胡永波
(陜西鐵道工程勘察有限公司, 陜西 西安 710000)
隨著我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)的迅猛發(fā)展,棄土場(chǎng)高邊坡逐漸增多,特別是在山區(qū)工程建設(shè)中涉及到比較多的建筑邊坡問(wèn)題,諸多學(xué)者采用多種支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)高邊坡進(jìn)行了卓有成效的研究[1-4]。如何對(duì)棄土場(chǎng)高邊坡進(jìn)行正確的認(rèn)識(shí)分析、合理的設(shè)計(jì)、有效的處理,是工程設(shè)計(jì)人員必須考慮的問(wèn)題。
項(xiàng)目位于陜西省延安市富縣境內(nèi),工程內(nèi)容為新建廠區(qū)西區(qū)C 邊坡局部塌陷區(qū)及1#、2#、3#棄土場(chǎng)綜合治理。根據(jù)勘察資料,邊坡北部伸入H2 老滑坡體后緣,現(xiàn)因坡體開(kāi)挖,形成兩處次生滑坡,分別為CH1 和CH2(見(jiàn)圖1)。
圖1 CH1 和CH2 滑坡
圖2 六級(jí)平臺(tái)發(fā)生坍塌
地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造是其滑動(dòng)的自然因素,地表水、地下水與人類活動(dòng)是其滑動(dòng)的誘發(fā)因素,也是主要因素。
(1)滑塌區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)易滑地形,邊坡開(kāi)挖后形成臨空面,在較陡的斜坡上具備下滑的勢(shì)能條件,易發(fā)生滑動(dòng)。
(2)滑塌區(qū)坡腳位置為土巖結(jié)合面,下伏基巖為泥巖、砂巖互層,泥巖成份以粘土礦物為主,構(gòu)成區(qū)域良好的隔水層,不利于坡體內(nèi)地下水下滲,泥巖長(zhǎng)期遇水軟化其抗剪強(qiáng)度迅速降低。
(3)持續(xù)降雨軟化黃綠色泥巖,為滑坡產(chǎn)生提供條件。
(4)地面排水不暢是發(fā)生邊坡坍塌最重要的原因,六級(jí)平臺(tái)以上邊坡部分地段排水系統(tǒng)不完善,降雨匯水至六級(jí)寬平臺(tái)后形成漫流,下滲浸泡軟化土體,發(fā)生坍塌,如圖2。
(5)廠區(qū)施工震動(dòng)等人為擾動(dòng)也是誘發(fā)坍塌的因素之一。
綜合分析,坍塌產(chǎn)生的主要原因是其內(nèi)在因素和外在因素共同作用下的結(jié)果,即地下水、地面水、邊坡開(kāi)挖、強(qiáng)夯施工等外在因素的影響下發(fā)生的。
位于西區(qū)北連接線滑坡東側(cè),洛河一級(jí)支溝溝口,具體位置見(jiàn)衛(wèi)星影像圖3(a),由未進(jìn)行碾壓夯實(shí)等措施處理的松散土堆積而成。棄土場(chǎng)占地面積約 4.5 萬(wàn)m2,最大填方厚約 38m,堆積方量約 90 萬(wàn)方。由于棄土場(chǎng)位于洛河一級(jí)支溝溝口,該支溝匯水面積約 0.4km2,若連續(xù)強(qiáng)降雨,坡體穩(wěn)定性下降,極有可能誘發(fā)泥石流災(zāi)害,侵入洛河,形成堰塞湖。整治方案如下:
(1)在棄土場(chǎng)溝口處設(shè)抗滑樁防護(hù),共設(shè)抗滑樁7 根,樁間距6m,采用C30鋼筋混凝土澆筑,抗滑樁尺寸為1.8×2.4m,樁長(zhǎng)21m。
(2)樁間設(shè)擋土板,擋土板長(zhǎng)4.8m,板厚0.3m,擋土板采用C30 鋼筋混凝土現(xiàn)澆,上下間隔1.0m、左右間隔2.0m 預(yù)埋φ=0.1mPVC 管作為泄水孔,孔后設(shè)0.3m 土工排水片材反濾層。
(3)為便于施工,先對(duì)樁位處土體進(jìn)行開(kāi)挖,樁前留2.0m 寬平臺(tái),樁后留1.0m 寬平臺(tái),開(kāi)挖邊坡坡率1:0.5。
(4)樁施工完成后,邊澆筑樁間擋土板,邊回填兩側(cè)土體,并夯填密實(shí)。
(5)樁頂設(shè)10.0m 寬平臺(tái),平臺(tái)設(shè)截水溝,截水溝尺寸為0.6×0.6m,厚度為0.3m,平臺(tái)與截水溝采用M10 漿砌片石砌筑。在棄土場(chǎng)中間位置設(shè)一道排水溝,排水溝尺寸0.6×0.6m,與平臺(tái)截水溝連接。
(6)樁頂邊坡坡率1:2.0,坡面采用帶截水槽漿砌片石拱型骨架進(jìn)行防護(hù),骨架采用M10 漿砌片石砌筑。
(7)骨架內(nèi)及棄土場(chǎng)邊坡種植灌木進(jìn)行防護(hù),4 株/m2。
2 號(hào)棄土場(chǎng)位于一小支溝內(nèi),該支溝匯水面積約0.23km2,具體位置見(jiàn)衛(wèi)星影像圖3(b)。由邊坡刷坡的施工土石方堆積形成,為未進(jìn)行碾壓夯實(shí)等措施處理的松散堆積土。棄土場(chǎng)占地面積約 8.7 萬(wàn) m2,最大填方厚約 30m,堆積方量約 150萬(wàn)方?,F(xiàn)棄土場(chǎng)堆積頂面與支溝后緣分水嶺高差約 30m,通過(guò)對(duì)棄土場(chǎng)已堆棄邊坡坡體的加固處理,初步估算可繼續(xù)棄土約 200 萬(wàn)方。整治方案如下:
(1)在棄土場(chǎng)下游10m 位置設(shè)置干砌片石跺,頂寬2.0m,高5.0m,下游側(cè)邊坡坡率1.1.0,上游側(cè)邊坡坡率1:0.5。
(2)干砌片石跺后側(cè)回填棄土場(chǎng)刷方土體,并分層回填壓實(shí),壓實(shí)度不小于0.9。
(3)邊坡每6.0m 分級(jí),平臺(tái)寬度5.0m,邊坡平臺(tái)設(shè)置截水溝,截水溝尺寸為0.4×0.4;棄土場(chǎng)中間及左側(cè)設(shè)一道排水溝,排水溝尺寸為0.6×0.6m,平臺(tái)截水溝與排水溝相接;截排水溝采用M10 漿砌片石砌筑,厚度為0.3m。
(4)邊坡坡率1:2.0,坡面采用帶截水槽漿砌片石拱型骨架進(jìn)行防護(hù),骨架采用M10 漿砌片石砌筑。
3 號(hào)棄土場(chǎng)位于西區(qū) C 邊坡南側(cè)支溝溝谷內(nèi),該支溝匯水面積約 0.32km2,見(jiàn)衛(wèi)星影像圖3(c),由C 邊坡刷坡施工土石方堆積形成,棄土場(chǎng)占地面積約9.5萬(wàn)m2,最大填方厚約30m,堆積方量約 140 萬(wàn)方,現(xiàn)已停止堆土。目前棄土場(chǎng)坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。整治方案如下:
(1)在棄土場(chǎng)下游17m 位置設(shè)置干砌片石跺,頂寬2.0m,高5.0m,下游側(cè)邊坡坡率1.1.0,上游側(cè)邊坡坡率1:0.5。
(2)干砌片石跺后側(cè)回填棄土場(chǎng)刷方土體,并分層回填壓實(shí),壓實(shí)度不小于0.9。
(3)挖除干砌片石跺基底雜填土,分層回填并夯實(shí)。
(4)邊坡每6.0m 分級(jí),平臺(tái)寬度5.0m,邊坡平臺(tái)設(shè)置截水溝,截水溝尺寸為0.4×0.4;棄土場(chǎng)中間及右側(cè)設(shè)一道排水溝,排水溝尺寸為0.6×0.6m,平臺(tái)截水溝與排水溝相接;截排水溝采用M10 漿砌片石砌筑,厚度為0.3m。
(5)邊坡坡率1:2.0,坡面采用帶截水槽漿砌片石拱型骨架進(jìn)行防護(hù),骨架采用M10 漿砌片石砌筑。
圖3 1~3 號(hào)棄土場(chǎng)衛(wèi)星影像圖
傳統(tǒng)邊坡支護(hù)多采用單一支護(hù)結(jié)構(gòu),高邊坡及棄土場(chǎng)由于其本身的地質(zhì)特性而極易受到失穩(wěn)破壞,因此需要采用組合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系對(duì)其進(jìn)行綜合治理,此方法對(duì)邊坡變形要求高及施工期穩(wěn)定差的高邊坡和棄土場(chǎng)較適宜,具有廣泛的應(yīng)用前景。