晏興文

(中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司工業(yè)建設(shè)分公司, 四川成都 610000)

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利用土體自重治理全風(fēng)化泥巖滑坡

晏興文

(中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司工業(yè)建設(shè)分公司, 四川成都 610000)

文章闡述了在降低成本、縮短工期、確保質(zhì)量和安全的情況下如何對(duì)土體滑坡進(jìn)行治理，即事先通過(guò)對(duì)滑坡土體進(jìn)行地質(zhì)鉆孔勘探，找出滑坡的滑面，在施工中打斷滑面，分解滑坡土體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土體滑坡的治理。

土體自重； 治理； 全風(fēng)化泥巖； 滑坡

對(duì)于傳統(tǒng)的滑坡治理通常采用的方法有打錨索、錨桿、打抗滑樁、修抗滑擋墻等，雖然這些方法都能有效治理滑坡，但從成本上考慮花費(fèi)比較高，而且是群體作業(yè)，安全危險(xiǎn)性極大，且工期較長(zhǎng)不利于雨季搶險(xiǎn)。通過(guò)實(shí)際工程實(shí)踐得出對(duì)于滑體傾角較小的滑坡可以利用土體自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡的治理。

1 工程概況

攀枝花市黑沙釩鈦科技有限公司20×104t/a高性能釩鈦鑄件工程中的滑坡地段絕對(duì)標(biāo)高1 360.0 m，位于卸料平臺(tái)上部。該地段整體暫時(shí)相對(duì)穩(wěn)定，若在暴雨和地震情況下存在繼續(xù)滑動(dòng)的可能，滑坡平面位置和剖面見(jiàn)圖1、圖2，圖中擋墻為山體下原有公路擋墻?；嫔喜炕w堆積層土體為素填土，滑面下部土體為風(fēng)化泥巖。從圖2中可以看出該滑面有沿下面向下滑的趨勢(shì)，滑體傾角48°。后緣裂縫在平面圖的正上方，前緣露頭在平面圖的正下方。該滑體從后緣裂縫至前緣露頭水平距離為78.06 m，根據(jù)傾角得出斜長(zhǎng)大約116.6 m。

圖1 滑坡平面

圖2 滑坡剖面

2 滑坡治理

2.1 方法

由于滑面上下部都為土，所以滑面上下部土體都易采用挖掘機(jī)挖掘，故采取沿后緣裂縫滑面滑動(dòng)方向分段垂直向下開(kāi)挖(開(kāi)挖過(guò)程中稍微放坡)，一旦挖到滑面位置處，破壞后緣裂縫滑面后即停止開(kāi)挖，開(kāi)挖完成后再分層(300 mm/層)回填碾壓至坑頂標(biāo)高，與滑面形成反坡，壓實(shí)度必須大于90，這樣基槽回填土的自身重力就相當(dāng)于一堵?lián)鯄Γ瑥亩_(dá)到以土擋土的目的。

2.2 治理難點(diǎn)

2.2.1 沿后緣裂縫開(kāi)挖的間距、長(zhǎng)度和寬度的計(jì)算規(guī)則

開(kāi)挖間距的確定是為了防止在開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)塌方及滑坡的重要因素。假設(shè)從圖3所標(biāo)示位置處開(kāi)挖，以滑面上部土體為研究對(duì)象(圖4)，該研究對(duì)象所受力示意見(jiàn)圖5。

圖3 開(kāi)挖位置示意

圖4 研究對(duì)象t1

圖5 研究對(duì)象t2受力

圖5中：f為上部滑體t1受到的沿滑面向上的靜摩擦力；N為垂直于滑面向上的支持力;G為上部滑體t1自身所受重力。

t1受力分解如圖6所示。

圖6 t1受力分解

若要使開(kāi)挖過(guò)程中上部滑體不會(huì)滑動(dòng)，即上部滑體處于平衡狀態(tài)，處于平衡狀態(tài)的極限為f=fm為最大靜摩擦力，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力即f=fN=uN。即：

uN=GsinQ

N=GcosQ

U(土體間摩擦系數(shù))和Q可以通過(guò)地勘單位的地勘資料得出，所以只有N和G兩個(gè)變量，從而可以計(jì)算出N和G。然后由計(jì)算出來(lái)的上部滑體自身所受的重力G，根據(jù)G=mg，g=9.8 N/kg，推導(dǎo)出上部滑體質(zhì)量m，由于m=pv，p可以根據(jù)地勘資料中的土壤的密度得出，從而推導(dǎo)出應(yīng)該開(kāi)挖的間距和開(kāi)挖基坑的長(zhǎng)、寬。該計(jì)算涉及多個(gè)參數(shù)，所以地勘資料一定要充分。

2.3 治理重點(diǎn)

2.3.1 土方開(kāi)挖

得出開(kāi)挖的間距后，為保證施工安全，先破壞后緣裂縫，因?yàn)榛娴幕瑒?dòng)方向是從后緣裂縫至前緣露頭方向，開(kāi)挖應(yīng)從滑體兩側(cè)向中間至上而下開(kāi)挖，禁止全面拉槽開(kāi)挖，在開(kāi)挖后緣裂縫的過(guò)程中即使出現(xiàn)山體滑動(dòng)也是開(kāi)挖點(diǎn)下方土體向前段露頭方向滑動(dòng)，不會(huì)對(duì)上方開(kāi)挖機(jī)械及開(kāi)挖人員造成傷害。破壞后緣裂縫開(kāi)挖過(guò)程中，技術(shù)員一定要在現(xiàn)場(chǎng)檢查觀察開(kāi)挖情況，一旦挖到滑面位置處(滑面位置為滑面上下部土體交接處，由于兩種土質(zhì)完全不一樣且有裂縫，開(kāi)挖過(guò)程中很容易分辨)，打斷滑面后(即挖至滑面以下500 mm)即開(kāi)始回填(圖7)。

圖7 回填示意

2.3.2 土方回填

開(kāi)挖與回填相結(jié)合，開(kāi)挖出一段后盡量?jī)?yōu)先采用壓路機(jī)碾壓分層回填，每300 mm/層回填土，壓路機(jī)來(lái)回碾壓3遍為宜。壓路機(jī)碾壓遍數(shù)不宜過(guò)多，否則容易出現(xiàn)彈簧土。局部狹小區(qū)域或者壓路機(jī)無(wú)法到達(dá)處，可用挖機(jī)挖斗夯擊回填土壤?；靥钔旰笞鐾凉簩?shí)度試驗(yàn)，壓實(shí)度必須達(dá)到90以上?；靥顟?yīng)遵循自下而上的回填方式，盡量避免除回填機(jī)械以外的其它震動(dòng)。回填完一段又繼續(xù)重復(fù)以上開(kāi)挖步驟(從兩側(cè)向滑體中間繼續(xù)開(kāi)挖)。所有分段位置開(kāi)挖回填完后如圖8所示。

圖8 分段回填示意

2.3.3 削減上部土體

壓實(shí)完成后土體盡量削減成較平緩的坡度做成臺(tái)階形，從而進(jìn)一步減少了上部滑體的重力，以增加穩(wěn)定，最終形成平臺(tái)邊坡形式，最后種上草坪，達(dá)到護(hù)土美觀的要求。最終治理效果如圖9、圖10所示。

圖9 邊坡平臺(tái)線

圖10 去除邊坡平臺(tái)線上部多余土體示意

3 質(zhì)量控制

(1)土方回填采用分層回填壓實(shí)，每層回填厚度不超過(guò)300 mm，每層回填土壓路機(jī)來(lái)回碾壓3遍。最終碾壓完成后，請(qǐng)檢測(cè)單位做土工壓實(shí)試驗(yàn)。

(2)個(gè)別狹小空間壓路機(jī)無(wú)法進(jìn)入碾壓時(shí)，可用挖機(jī)挖斗分層夯擊夯實(shí)，每層回填厚度不超過(guò)300 mm。

4 安全措施

4.1 安全措施

(1)開(kāi)挖過(guò)程中如遇土中埋有孤石，應(yīng)先將邊坡上孤石清理掉，防止開(kāi)挖過(guò)程中，孤石從邊坡滾落砸傷作業(yè)人員或砸壞施工機(jī)械。

(2)為防止操作人員無(wú)法辨識(shí)滑面，導(dǎo)致開(kāi)挖過(guò)深，引起安全隱患，技術(shù)人員必須在機(jī)械作業(yè)時(shí)守候在施工現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)觀察土層開(kāi)挖情況，只要機(jī)械挖至滑面，應(yīng)立即開(kāi)始回填，以防挖至過(guò)深引起滑坡。

(3)挖機(jī)作業(yè)時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)停放在安全位置處，待需要回填碾壓時(shí)再開(kāi)至現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)備用一臺(tái)挖機(jī)，如果遇到地震或其他因素引起滑坡，另一臺(tái)挖機(jī)可以及時(shí)調(diào)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施救(我單位在該工程中同時(shí)有挖機(jī)在另外一項(xiàng)單項(xiàng)工程中進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖，所以滿(mǎn)足備用挖機(jī)條件)。并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置就近醫(yī)院電話(huà)、報(bào)警電話(huà)牌等，啟動(dòng)安全應(yīng)急預(yù)案。

5 環(huán)保及文明施工措施

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施工公告牌、安全生產(chǎn)紀(jì)律宣傳牌、安全無(wú)重大事故計(jì)數(shù)牌、工地主要管理人員公示牌等。

6 與傳統(tǒng)滑坡治理對(duì)比分析

利用土地自身重力治理滑坡與傳統(tǒng)的滑坡治理兩種方法進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 兩種滑坡治理對(duì)比分析

7 結(jié)論

(1)施工成本低。對(duì)此類(lèi)型的滑坡治理采用分段開(kāi)挖碾壓回填的施工方法，每段土方開(kāi)挖量在2 000～5 000 m3之間，回填量在2 000～4 000 m3之間，根據(jù)現(xiàn)行的施工定額計(jì)算完成每段的施工成本在3萬(wàn)元～8萬(wàn)元之間，比傳統(tǒng)的采用抗滑墻、抗滑樁節(jié)約費(fèi)用，大大節(jié)約了施工成本。

(2)可以再很短的工期內(nèi)完成滑坡治理，消除對(duì)周邊的人或建筑的安全隱患。

(3)最終在邊坡上種上草坪，可以達(dá)到美觀且保護(hù)環(huán)境。

(4)解決該項(xiàng)技術(shù)對(duì)雨季來(lái)臨前短工期完成滑坡治理有一定的指導(dǎo)性意義。

(5)適用范圍及工程特點(diǎn)。此施工方法適用于一類(lèi)土至四類(lèi)土的滑坡治理，特別適用于在雨季到來(lái)之前的搶險(xiǎn)工程。方案簡(jiǎn)捷、易操作，全是機(jī)械化作業(yè)，減小群體及交叉作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，使質(zhì)量和安全易保證。

[1] GB 50300-2013 建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 趙晴. 工程力學(xué)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2009.

[3] 錢(qián)德玲. 土力學(xué)[M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2010.

晏興文(1965～)， 男， 本科， 高級(jí)工程師， 從事建筑工程技術(shù)工作。

TU94+3.2

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[定稿日期]2017-03-21