桩锚体系在滑坡治理工程中的运用论文_张天武,李四全

桩锚体系在滑坡治理工程中的运用论文_张天武,李四全

西南有色昆明勘测设计(院)股份有限公司 云南昆明 650000

摘要:在复杂地质条件下的滑坡治理是岩土工程治理的难点也是重点,针对宣威市第二生活垃圾处理厂滑坡治理工程中出现的滑坡面众多,滑坡裂隙密集的特点,本单位提出了桩—锚、框架梁、挡土墙相结合的设计方法对滑坡进行治理。经验证该方法切实可行。

关键词:滑坡治理;桩锚体系;加固措施

前言:复杂地质条件下高边坡的加固设计与有效治理是工程建设中常常遇到的难题之一,它直接关系到工程的安全、工期和成本,是十分值得重视的研究课题。滑坡所包括的工程领域比较广泛,是一种比较复杂的地质灾害,加之产生滑坡的因素往往不是确定的,有外因也有内因。在暴雨或者受到暴雨或认为活动影响时坡体极有可能发生滑动。文章针对宣威市第二生活垃圾处理厂滑坡项目采取了合理的加固措施。

1.工程概况:

拟建场地位于宣威市西北郊的垃圾填埋场东北侧,占地约55亩,场地原为缓坡坡地,因场地建设进行人工挖填方场平,北部及西北部形成高约5~20米的人工边坡,该边坡主要为土质边坡,北部边角处局部出露风化岩层。受降雨等多方面因素影响,2016年10月12日,发现场地西侧边坡发生滑坡。为阻止滑坡情况进一步恶化,2016年12月7日,采取了滑坡应急抢险方案,方案主要措施是对滑坡体进行填土反压、坡顶截水、坡脚排水等,本次结合滑坡专项勘察报开展滑坡治理设计。

2.场地工程地质条件:

根据勘察报告,拟建场区地层分为四大类:

一类:第四系填土层,本次勘察揭露①3层素填土。二类:第四系坡残积层,主要由粘性土组成,夹有泥炭质土透镜体。三类:二叠系风化泥页岩,包括③1强~全风化泥页岩、③2 强~中风化泥页岩。四类:二叠系风化玄武岩,包括④1全风化玄武岩、④2 中~强风化玄武岩。各岩土层自上而下分述如下:

②3 素填土:主要由可塑~硬塑状态的粘性土组成,为滑坡后临时抢险人工压填坡脚形成,均匀性差。

②1 粘土:可塑~硬塑状态,局部坚硬状态,高~中压缩性,岩芯切面稍光滑,无摇振反应,干强度及韧性中等,该层孔隙比大,结构松散。

②2 粘土:可塑~硬塑状态,夹坚硬状态薄层,高~中压缩性,岩芯切面稍光滑,无摇振反应,干强度及韧性中等,偶夹玄武岩孤石;层间夹②24 层透镜体。

③1强~全风化泥页岩:多已风化呈硬~坚硬状态的粘性土,中等压缩性,可见残余结构,遇水易软化、崩解。

3.水文地质条件:

3.1、地表水

场地外围东北侧及西南侧分别分布有一条冲沟:东北侧冲沟距离场地约 20~40m,沟内水量受季节性降水影响较大,勘察期间水深约0.1~0.3m,水量较小。预计冲沟内水流与场区地下水有一定水力联系。

西南侧冲沟距离场地大于60m,沟内水量受季节性降水影响较大,勘察期间沟内仅有少量积水。预计冲沟内水流对场区地下水影响较小。

3.2、地下水

根据地下水的赋存空间类型、水理性质及地下水动力特征,将场地内地下水类型划分为第四系松散岩类孔隙水(Q4)和基岩裂隙水(风化裂隙水)两大类。根据勘察报告,地下水位埋深为地表下 0.0~16.6m。

4.边坡综合治理:

本场地地质条件复杂,滑动面、裂隙纵横交错,但主要分布区域集中在场地西北角部,而且聚集效应十分明显。滑动面主要沿②1 粘土层和③1强~全风化泥页岩两层滑动。②1层土质结构松软,抗剪强度低,孔隙比大且展布较广,是滑动面产生的理想土层;而③1土层结构相对较强,但雨水易软化、崩解,因此在这两层之间极易形成滑动面。

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4.1.西侧支护类型选择:

根据本场地地形及岩土层特点,本工程的主要支护对象为西侧滑动面密集区域。对于西侧坡面主要采用、“锚拉式桩板墙+预应力锚索框格梁+综合截排水+夯填坡体裂缝”的综合措施,局部采用“浆砌石护坡+挡土墙+锚拉式桩板墙+综合截排水+夯填坡体裂缝”的措施。

4.1.1针对边坡失稳的加固:

为了尽量减少抗滑桩的负荷增加滑坡的稳定性,本工程对抗滑桩以上用地红线以内的区域进行了开挖卸荷,为防止其滑动失稳,对红线以内的区域采用预应力锚索框格梁的形式进行加固。滑坡中上部(抗滑桩顶)采用压力分散型预应力锚索框格梁治理措施,框格梁采用截面尺寸为500×500mm的现浇C30钢筋混凝土,预应力锚索采用6A15.20mm高强度、底松弛无粘结钢绞线制作而成,钢绞线强度为1860Mpa。预应力锚索孔径为A150mm,设计抗拔力500kN。

4.1.2针对坡脚剪出口的加固:

在坡脚处因应力最为集中,因此对坡脚的加固事关成败[1]。本工程为应对这个问题在坡脚处采用设置1500mm×1800mm、1500mm×2000mm的矩形抗滑桩,桩间距为5000mm,抗滑桩采用人工挖孔施工,桩身采用C30混凝土,桩身预应力锚索位置预留直径为180mm钢套管。桩身设置6A15.20钢绞线制作而成的压力分散型预应力锚索,锚索孔径为A150mm,设计抗拔力500kN,锚索注浆采用二次注浆工艺。

桩间设置厚300mmC30现浇砼挡土板,挡土板随桩身锚索逆作法由上到下分层施工,纵向采用双面A8钢筋,间距为200mm,横向靠坡面(内侧)采用C14钢筋,间距为200mm,临空面(外侧)采用C18钢筋,间距为200mm。横向钢筋需锚入桩身40D长度。挡土板底部落在较为平整的原状土地面,当地面松散、湿软时,在挡土板底部增设C25砼垫层,厚150m。

抗滑桩顶采用冠梁进行连接。冠梁采用C30钢筋砼结构,截面尺寸为:1800×600mm、2000×600mm两种断面尺寸。桩身主筋锚入桩顶锁口冠梁400mm,冠梁每20至25米间设置变形缝,变形缝宽度为20mm,采用沥青进行填充,锁口冠梁变形缝与桩间挡土板变形缝设在统一位置。

4.2北侧支护类型选择:

针对场地北侧边坡危险性较小,因此结合地质条件,考虑经济适用,对该区域采用“锚杆人字形护坡+挡土墙”护坡形式。坡面设置直径32钢筋锚杆与人字形护坡相连接,锚杆采用直径32钢筋制作而成,锚杆横向间距为3500mm,坡面方向间距为3500mm。边坡下部无滑动迹象,土层结构较稳定,因此对边坡较为稳定及坡高较矮地段设置M7.5#浆砌片、块石挡土墙,挖方区仰斜式挡土墙应原槽开挖、原槽砌筑,并严禁超挖形成墙背回填区。

5.结语:

5.1宣威市第二生活垃圾处理厂滑坡项目系在受降雨等多方面因素影响后,于2016年10月中上旬发生了滑坡。由于场地岩性条件水文条件较差,又加之暴雨、施工扰动等不利因素的影响,在场地西侧产生了数条密集的地表裂缝及深层滑动面。场地中的第二类土坡残积层总体力学强度指标低,孔隙比大,结构较松散;而第三类土强度相对较强,但风化严重,结构极松散,遇水易崩解,承载力较差。因此主要滑动面均发生在这两层之间。

5.2针对工程特点,考虑对西侧危险滑坡区域采取重点防护措施,通过采用“锚拉式桩板墙+预应力锚索框格梁+综合截排水+夯填坡体裂缝”等措施对滑坡体进行框格梁整体反压,预应力锚索反向固定,抗滑桩及桩板墙阻挡滑坡体的整体分段,多钟支护方法相结合的支护形式。在场地北侧由于岩土结构比较完整,地质条件较好,所以采取“锚杆人字形护坡+挡土墙”护坡形式。整体措施突出了“预防为主、重点治理、稳妥可靠、经济合理、因地制宜”的治理原则。

参考文献:

[1]张泽鹏,朱凤贤,黄放军,周翠英.复杂地质条件下高边坡加固设计与综合治理研究——以梅河高速公路某高边坡治理为例[J].中山大学学报(自然科学版),2006,(04):44-48.

[2]吕志伟.复杂地质滑坡治理工程设计与施工[J].中华建设,2012,(04):170-171.

论文作者:张天武,李四全

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/19

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