陳 偉，王鐵力，夏 輝，王 剛

(1.江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司，江蘇 揚州 225127；2.徐州市水利建筑設(shè)計研究院，江蘇 徐州 221000)

1 概述

土的靈敏度是指原狀土與其重塑后立即進行試驗的無側(cè)限抗壓強度之比值，工程上常用靈敏度St來衡量粘性土結(jié)構(gòu)性對強度的影響。根據(jù)靈敏度可以將粘性土分為低靈敏度(1

某河道位于沿海城市，為增強區(qū)域高水外排能力，有效降低洼地水位，擬在現(xiàn)狀河道基礎(chǔ)上進行拓浚整治。初步設(shè)計階段根據(jù)河道沿線地形、地貌分布，結(jié)合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃情況，河道設(shè)計河底高程-3.0m，底寬40m，河道兩側(cè)堤頂高程4.50m，堤頂寬不小于4.0m；河道北側(cè)岸坡在高程2.60m處設(shè)置寬5m的平臺，平臺下為擋土高度2.10m的鋼筋混凝土擋墻，墻前為1∶3的河坡至河底，并在高程-0.5m至擋墻前址范圍內(nèi)采用混凝土護坡進行防護，平臺以上堤防兩側(cè)邊坡均為1∶2；河道南側(cè)為1∶3的河道邊坡。具體河道斷面詳如圖1所示。

2 河坡滑動分析

在該段河道施工完畢并拆圍堰放水后，例行巡查時，發(fā)現(xiàn)該段河道北側(cè)河坡上局部擋墻出現(xiàn)不同程度的沉降和位移，且河道邊坡高程2.60m平臺位置處沿堤線方向產(chǎn)生裂縫，水下坡面局部出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。該段河道北側(cè)堤防產(chǎn)生變形后，對該段堤坡進行補充勘探。勘探發(fā)現(xiàn)該段河道北側(cè)堤防下原2層粉質(zhì)黏土上、下部土體的抗剪強度相差較大，且層土的靈敏程度高。按照地質(zhì)補充勘探資料成果，結(jié)合工程現(xiàn)場情況，分析該段河道北側(cè)堤防邊坡產(chǎn)生變形的主要原因如下。

圖1 河道標準斷面

區(qū)域地質(zhì)情況復(fù)雜，工程地質(zhì)條件差，土體靈敏度高。該段河道位于裁彎取直的平地開挖段，據(jù)調(diào)查，原河道開挖時，該段河坡難以成形，然后向南拐彎形成原彎道；結(jié)合附近考古的結(jié)果，該地段有可能是當年煮鹽的鹽池或?？看坏母蹫车龋斐删植康刭|(zhì)條件變化較大。工程施工過程中發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計堤防北側(cè)稻田灌溉渠應(yīng)布置于征地紅線以外，實際灌溉渠布置在紅線內(nèi)，使渠道向堤防迎水側(cè)滲透坡降變大[3- 4]，對堤防穩(wěn)定安全有一定的影響。

原地勘資料表明，堤基中2層粉質(zhì)黏土位于高程0～-5.0m左右，且該層土的上部土體的土質(zhì)偏差；鑒于2層粉質(zhì)黏土對邊坡抗滑影響較大，本次現(xiàn)場地質(zhì)補充勘探重點是對地基中2層粉質(zhì)黏土上部進行了取樣分析，樣本選取該土層上部高程0～-2.2m的位置。試驗結(jié)果表明，地基2層粉質(zhì)黏土抗剪指標均有不同程度的下降。且該層土為高靈敏度土體，在施工過程中受擾動后，土體抗剪強度指標易降低。按照補充勘探成果，對初步設(shè)計階段設(shè)計河道堤防斷面進行整體和局部抗滑穩(wěn)定性分析，發(fā)現(xiàn)該段堤防整體抗滑穩(wěn)定不能滿足規(guī)范要求。因此，區(qū)域地質(zhì)情況復(fù)雜，土體靈敏度高，工程地質(zhì)條件變化較大，是引起該段堤防及擋墻變形的主要因素。

3 加固處理方案

加固處理方案擬拆除變位擋墻后放坡：堤防設(shè)計堤頂高程為4.50m、頂寬4m，迎水面高程1.0m處設(shè)置寬度為1.0m的青坎，青坎以下河道邊坡為1∶3、青坎以上堤坡為1∶2。河道堤坡迎水面在水位變化區(qū)域采用混凝土護坡進行防護，護坡為15cm厚C25混凝土、下鋪碎石墊層8cm和黃砂墊層7cm；護坡頂高程3.0m，在高程1.0m處設(shè)1m寬平臺，護坡底高程-0.50m。平臺以上堤坡坡比1∶2，平臺以下河坡坡比1∶3。

根據(jù)GB50286- 2013《堤防工程設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，本段堤防的抗滑穩(wěn)定性分析采用瑞典圓弧法[5- 7]。在提防邊坡抗滑穩(wěn)定分析中，應(yīng)用《AutoBank7.51》進行計算。補充地勘成果表明，地基2層土輕度指標較原地勘指標有所降低，2層土根據(jù)指標分為2上、2下兩層，具體指標對比見表1。

表1 土層地質(zhì)指標成果表

經(jīng)計算，堤防在不同工況下的抗滑穩(wěn)定計算具體成果見表2。

表2 抗滑穩(wěn)定計算成果表

計算結(jié)果表明，在施工期、設(shè)計水位期及水位驟降工況下，邊坡抗滑穩(wěn)定均不滿足規(guī)范要求，需對該段河道邊坡進行加固處理。根據(jù)類似河道工程設(shè)計經(jīng)驗，受征地、土源等影響，一般采用木樁阻滑樁或水泥土攪拌樁提高河道邊坡穩(wěn)定性[8- 10]。

在保障制度中，除了申訴制度，行政裁決制度也是教師維權(quán)的一個重要途徑之一。但是在現(xiàn)實中，行政裁決制度在保護教師權(quán)益的方面卻并沒有發(fā)揮它應(yīng)有的作用。當教師向行政機關(guān)申請仲裁時，行政機關(guān)在裁決時大都會選擇偏向?qū)W校方面，而不是按照《教師法》給予教師權(quán)利相應(yīng)的保障。因此，教師的權(quán)利得不到有效的維護。

3.1 木樁方案

木樁作為阻滑樁，在控制樁頂水平位移不超過10mm，按照現(xiàn)狀工程地質(zhì)條件，單根木樁可承受水平力11.3kN；同時考慮到木樁橫紋抗剪強度一般大于6.3MPa，以此推算尾徑12cm的木樁抗剪斷剪力為71.25kN；因此，木樁在本工程中單樁阻滑力按位移控制，單樁阻滑力為11.3kN。根據(jù)河道邊坡抗滑穩(wěn)定分析情況，木樁沿堤防縱向間距1m布置，為確保河道邊坡在各工況下抗滑安全均能滿足規(guī)范要求，需布置6排阻滑樁。木樁在平面上呈梅花形布置，設(shè)計樁長8m和5.5m，樁頂伸入護坡5cm，如圖2所示。

根據(jù)木樁布置情況，每延米堤坡可提供阻滑力為67.8kN，各工況下邊坡抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表3。

圖2 木樁加固處理斷面圖

圖3 水泥攪拌樁加固處理斷面圖

工況計算水位堤身水位/m河道水位/m抗滑安全系數(shù)K允許抗滑系數(shù)[K]施工期3.50-1.001.171.05設(shè)計高水位3.502.601.431.15常水位3.501.001.171.15水位驟降2.60→1.001.151.15

由表3可知，木樁處理后邊坡抗滑穩(wěn)定在各工況下，均滿足GB50286- 2013要求。

3.2 水泥攪拌樁方案

水泥攪拌樁作為邊坡阻滑樁，在河坡設(shè)3排水泥攪拌樁，迎水面青坎以上設(shè)置一排，青坎以下布置兩排、排距為2m，水泥攪拌樁沿堤防方向間距為1.0m，上下3排相互錯開呈梅花型布置，設(shè)計水泥攪拌樁直徑為60cm，樁底高程-5.0m，其水泥摻量為被加固土體質(zhì)量的18%，水泥選用強度等級為42.5級及以上的普通硅酸鹽水泥，地勘表明該處土體含水量較高，擬采用干法施工，攪拌樁樁身水泥土的抗壓強度不得小于1500kPa，如圖3所示。

水泥土攪拌樁形成復(fù)合土體的抗剪強度指標按照土工原理及相關(guān)規(guī)范計算，其中水泥土攪拌樁樁體粘聚力取150kPa、內(nèi)摩擦角取25°。水泥土攪拌樁影響范圍以外的土體抗剪指標采用原土層強度指標。水泥土攪拌樁處理后，河道邊坡抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表4。

表4 抗滑穩(wěn)定計算成果表(攪拌樁加固處理)

由表4可知，水泥土攪拌樁處理后邊坡抗滑穩(wěn)定在各工況下，均滿足GB50286- 2013要求。

3.3 方案比選

河道邊坡抗滑處理采用木樁或水泥土攪拌樁作為阻滑樁均可行，從工程布置、施工技術(shù)及工程投資方面進行比選，具體對比情況見表5。

由表5可知，從工程布置方面，木樁或水泥土攪拌樁方案均可行，木樁更有利于現(xiàn)場樁位的調(diào)整，更適應(yīng)于現(xiàn)場情況；從施工技術(shù)及難度方面，木樁或水泥土攪拌樁施工技術(shù)均比較成熟，水泥攪拌樁設(shè)備進出場難度較大；經(jīng)綜合分析，木樁方案具有施工便捷、工期短等特點，因此設(shè)計選用木樁方案。

表5 方案比選表

拌樁設(shè)備進出場難度較大；經(jīng)綜合分析，木樁方案具有施工便捷、工期短等特點，因此設(shè)計選用木樁方案。

4 土質(zhì)指標靈敏度對邊坡穩(wěn)定的影響分析計算

由前節(jié)計算結(jié)果可知：當高靈敏土受擾動后土的強度產(chǎn)生明顯降低，影響河道邊坡穩(wěn)定性?；诖耍竟?jié)擬研究凝聚力C及內(nèi)摩擦角φ不同降低程度對河坡穩(wěn)定性影響程度，按原初設(shè)2層土C和φ分別降低至80%、60%、40%、20%時計算邊坡穩(wěn)定性，計算結(jié)果見表6～8。

表6 穩(wěn)定計算成果表(C，φ)

表7 抗滑穩(wěn)定計算成果表(C變化，φ)

表8 抗滑穩(wěn)定計算成果表(C，φ變化)

以上計算結(jié)果表明：

(1)當土體內(nèi)摩擦角φ保持不變，隨著凝聚力C下降，邊坡抗滑安全系數(shù)減小。

(2)當土體凝聚力C保持不變，內(nèi)摩擦角φ下降，邊坡抗滑安全系數(shù)減小。

(3)當土體凝聚力C和內(nèi)摩擦角φ下降相同幅度時，內(nèi)摩擦角φ下降對邊坡抗滑穩(wěn)定性影響比凝聚力C下降對邊坡抗滑穩(wěn)定性影響小。

5 結(jié)論

通過分析高靈敏土的內(nèi)摩擦角φ及凝聚力C兩個數(shù)值變化，研究了邊坡穩(wěn)定性問題，得出如下結(jié)論：

(1)在河道整治過程中應(yīng)注意高靈敏土強度的降低對河道邊坡穩(wěn)定性的影響。在勘探過程中遇到淤泥質(zhì)土，土層較厚或位于建筑物持力層時，應(yīng)判別其靈敏性。對較高靈敏土應(yīng)提出擾動后指標，以便于采取合適加固措施。

(2)土體凝聚力C及內(nèi)摩擦角φ降低都會減小邊坡抗滑穩(wěn)定性。當高靈敏土在施工過程中受到擾動時，土體強度指標凝聚力C及內(nèi)摩擦角φ都會不同程度降低，從而降低邊坡的抗滑穩(wěn)定性。

(3)凝聚力C及內(nèi)摩擦角φ邊坡抗滑穩(wěn)定性影響程度不同。當土體凝聚力C和內(nèi)摩擦角φ下降相同幅度時，內(nèi)摩擦角φ下降對邊坡抗滑穩(wěn)定性影響比凝聚力C下降對邊坡抗滑穩(wěn)定性影響小，說明凝聚力C靈敏性強。

該研究的不足之處在于：計算過程中只考慮了C、φ單一減小對邊坡穩(wěn)定的影響，實際擾動后可能兩項指標同時減小，后續(xù)可對此做相應(yīng)計算分析。

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