大雁劉圩位于五河縣天井湖西岸,圩堤長約7.5km,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20年一遇,現(xiàn)有堤頂高程16.0m左右,設(shè)計(jì)堤高程17.8m。該段堤防(6+120~6+380)在施工中出現(xiàn)堤防下沉開裂,施工單位將其加高到17.5m高程,次日又回到16.9m高程左右,同時(shí)堤頂開裂,堤腳溝底隆起。
地層巖性:堤身填土土性以粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)壤土為主,灰黃色,含貝殼,夾粘土團(tuán)塊,碾壓程度較差,為中壓縮性土層,層厚6.30m。1層:Q4al,淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,含貝殼,灰黃~灰色,軟塑狀,局部流塑狀,屬高壓縮性土層,層厚0.50~6.10m。3層:Q3al,粉細(xì)砂,夾砂壤土,灰黃~棕黃色,稍密~中密狀,屬中等偏低壓縮性土層,層厚0.50~0.90m。4層:Q3al,重粉質(zhì)壤土為主,灰黃、棕黃色,可塑~硬塑,含鐵錳結(jié)核及砂礓,屬中等壓縮性土層,揭露最大厚度為13.5m。各土層指標(biāo)統(tǒng)計(jì)見表1。
由于對高度不大的Ⅲ級以下堤防工程,設(shè)計(jì)階段的地勘工作常常做簡化處理,堤防軟粘土地基往往不作加固處理,而要求施工單位用緩慢加載的方法,使其逐步加固,提高地基承載力;施工單位在施工過程中,由于工期與地基軟粘土本身性質(zhì)的多變等原因,很難掌握加載速度與軟粘土固結(jié)速度之間的變化,從而造成兩者之間的不協(xié)調(diào),產(chǎn)生地基滑動破壞。
圖1為滑動穩(wěn)定后形成的邊坡,滑動面是根據(jù)現(xiàn)場勘察成果、滑體形態(tài)等多種原因綜合確定的,由滑坡現(xiàn)狀進(jìn)行反分析計(jì)算,計(jì)算方法為瑞典圓弧法中的有效應(yīng)力模式,設(shè)K=1.0,反算結(jié)果見表2。
利用有效應(yīng)力簡化法反算的C、φ指標(biāo),反過來用在同一滑面條件下的削坡或反壓處理上,比用其他方法數(shù)值相差會更小。
滑坡末段填土至內(nèi)溝水位高程為12.375m時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)見表3。
圖1 工程地質(zhì)橫剖面圖
表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)建議值表
滑坡末段填土至到14.0m高程,向上以1/4.5坡度填至到18.0m高程時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)見表4。
淤泥質(zhì)土或淤泥因上覆荷載速率(填筑強(qiáng)度)的不同,誘發(fā)邊坡失穩(wěn)或產(chǎn)生裂隙的因素亦不同。當(dāng)填筑速率較快時(shí),由于淤泥中的水無法及時(shí)排出,土體未能達(dá)到固結(jié),致使土體內(nèi)孔隙水壓力增高,同時(shí)淤泥質(zhì)土的抗剪強(qiáng)度降低,處于流塑狀淤泥的內(nèi)摩擦角仍為零,容易形成滑坡。對整體邊坡而言,隨著堤體填筑不斷增高,滑動力不斷增大,當(dāng)填筑到一定高程時(shí),造成滑動力大于抗滑力,產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)。當(dāng)填筑速率收控時(shí),土體內(nèi)的水得以排出,土體基本固結(jié)。抗剪強(qiáng)度有一定增高,但土體固結(jié)變形隨固結(jié)程度的增大而增加,存在著新、老堤基的壓縮變形量的不協(xié)調(diào),造成堤坡出現(xiàn)裂隙,較大的裂隙導(dǎo)致抗滑力的降低,產(chǎn)生邊坡失穩(wěn)。
通過比較,采用填溝和設(shè)置反壓平臺的措施是最經(jīng)濟(jì)的,而且又能滿足工期要求;設(shè)置反壓平臺有利于提高土體的抗滑力,改善側(cè)向變形,提高堤基的穩(wěn)定性,具體做法是在現(xiàn)有堆筑堤坡面不變的條件下,將堤后開挖的新溝填平至12.5m高程(即現(xiàn)在水面高),并碾壓,隨后再繼續(xù)將堤身堆筑至設(shè)計(jì)高程17.8m,如無較大的沉降或其他破壞跡象,即可認(rèn)為基本穩(wěn)定。否則應(yīng)再加矮的反壓平臺。若需將現(xiàn)有的坡面進(jìn)行休整,在坡面上部或中部堆筑土方,下部就需反壓土方,且大于上部土方。
表2 滑坡現(xiàn)狀反算結(jié)果表
表3 高程為12.375m時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)表
表4 高程為18.0m時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)表
(1)由于地基土質(zhì)和堤防施工工藝等多種原因,地基失穩(wěn)情況存在多種不同的破壞形式,相應(yīng)的處理措施也有所區(qū)別,應(yīng)立即進(jìn)行現(xiàn)場勘查,摸清破壞的具體情況,分析失穩(wěn)原因,以便采取正確有效和經(jīng)濟(jì)合理的處理措施;本文采取的方法可為今后的堤防加固提供參考。
(2)在堤防加固過程中,應(yīng)考慮填土的速度對地基變形的影響,對軟土類不良地基的堤身填土的速度不宜過快;把握地基強(qiáng)度隨著加荷而逐漸變化的規(guī)律,是軟土地基填筑的關(guān)鍵。
(3)軟土地基上的Ⅲ級以下堤防工程,高度在4m以下,可采用上部削坡,下部堆載反壓的方法進(jìn)行處理,此方法簡單、經(jīng)濟(jì)合理,加快了施工進(jìn)度,節(jié)約了工程造價(jià),是比較適宜的一種方法■