馬文鋒
摘 要:隨著航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展,船舶的通航里程也隨之不斷增加。在航道擴(kuò)寬工程施工過程中,工程滑坡是一種常見的地質(zhì)病害。一旦出現(xiàn)工程滑坡不僅會(huì)將水工建筑物沖毀,而且還會(huì)對(duì)河道造成堵塞,甚至還會(huì)影響航行船只的通航安全。文章以實(shí)際工程為例,對(duì)航道拓寬工程滑坡的具體情況進(jìn)行分析,然后對(duì)航道工程滑坡的成因進(jìn)行分析,最后對(duì)滑坡的工程防治措施和施工技術(shù)進(jìn)行了探討,以期為類似工程提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:航道拓寬工程 滑坡成因 混凝土樁基
1.工程概況
某航道拓寬工程總施工長(zhǎng)度為2080m,航道為III級(jí)航道,航道底部寬度為70m,河底高程為27.5m。航道設(shè)計(jì)邊坡為1:1.5。航道36m高程處布設(shè)了寬度為7.5m的平臺(tái),平臺(tái)上部為1:1.5邊坡,平臺(tái)下部設(shè)計(jì)使用預(yù)制混凝土板護(hù)坡。航道拓寬方案實(shí)施后,各段航道的水流特征值基本維持不變,仍保持現(xiàn)狀條件下航道的水流特征值。較大橫流大都發(fā)生在落潮期間,而在其他時(shí)刻橫流過程基本不受影響。
2.工程地質(zhì)情況
根據(jù)物探資料以及測(cè)區(qū)內(nèi)的鉆孔資料發(fā)現(xiàn),本航道拓寬工程地層主要分為覆蓋層和硬土層兩種地層:
(1)其中覆蓋層主要為標(biāo)貫在15擊以下的淤泥、淤泥混中砂、中砂、粘土、中砂混貝殼碎屑等,局部可能含有殘積土層或風(fēng)化巖層等。
(2)硬土層主要為標(biāo)貫15擊以上地層,地層巖層主要為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖或中風(fēng)化花崗巖,局部地層可能含有粘性土、中砂、粗礫砂等(本次硬土層面探測(cè)控制標(biāo)高-20m)。根據(jù)測(cè)區(qū)內(nèi)的鉆孔資料以及物探資料發(fā)現(xiàn)在航道開挖范圍內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)礁石。
3.滑坡的形成
滑坡出現(xiàn)在樁號(hào)南岸,對(duì)房屋的安全性以及高壓線桿的安全性優(yōu)比較大的影響。該工程滑動(dòng)體的寬度為14~20m,長(zhǎng)度達(dá)到了150m?;铝芽p僅一天就從10m m發(fā)展成70~100mm?;瑒?dòng)面下部表現(xiàn)為圓弧狀,上部近似垂直面,滑面有水滲出?;瑒?dòng)土體主要為薄層結(jié)構(gòu),土層呈灰綠色或灰白色,土體具有較強(qiáng)的親水性,被水浸泡后容易出現(xiàn)崩解、軟化,具有較強(qiáng)的膨脹性?;鲁霈F(xiàn)后專家立即進(jìn)行分析,經(jīng)過研究后設(shè)計(jì)線使用土體壓住滑動(dòng)體坡腳,然后將滑坡上部荷載泄去,土體逐步恢復(fù)穩(wěn)定后及時(shí)進(jìn)行處理。
4.導(dǎo)致滑坡產(chǎn)生的主要原因
對(duì)滑坡的實(shí)際情況進(jìn)行分析后證明,滑坡的出現(xiàn)主要是由于下述幾個(gè)方面的原因造成的。
4. 1地質(zhì)因素
(1)土質(zhì)特點(diǎn)?;瑒?dòng)體中含有非常多的易膨脹土體,親水性強(qiáng),遇水后會(huì)出現(xiàn)崩解,瞬間降低土體的堅(jiān)硬度。在膨脹力和土體重力的影響下,上部土體會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。
(2)構(gòu)造層理。根據(jù)本工程的地質(zhì)情況來看,此區(qū)域場(chǎng)地為坡地場(chǎng)地,北岸不會(huì)產(chǎn)生滑坡,在南岸有可能出現(xiàn)滑坡。
4.2土體含水率
一般來說,滑坡主要是水造成的,此土體在遇到水后會(huì)崩解,會(huì)降低土體強(qiáng)度,引起滑坡。根據(jù)勘測(cè)資料證明,該地區(qū)地下水位高度處在32.2~32.8m之間,地下水主要源于大氣降水、河水補(bǔ)給以及生活用水,土體中含水率比較大。
4 . 3邊坡外部條件出現(xiàn)了變化
在拓寬航道之前,邊坡處于35°~42°,航道邊坡穩(wěn)定值要保持在1:1.4~1:1.1,在進(jìn)行航道邊坡設(shè)計(jì)時(shí),要對(duì)土體的膨脹崩解特性進(jìn)行考慮,將其保持在1:1.5。在施工排水后,坡上的右側(cè)水壓力和左側(cè)水壓力會(huì)失去平衡,并出現(xiàn)逸點(diǎn),引起坡上約束條件出現(xiàn)變化,尤其是滑動(dòng)體遇到水后會(huì)產(chǎn)生崩解,很容易產(chǎn)生滑坡情況。綜合分析后,產(chǎn)生滑坡出現(xiàn)原因主要有下述幾個(gè)方面的原因:①土體遇水后會(huì)出現(xiàn)崩解;②存在容易出現(xiàn)滑坡的構(gòu)造機(jī)理;③地下水位比較大,水位高,土體會(huì)受到水的浸泡;④開挖邊坡上部荷載比較大,開挖的邊坡也比較陡。
5.滑坡的防治措施5. 1滑坡的處理原則
該工程嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)有效、安全可靠、簡(jiǎn)單易行的基本原則來處理滑坡。為了防止滑坡進(jìn)一步發(fā)展,需要先將地下水位降低,對(duì)上部滑動(dòng)體進(jìn)行卸荷,并清除膨脹土基礎(chǔ)。使用黏土覆蓋在高程36m的平臺(tái)上,并對(duì)土體進(jìn)行碾壓,然后使用塑料布覆蓋在斜坡面上,防止有雨水滲入。
5.2滑坡處理的具體方案
因?yàn)榛律喜坑懈邏狠旊娋€桿,受空間限制,所以邊坡的穩(wěn)定性問題無能使用繼續(xù)放坡的方法解決。結(jié)合工程的實(shí)際情況,需要先將滑動(dòng)土體清除干凈,然后使用鋼筋混凝土樁進(jìn)行加固處理。處理斷面如圖1所示:
在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),先將排水井布置在高程36m平臺(tái)外部,降低地下水位。此外,將鋼筋混凝土灌注樁布置在邊坡高程32.3m的位置。進(jìn)行計(jì)算后,本工程鋼筋混凝土灌注樁的間隔距離為3m,樁徑為800mm,設(shè)計(jì)灌注樁的長(zhǎng)度為10m。要求灌注樁的樁尖要進(jìn)入到穩(wěn)定基層弱風(fēng)化巖2m。由于樁內(nèi)部滑動(dòng)土體埋藏的滑裂面很深,為了保證高壓線和房屋的安全性,因此無法將滑動(dòng)土體完全清除。所以,暫時(shí)將樁內(nèi)側(cè)滑動(dòng)土體清理至樁頂高程,壓實(shí)后使用具有良好透水性的顆粒土進(jìn)行分層壓實(shí),最后進(jìn)行反濾層和護(hù)坡的施工。該方案不僅施工方便、外形美觀,而且具有較高的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
6.施工措施
6. 1施工排水措施
首先在高程為36m的平臺(tái)外部布置排水井,排水井之間間隔距離保持在10m,井底的高程保持在26.5m。地下水利用潛水泵排出。完成灌注樁施工時(shí),需要替換滑動(dòng)土體時(shí),要先順著縱向截滲溝將樁頂高程位置連接起來。使用Φ100mm的塑料管將水引至坡外。持續(xù)將排水井中的水控制在樁頂高程下。
6.2鋼筋混凝土灌注樁施工
首先對(duì)平整高程為32.3m出的場(chǎng)地,并進(jìn)行定位測(cè)量,確定出每個(gè)樁基的具體位置。鉆進(jìn)高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,即可進(jìn)行水下混凝土的灌注施工。在進(jìn)行灌注的過程中,要保證首次入倉(cāng)的混凝土梁可以達(dá)到導(dǎo)管埋置深度的要求,保證裝積極澆筑質(zhì)量可以達(dá)到要求。
6 . 3回填施工
當(dāng)樁基強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后即可實(shí)時(shí)換土作業(yè),要使用具有良好透水性的顆粒土進(jìn)行換土作業(yè)?;靥钔馏w后要壓實(shí)土體,各層回填土的厚度要控制在0.3m,壓實(shí)回填土后,要對(duì)回填密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)?;靥钔翂簩?shí)后要確保干重度大于16.5kN/m3。
6 . 4邊坡反濾層的施工措施
土體換填處理后,要馬上進(jìn)行削坡,并使用石子(厚度為0.1m)、土工布、砂層(厚度為0.1m)組成混合反濾層。在邊坡高程30m和32m的位置布置兩排排水管,間隔距離保持在2.5m。以便于進(jìn)行排水。最后使用混凝土預(yù)制板進(jìn)行邊坡護(hù)砌,預(yù)制板的長(zhǎng)度為0.5m,寬度為0.4m,厚度為0.15m。
7.結(jié)論
綜上所述,本工程通過對(duì)航道滑坡進(jìn)行處理后取得良好的處理效果。通過采用混凝土樁基處理法對(duì)滑坡進(jìn)行處理,不僅容易操作、施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)安全,而且可以有效降低地下水位,快速將水排出,保證航道的凈寬可以達(dá)到要求。經(jīng)過治理后,滑坡問題得到有效處理,保證了工程質(zhì)量,具有一定的借鑒參考價(jià)值。
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