莫建兵 徐 駿
(江蘇省鎮(zhèn)江市工程勘測設(shè)計研究院 鎮(zhèn)江市 212003)
姜華峰
(江蘇省鎮(zhèn)江市華源建設(shè)監(jiān)理中心 鎮(zhèn)江市 212003)
2007年1月26日,某河道出現(xiàn)了局部邊坡滑動,滑坡長度約85m,滑坡沿坡頂?shù)缆穬?nèi)側(cè)傾向河中,滑坡頂部出現(xiàn)位移裂縫,縫寬約(5~10)cm,該滑坡段地處市區(qū)中心繁華地帶,堤頂后即為某三星級酒店,滑坡破壞了河道風(fēng)光帶的整體景觀,也給周邊建筑物的安全帶來了隱患。
河道斷面為復(fù)式斷面,底高程▽0.1m(85黃海),在▽4.1m有平臺寬4.0m,平臺后為直立式擋墻,墻頂高程為8.0m。
滑坡發(fā)生后,管理單位立即對滑坡段進(jìn)行了地質(zhì)勘察,勘探期間場地高差較大,場地地貌屬人工地貌,地勢起伏較大。
根據(jù)勘察,場地鉆探深度內(nèi)地基土可分為2層,分述如下:
① 層:填土,黃色、灰黃色,以粉質(zhì)粘土為主,局部夾少量磚塊、石子、石灰粒、貝殼等。上部(1~2)m處稍密,下部較松散。最薄處4.8m,最厚處8.7m,平均層厚6.8m。
② 層:粉質(zhì)粘土,黃色、黃褐色,濕,可塑~硬塑。含少量鐵錳結(jié)核。本次勘察未鉆穿。
表1為土層物理指標(biāo)建議值采用表。
經(jīng)積極排查并通過走訪群眾了解到,坡頂路邊一消防栓曾被車撞彎,現(xiàn)場開挖后,發(fā)現(xiàn)該處消防栓及一根地下廢棄自來水管線破裂,出現(xiàn)了大量漏水,隨即進(jìn)行了封堵,止住了漏水,經(jīng)多日觀測,滑坡漸止,分析認(rèn)為,坡內(nèi)①號填土土質(zhì)松散、壓實度較差、坡后地下水位抬高、填土強(qiáng)度降低是造成本次滑坡的主要誘因。
表1 土層物理指標(biāo)建議值采用表
采用瑞典條分法根據(jù)不同的水位組合對現(xiàn)有邊坡進(jìn)行穩(wěn)定計算,原邊坡安全系數(shù)為1.03,當(dāng)坡內(nèi)水位抬高至▽6.50m而不改變土的強(qiáng)度指標(biāo)時,邊坡安全系數(shù)計算值僅為0.97,具體見圖1。因此可見,該段邊坡穩(wěn)定性本就較差,在坡內(nèi)水位抬高后,邊坡穩(wěn)定性進(jìn)一步變差,導(dǎo)致了該段河道邊坡的失穩(wěn)。
圖1 原航道邊坡穩(wěn)定計算簡圖
滑坡治理通常采用的方案有坡腳堆載、坡頂卸載、施打抗滑樁以及土體拉錨等方案。本次滑坡段由于地處城市景觀河道,受兩側(cè)道路及建筑物等條件限制,坡腳堆載、坡頂卸載實施均有一定難度,再加之拉錨土層為回填土,強(qiáng)度指標(biāo)較低,拉錨方案也不適宜采用。
抗滑樁的處理可分為灌注樁、深層攪拌樁等,從以往工程經(jīng)驗來看,抗滑樁在滑坡整治中均曾得到成功運用,其主要優(yōu)點是安全系數(shù)高、施工工藝比較成熟、相對較簡單、工期也不長,但考慮到本工程施工平臺狹小,無合適的施工作業(yè)面,同時因施工器械自重較重,易引起二次滑坡。
在經(jīng)過多方案論證比較后,考慮到填土土質(zhì)松散,壓實度較小,在進(jìn)行壓密注漿處理后,漿液可以密實土體,同時漿液的固結(jié)也可增加滑帶土的抗滑能力,另外考慮到原河道邊坡安全系數(shù)距規(guī)范允許值相差不大,最終確認(rèn)采用壓密注漿進(jìn)行加固,將部分土體的強(qiáng)度指標(biāo)提高,以滿足邊坡的抗滑能力。
本方案擬分別在▽8.0m堤頂及▽4.1m平臺進(jìn)行壓密注漿,通過漿液擠壓土體,使孔隙水含量降低,周圍土體被擠密,以加大土層密度,同時通過水泥漿液的固結(jié),最終增加土體強(qiáng)度。
壓密注漿采用單管注漿法,注漿孔呈矩形布置,孔距和排距均為1.0m,垂直水流方向堤頂3排,孔深8.5m,注漿深度7.5m;▽4.1m平臺3排,孔深6.0m,注漿深度5.5 m,漿液采用水泥-水玻璃液,加固后復(fù)合地基的抗剪強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到c=30kPa,φ=14°。達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度的邊坡穩(wěn)定計算成果見圖2,在兩種水位組合情況下,邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)小值為1.20,已可滿足邊坡穩(wěn)定規(guī)范要求。
圖2 壓密注漿后的航道邊坡穩(wěn)定計算簡圖
根據(jù)試驗,施工最終采用的注漿材料重量配合比為,水∶R32.5水泥∶粉煤灰∶膨潤土∶水玻璃=0.6∶1.0∶0.2∶0.04∶0.02,注漿壓力(0.1~0.5)MPa;注漿順序采用跳孔間隔注漿,以防止串漿,并采用先外圍后內(nèi)部的注漿施工方式,先做河坡最外排封漿孔,第二批注漿時間宜在第一次注入的漿液初凝后進(jìn)行;注漿開始前應(yīng)充分做好準(zhǔn)備工作,包括施工場地事先應(yīng)予平整,機(jī)械器具、儀表、管路、注漿材料、水和電等的檢查及必要的試驗,其中壓力表和流量測定器是必備的儀表,注漿一經(jīng)開始即應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,避免中斷;漿體必須經(jīng)過攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?,方可開始壓注,并應(yīng)在注漿過程中不停頓地緩慢攪拌,攪拌時間應(yīng)小于漿液初凝時間;如注漿過程中發(fā)生地面冒漿現(xiàn)象應(yīng)立即停止注漿,調(diào)查冒漿原因,如系注漿孔封閉效果欠佳,可待漿液凝固后重復(fù)注漿,如系地層灌注不進(jìn),則應(yīng)結(jié)束灌漿。
工程壓密注漿結(jié)束后,為了解壓密注漿后土層抗剪強(qiáng)度的提高情況,委托某勘探單位對原狀土樣進(jìn)行直接快剪試驗,取樣孔數(shù)量、孔位、取樣深度均經(jīng)各參建單位協(xié)商后指定,共布置了4個取樣孔,每孔取三組原狀土樣,試驗成果見表2。
表2 某河道壓密注漿檢測剪切試驗成果表
將滑坡段土體在工程加固前后的土質(zhì)參數(shù)進(jìn)行對比,不難發(fā)現(xiàn),在經(jīng)過壓密注漿處理后,土體抗剪強(qiáng)度有一定提高,尤其是粘聚力由原來的11.0kPa提高至31.1 kPa,而穩(wěn)定系數(shù)也由原來的0.97提高到1.20。工程于2007年7月30日竣工至今,經(jīng)長時間的位移、沉降觀測,該段邊坡一直較為穩(wěn)定,應(yīng)該說,本次工程采用壓密注漿進(jìn)行河道抗滑處理是成功的。
采用壓密注漿工藝進(jìn)行河道邊坡加固的施工方法,在邊坡抗滑加固中利用較少,主要是因為在不同的區(qū)域,不同的地點,需進(jìn)行加固的土質(zhì)都不同,壓密注漿后所能達(dá)到的效果也不同。
本次工程不論從巖土檢測結(jié)果、理論計算數(shù)據(jù),還是工程最終加固的效果來看,壓密注漿對部分合適的土體進(jìn)行邊坡加固是可行的,可以提高周邊土基強(qiáng)度,增加邊坡的抗滑能力,希望能通過本次工程的成功應(yīng)用,給以后的邊坡加固多一種方案選擇,也能使壓密注漿這個已較為成熟的施工方法有更廣闊的運用范圍。