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)人才教育專(zhuān)家。