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        安徽省礦區(qū)周邊施工項目邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治措施

        2020-03-15 07:54:32
        中國金屬通報 2020年23期
        關(guān)鍵詞:抗滑樁滑坡礦體

        李 彬

        (煙臺市鈺豐地質(zhì)技術(shù)服務(wù)有限公司,山東 煙臺 265300)

        涇縣以丘陵低山為主,中山和平原所占面積很少,縣地貌具二起一伏的特征,東南部和西北部二處為隆起的丘陵山地區(qū),其間鑲嵌一條帶狀河谷平原,總的地面高程,由西南向東北逐級遞減,具明顯階梯狀特點。項目區(qū)人類活動強烈,切坡建房、修路、斜坡堆放松散堆積物現(xiàn)象嚴重,遇降雨、震動等因素影響,易突發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害[1]。

        1 礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

        自20 世紀90 年代以來涇縣公路建設(shè)迅速發(fā)展,礦區(qū)周邊施工項目修建的S322 省道以及坡腳停車場及排水溝,人工削坡及開挖坡腳破壞了原有的應(yīng)力結(jié)構(gòu)[2],根據(jù)現(xiàn)場勘查及查閱資料,該處勘查區(qū)內(nèi)累計切坡長寬高為155m,40m,0m ~50m、平均坡度53°、巖性主要為含礫粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土夾粉土、卵石,造成滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患,主要威脅礦山工程項目施工人員生命安全[3]。邊坡現(xiàn)狀未進行相關(guān)的治理及維護,遇到暴雨等極端降水天氣,邊坡失穩(wěn)的可能性較大。

        2015 年曾發(fā)生過小規(guī)模的滑坡,礦區(qū)周邊項目區(qū)邊坡一直未進行工程治理,僅進行了圍擋并懸掛警示標志。該滑坡平面形態(tài)呈舌形,滑動面呈類圓弧型,主滑方向141°,坡度73°,坡體滑落的斷面較光滑,后緣陡坎長度4m ~5m,下錯高度約為3m,平均厚度0.7m,體積30m3,地表裂縫分布南側(cè)邊坡頂部卵石混凝土平臺,主要有1 條,呈現(xiàn)散射狀延伸,最大裂隙延伸長度5m,延伸方向35°。寬度3cm ~10cm,深度0.4m ~1.0m。

        礦體下滑隱患直接威脅對象是邊坡下的在建工程項目,直接威脅對象≤10 人,威脅財產(chǎn)≤l00 萬元。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估原則判定,本區(qū)發(fā)生滑坡、滑坡的可能性較大,危險性小,地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模為小型。

        根據(jù)對礦體下滑的勘查揭露,該地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生是因為坡腳工程切坡,使下滑體下部失去支撐而變形,因此,按礦體的運移形式分類,屬牽引式滑坡。

        2 穩(wěn)定性計算結(jié)果分析

        經(jīng)計算,治理區(qū)內(nèi)危巖體穩(wěn)定系數(shù)在0.700 ~0.927 之間,判定為穩(wěn)定性差。礦體由新生代第四系的含碎石粉質(zhì)粘土、礫石及人工堆土組成。土體呈松散狀態(tài),厚度8.5m ~19.9m,易于大氣降水入滲,結(jié)構(gòu)松散,結(jié)合力差,易離散、移動;在季節(jié)性降雨和冰雪融水的作用下,土體自重增大,強度降低,破壞土體穩(wěn)定性,導(dǎo)致滑帶物質(zhì)被軟化,抗剪強度降低,在源于坡體自重而產(chǎn)生的下滑推力作用下,剪應(yīng)力高度集中,導(dǎo)致后緣拉裂面與前緣剪裂面貫通,最終形成了滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

        3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的治理方案

        樁板墻加景觀治理分為兩部分:

        第一部分:樁板墻長40m,總高度5.9m,頂部配以稍有落差的馬頭墻,墻體中部懸掛浮雕。

        第二部分:樁板墻上部斜坡:總高10.8m,坡比1:1。削坡平距10.8m,合理設(shè)置排水系統(tǒng)。此部分分為三級:

        (1)樁板墻的外側(cè)底部,種植龍球柏樹。

        (2)綠植坡面采用金塔柏等常綠叢生灌木密植鋪設(shè),無任何裝飾性圖案;金塔柏為叢生灌木,無主干,枝密生,直展,樹冠卵狀球形或球形。葉綠色。供觀賞及綠籬,象征堅貞。松枝傲骨崢嶸,柏樹莊重肅穆,且四季長青,歷嚴冬而不衰。它代表著是堅強不屈,不怕困難打倒的精神,它孤獨,正直,樸素,不怕嚴寒,四季常青。

        (3)灌木綠籬,高出臺體地面約1.1m,兼作生態(tài)安全護欄。

        3.1 削坡整形工程

        在削坡區(qū)內(nèi)根據(jù)地形條件自+40m 高程處按照1:1 的坡率進行削坡,使其構(gòu)成整體,并對其進行夯實整形,面積約為817m2。通過對削坡整形后的邊坡進行穩(wěn)定性計算,該邊坡清方后穩(wěn)定系數(shù)為0.89,因+40m ~+34m 高程邊坡為近似直立,持續(xù)降雨條件下穩(wěn)定系數(shù)小于1.0,此時處于不穩(wěn)定狀態(tài),需進行加固,來提高邊坡穩(wěn)定性[5]。

        3.2 錨索樁板

        3.2.1 滑樁設(shè)計

        樁間距(中對中)為5.0m,各樁基本在同一高程,加固段長約57m,總長112.7m,樁截面呈長方形,尺寸為1.2m×1.5m,樁長11.2m,其受荷段長5.2m,錨固段長6m。樁身所受推力計算=177.929(kN/m)。

        3.2.2 抗滑樁內(nèi)力驗算

        對于抗滑樁,由巖土工程勘查報告知,此礦體的滑床總體上為較完整的砂巖,故計算方法可采用K 法[6]。將樁視為一豎向彈性地基梁,建立微分方程:

        式中:KH—為地基的彈性抗力系數(shù);

        BP—為抗滑樁的計算寬度(m)。

        背側(cè)——為擋土側(cè);面?zhèn)取獮榉菗跬羵?cè)。

        背側(cè)最大彎矩=85.336(kN-m)距離樁頂8.431(m)。

        面?zhèn)茸畲髲澗?1141.786(kN-m)距離樁頂3.391(m)。

        最大剪力=545.781(kN)距離樁頂5.200(m)。

        樁頂位移=23(mm)。

        錨索水平拉力=458.262(kN)。

        3.2.3 樁身結(jié)構(gòu)驗算

        根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)、《工程結(jié)構(gòu)可(GB50010-2010)等有關(guān)規(guī)定,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)o=1.0、荷載分靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》(GB50153-2008)、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》項系數(shù)G=1.0。

        樁身混凝土采用C30 混凝土?;炷凛S心抗壓強度設(shè)計值fc=11900kPa,加筋抗拉強度設(shè)計值fY=300000kPa,鋼筋的彈性模量ES=2×108kPa。

        a、樁身正截面設(shè)計

        混凝土受壓區(qū)高度X 應(yīng)滿足:x ≤ξbh0

        式中:

        ξb—受壓區(qū)混凝土同時達到其強度設(shè)計值時的相對界限受壓區(qū)高度;

        經(jīng)計算:ξbh0=0.55×1.95=1.07≥x,所需主鋼筋面積AS=xbfc/fy,主筋的配筋率須滿足<5%要求。

        b、樁身斜截面設(shè)計

        h0/b=3/2=1.5<4,要求0.25?cbh0≥Q。

        0.7?tbh0<Q,抗滑樁需按斜截面抗剪承載力計算進行箍筋的配筋結(jié)構(gòu)設(shè)計。

        3.3 排水工程

        截水溝建設(shè)時依地形而建,在轉(zhuǎn)變處適當采用弧形溝和外接落水管,使其自然過渡,擋土墻頂部設(shè)置一口集水坑。

        4 結(jié)論

        礦山邊坡治理工程施工采取的是“動態(tài)信息化施工法”,即總體設(shè)計一次完成且隨地質(zhì)條件的變化進一步細化。隨著工程建設(shè)開挖揭露的地質(zhì)條件的變化,目前條件下的設(shè)計,將會有所變化,根據(jù)施工地質(zhì)情況、監(jiān)測的反饋信息,必要時對原設(shè)計做校正、調(diào)整和補充。

        礦山地質(zhì)災(zāi)害嚴重威脅著人民生命財產(chǎn)安全,社會影響也大,制約了當?shù)亟?jīng)濟建設(shè)和發(fā)展。通過治理,可體現(xiàn)出黨和政府走可持續(xù)發(fā)展道路的決心,是建設(shè)環(huán)境友好型社會的有力體現(xiàn),得民心、順民意。因此,該地質(zhì)災(zāi)害治理工程的減災(zāi)效益和社會效益巨大。

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