羅代梟
(攀枝花仁江釩鈦有限公司工程項(xiàng)目管理分公司,四川攀枝花 617000)
滑坡形成于2012年,滑坡后緣公路首先開始出現(xiàn)拉裂、下錯(cuò)變形。在2013—2015年持續(xù)降雨期間,變形加劇,滑坡后緣形成長達(dá)160m張拉裂縫。公路下沉后坡腳埋入式護(hù)腳墻發(fā)生剪切破壞,墻前排水溝鼓脹開裂、損毀嚴(yán)重,同時(shí)滑坡中下部地面變形、鼓脹隆起現(xiàn)象明顯,滑坡是從后緣處開始緩慢蠕動(dòng)變形,從而引起滑坡中下部變形、鼓脹開裂。由于滑坡后緣公路原有排水系統(tǒng)破壞,有利于匯水和雨水下滲,進(jìn)一步降低土體抗剪參數(shù),加劇了滑坡的變形失穩(wěn)。該滑坡前緣剪出口以上滑坡體積為14.19×104m3。強(qiáng)變形區(qū)縱向長35m,橫向?qū)?84m,滑體平均厚度12.5m,方量達(dá)8.05×104m3;弱變形區(qū)縱向長55m,橫向?qū)?53m,滑坡體平均厚度7.3m,方量達(dá)6.14×104m3,為推移式中型中厚層土質(zhì)滑坡。地質(zhì)概況:坡體堆積物主要為填土和原生土等組成,填土為黃褐色粉質(zhì)黏土夾中粗砂組成,中粗砂以風(fēng)化閃長巖為主,含量20%~35%;原生土主要為紅褐色黏土夾少量碎塊石組成,碎石成分以砂質(zhì)泥巖為主。
滑坡采用“地表截排水工程+抗滑支檔+樁體上部回填+坡腳護(hù)腳擋墻+局部修復(fù)”的治理方案進(jìn)行治理,具體方案布置如下。
地表截排水工程布置:沿公路外側(cè)邊緣設(shè)置截水溝,將滑坡區(qū)后緣地表水截排至東側(cè)公路邊溝內(nèi);樁頂平臺排水溝沿滑坡坡腳將地表水排至東側(cè)2#涵洞。
抗滑樁工程布置:對滑坡整體滑動(dòng)和局部滑動(dòng),滑坡前緣次級剪出口位置1-1'剖面布置A型10根抗滑樁,樁長20m,其中受荷段7.4m,錨固段12.6m;2-2'剖面布置B型10根抗滑樁,樁長18m,其中受荷段6.3m,錨固段11.7m;3-3'剖面布置C型8根抗滑樁,樁長16m,其中受荷段6.4m,錨固段9.6m,樁間距均為6m,抗滑樁后緣回填反壓土??够瑯恫捎萌斯ね诳壮蓸妒┕し椒ǎ靥罘磯浩履_設(shè)置坡腳護(hù)腳墻,墻高2m。平面布置圖見圖1和圖2。
圖1 抗滑樁布置示意圖
圖2 平面示意圖
施工方采用跳樁開挖,首批次開孔14個(gè),同時(shí)進(jìn)行人工挖孔施工。2018年1月15日,施工方報(bào)告,滑坡體出現(xiàn)較大沉降,監(jiān)控點(diǎn)位平均出現(xiàn)5cm的沉降差,水平方向均有1cm左右移動(dòng),個(gè)別孔樁發(fā)現(xiàn)護(hù)壁破裂,施工方立即停止施工,并撤出現(xiàn)場施工人員和重型作業(yè)機(jī)械。1月16日監(jiān)控量測顯示,滑坡體豎直方向平均下沉0.4mm,水平方向沒有發(fā)生較大位移,滑坡體整體未再發(fā)生較大位移,施工單位初步認(rèn)為滑坡體已經(jīng)再次處于穩(wěn)定狀態(tài),但考慮到繼續(xù)按原設(shè)計(jì)方案施工可能會(huì)導(dǎo)致滑坡體再次失穩(wěn),造成的后果和損失將更加嚴(yán)重,所以必須采取措施對滑坡體失穩(wěn)進(jìn)行處治。
1月16日設(shè)計(jì)方專項(xiàng)負(fù)責(zé)人和相關(guān)專家到現(xiàn)場勘查,經(jīng)過討論研究認(rèn)為,滑坡體在15日發(fā)生較大位移沉降,16日監(jiān)控量測未發(fā)現(xiàn)其有大的變形和移位,初步同意施工單位認(rèn)為滑坡體已經(jīng)再次處于穩(wěn)定狀態(tài)的意見,但為了安全起見,應(yīng)再繼續(xù)并加強(qiáng)對滑坡體的監(jiān)控量測,若兩日內(nèi)無明顯變化,方可判定滑坡體已經(jīng)再次處于穩(wěn)定狀態(tài)并開始對滑坡體進(jìn)行失穩(wěn)處治(18日施工單位監(jiān)控量測顯示,滑坡體無明顯變化,施工單位按照處治措施進(jìn)行施工)。
滑坡體失穩(wěn)主要原因是由于滑坡體穩(wěn)定性系數(shù)較小,抗滑樁同時(shí)開挖降低了土體的抗剪能力,同時(shí)沒有及時(shí)地將孔樁內(nèi)水排出,地下水匯集在滑移面附近區(qū)域,土體受到長時(shí)間浸泡,對巖土體產(chǎn)生軟化和泥化作用,使巖土體力學(xué)性能降低,內(nèi)聚力和摩擦角值減小,綜合其他各方面原因最終導(dǎo)致滑坡體再次失穩(wěn)。
綜合考慮各方面因素,采用以下措施對失穩(wěn)滑坡體進(jìn)行處治:a、削方減載,對滑坡體后緣滑塊進(jìn)行削方,首先自上而下挖除1萬方土體,后視滑坡體穩(wěn)定情況再繼續(xù)挖除土方。b、對滑坡體旁涵洞沖溝進(jìn)行挖深疏浚,同時(shí)加強(qiáng)對已開挖但未澆筑孔樁滲水的排除;在坡體后緣和中部開挖臨時(shí)截水溝。c、滑體穩(wěn)定后,對已開挖孔樁,部分護(hù)壁破壞的和處于滑移面的護(hù)壁用型鋼進(jìn)行加固。d、加強(qiáng)對滑坡體的監(jiān)控量測,及時(shí)掌握滑坡體變形趨勢。
4.1.1 滑坡體土體參數(shù)
根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2015)、《城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ 194—2013),滑坡治理工程安全系數(shù)取值:正常工況(天然狀態(tài))1.10~1.15,非正常工況Ⅰ(飽水狀態(tài))1.05~1.10,滑坡巖土體參數(shù)綜合取值見表1。
4.1.2 滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值及設(shè)計(jì)下滑推力計(jì)算表
表1 滑坡巖土體參數(shù)綜合取值表
目前滑坡處于整體變形階段,按整體穩(wěn)定系數(shù)=0.99反演滑帶參數(shù),滑帶參數(shù)取值如表2。
計(jì)算滑坡剪出口剩余下滑推力如表3。
表2 滑坡巖土體參數(shù)綜合取值表
依據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果及現(xiàn)場調(diào)查宏觀分析,在非正常工況Ⅰ(飽水狀態(tài))下,強(qiáng)變形區(qū)處于不穩(wěn)定狀態(tài),剩余下滑力最大為853.8kN/m。
表3 剩余下滑推力表
4.1.3 削方減載后土體穩(wěn)定性分析
通過理正巖土軟件計(jì)算得出,若在滑坡體后緣削去1#、2#滑塊即大約1萬方土體,削方后的土體剩余下滑力最大為498.62kN/m,對比減小41.6%,滑坡下滑推力大大減小,滑坡穩(wěn)定系數(shù)被提升到1.27。
削方減載的目的是減少滑坡體體積,從而減小滑坡的下滑推力,對推移式滑坡,滑動(dòng)面不深且滑動(dòng)面具有上陡下緩形狀時(shí),在滑坡上部可用減載方法,這是推移式滑坡處治中應(yīng)首先考慮的方法,是最經(jīng)濟(jì)、最合理且能大幅提高穩(wěn)定性系數(shù)的工程措施[1]。
水是滑坡產(chǎn)生的主要因素之一,通常有“無水不滑”的說法,有效的排水措施是提高滑面強(qiáng)度,增強(qiáng)滑體抗滑能力極為有效的工程措施,往往決定了滑坡處治的效果[2]。地下水位上升到滑動(dòng)面以上時(shí),對巖土體不連續(xù)面邊界產(chǎn)生潤滑作用、軟化和泥化作用更加顯著,誘發(fā)土體沿不連續(xù)面產(chǎn)生剪切運(yùn)動(dòng)。另外,地下水通過空隙靜水壓力和空隙動(dòng)水壓力使得巖土體有效應(yīng)力減小而降低土體強(qiáng)度,改變坡體受力狀態(tài)來降低滑坡穩(wěn)定性[3]。通過對滑坡體旁涵洞沖溝進(jìn)行疏通加深,加快水排出滑坡體范圍,同時(shí)增加抽水泵數(shù)量,全天24h對孔樁內(nèi)的水進(jìn)行抽排,降低地下水位,減少水對滑坡體滑移面的影響。在滑坡體后緣和中部開挖臨時(shí)截水溝,將降雨時(shí)地表水排入沖溝內(nèi),減少雨水對滑體的后續(xù)影響。
加強(qiáng)滑坡體變形監(jiān)控,增加檢測點(diǎn)位和頻率,通過對滑坡體變形實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測,及時(shí)掌握滑坡體變形趨勢,根據(jù)變形結(jié)果作為下一步處治的依據(jù)和處治效果的評價(jià)[4]。
由于該滑坡治理工程工期緊張,要保證后緣公路按時(shí)通車,所以對已開挖的孔樁進(jìn)行加固支護(hù),防止護(hù)壁進(jìn)一步破壞和塌孔,在滑坡體穩(wěn)定后繼續(xù)施工,考慮安全性的同時(shí)減少經(jīng)濟(jì)和工期損失。具體為:設(shè)計(jì)型鋼支撐,對發(fā)現(xiàn)孔樁護(hù)壁產(chǎn)生裂縫的部位和滑移面部位進(jìn)行加固,防止塌孔,減小經(jīng)濟(jì)損失。
滑坡體通過處治之后,監(jiān)控結(jié)果顯示,滑坡體穩(wěn)定無繼續(xù)變形,位移變形量如圖3所示。
抗滑樁由于施工簡便、設(shè)樁靈活、受力明確、傳力可靠、破壞滑體較少,易于形成并能立即產(chǎn)生抗滑作用等特點(diǎn),是應(yīng)用最為廣泛的有效支擋結(jié)構(gòu),在國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于滑坡治理工程中。在設(shè)計(jì)抗滑樁過程中,應(yīng)重視地勘資料,充分了解滑坡體地質(zhì)、水文等情況,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的防治工程設(shè)計(jì)[5],防止滑坡體在治理過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定狀態(tài)。
滑坡治理是一項(xiàng)復(fù)雜的工程活動(dòng),在治理過程中難免會(huì)出現(xiàn)滑坡體再次失穩(wěn)甚至二次滑坡的現(xiàn)象。加強(qiáng)對滑坡體變形監(jiān)測,能及早地發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)傾向,及時(shí)撤出人員設(shè)備,避免出現(xiàn)安全事故。通過定性和定量分析,針對引發(fā)滑坡體失穩(wěn)的主要誘因,采取經(jīng)濟(jì)合理有效、安全穩(wěn)定可靠的處治措施,降低損失的同時(shí)確保滑坡體在此后的施工過程中不會(huì)再次失穩(wěn)。