龔安州
(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局六總隊,貴州 凱里 556000)
不穩(wěn)定斜坡為在各種內在、外在因素的共同作用影響下,具備自然變形、失穩(wěn)跡象或發(fā)生破壞的斜坡。在特大暴雨或持續(xù)性降雨等外在因素影響下,不穩(wěn)定斜坡在很大程度上會進一步惡化,導致其潛在的危害程度可能達到重大級[1-3]。
因此,明確不穩(wěn)定斜坡的變形破壞特征對邊坡的評價及保護具有重要意義[4]。文章以某不穩(wěn)定斜坡為例,分析得出其主要破壞模式為崩塌變形,在對崩塌變形的主要破壞特征進行分析后,結合主動防護和被動防護提出了該不穩(wěn)定邊坡的防護措施[5],用以指導不穩(wěn)定斜坡的變形分析和防護措施研究。
通過野外詳細勘查及測繪、鉆探等手段,查明了研究區(qū)地形地貌、水文條件、地層巖性、土層結構等情況。
該不穩(wěn)定斜坡呈北西高,南東低,坡腳高程為907m,研究區(qū)最高點高程為934m,高差為27m,不穩(wěn)定斜坡下方是學校。
通過詳細勘查,當前條件下,不穩(wěn)定斜坡因地形坡度較陡,地表物質主要為碎石土,結構較松散,孔隙較大,滲水能力較強該不穩(wěn)定斜坡目前主要表現為局部垮塌、裂縫及坡面危石滾落。
以原有校外小排水溝為界。排水溝南東為校園內,校園內的簡易單磚擋土墻,高約2.5m,墻后為回填土堆積形成的陡坡,并未與墻有接觸,因此墻后出現臨空面。
排水溝北西為一斜坡,局部出現垮塌,垮塌呈近北西南東向展布,平面舌形,坡度在40°左右。垮塌方向110°,寬約5m~58m,均寬約45m,長約31m,厚約5m,垮塌體為碎石土。
在局部垮塌的正上方為學校蓄水池,在調查中發(fā)現蓄水池附近有水滲出,在地表1m遠后,未見有水。在水池正下方約40m處的坡底部見有水流滲出。教師公寓樓北東角的地面出現兩條地裂縫,最長的一條約6m,寬約2cm左右。
勘查區(qū)地層巖性由新到老分布有第四系(Q)、青白口系清水江組(Qbq),現分述如下。
2.1.1 第四系(Q)
碎石土層,碎石土呈褐黃色,碎石多以棱角形為主,碎石多為強風化變余砂巖,粒徑多在50mm-70mm,大者可達120mm。
碎石含量在50%~70%,充填物為黃土。風化程度較強,錘擊易碎,密實度為中密。夾少量黃色粘土,大部分為水田與旱地。
2.1.2 青白口系清水江組(Qbq)
在工作區(qū)內,巖石新鮮露頭少見,多碎石土掩蓋。偶見露頭風化色為淺灰、灰白,新鮮色為灰綠及深灰色變余砂巖。巖層產狀穩(wěn)定,走向近南北向,傾向東,傾角15°~45°,一般40°左右,屬單斜巖層。
目前整個不穩(wěn)定斜坡區(qū)域都屬小規(guī)?;c,各滑塌點變形發(fā)生后仍處于蠕滑變形階段,局部地段形成變形裂縫。任其長時間發(fā)展破壞,可能造成大規(guī)模的滑動。
一旦滑坡整體向下滑移,必然損毀下部民房及學校,嚴重威脅師生和周邊居民的生命財產安全。該不穩(wěn)定斜坡如果形成大規(guī)模的滑坡,危害較大,因此應盡快對該滑坡實施有效治理工程。
根據《貴州省地質災害調查技術要求(試行)》表7和《突發(fā)地質災害應急防治導則(試行)》T/CAGHP022-2018表A.1,該地質災害危害對象等級為一級,災害險情等級為大型。
該災害威脅工況交通設施重要性一般,危害對象等級為大型,潛在經濟損失6000萬元,并將造成嚴重的社會不良影響。
根據《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T32864-2016)表3、表4中相關規(guī)定,該災害防治工程等級為一級。
根據建立的計算模型、方法和確定的指標選取各典型剖面采用圓弧滑動方法進行穩(wěn)定性分析計算,不穩(wěn)定斜坡在自然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨等不利工況條件下整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),考慮一定時間效應,碎石土長期在雨水等不利影響因素下,進一步破壞巖土體的結構、降低巖土體的力學性質。
因此該不穩(wěn)定斜坡整體在不利工況下是處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。有進一步發(fā)生破壞,演變?yōu)榇竺娣e滑坡的可能。
根據對研究區(qū)的調查及地質特征,在不穩(wěn)定斜坡區(qū)上部采取截水溝,下部排水溝+擋土墻的措施。根據勘查、實驗、計算、驗算及相關規(guī)范,擋墻修建為直立式。墻高4.5m,基礎埋深不應低于1m,因為擋墻要預留一定高度臨空面,防止上部有零星碎石及局部垮塌,墻上部預留不低于1.5米的臨空面,以擋住向下滾落的零星巖塊。
(1)擋墻施工
①擋墻在施工前應預先設置好防排水措施;②擋墻采用毛石混凝土澆筑,毛石摻入量控制在擋墻總體積的15%~25%?;炷恋燃壊坏陀贑30,毛石選用堅實、未風化、無裂縫、潔凈的石料,毛石粒徑不大于200mm,其強度等級不低于MU30;③擋墻以碎石土為持力層,基礎埋置深度進入穩(wěn)定土層不小于1m。擋墻基坑開挖后,必須確定其承載能力達到設計要求后方能進行擋墻澆筑。擋墻高度為動態(tài)設計,以實際開挖情況為準;④擋墻澆筑前,在基礎基坑內先做一層厚度不小于100mm混凝土墊層后,再均勻排列鋪放毛石,毛石間距不小于100mm,且離模板或槽壁距離不小于150mm,毛石插入混凝土約一半后,再灌混凝土,填滿所有空隙,以確保毛石在擋墻結構體空間中布置均勻,漿體充分包裹。最后以此逐層鋪砌毛石和澆筑混凝土,直至擋墻澆筑完成;⑤墻身每10m設置一道伸縮縫,在擋墻高度突變處及與其他建(構)筑物連接處設置伸縮縫,在地基土性狀變化處加設沉降縫,沉降縫、伸縮縫的縫寬30mm,縫內沿墻的內、外、頂三邊填塞瀝青麻絲或涂瀝青木板,填塞深度不小于200mm;⑥擋墻墻身設置直徑100mm的泄水孔,孔間距2.0m×2.0m,外斜坡度為5%,呈梅花型布置,最低一排距地面為0.3m,泄水孔應保持直通無阻,保證其有效排水。泄水孔孔后設置反濾包(或反濾層);⑦墻后優(yōu)先選擇抗剪強度高和透水性較強的填料進行分層夯實回填,其回填需在砌體或混凝土強度達到設計強度的75%以上后進行;墻后填土地表必須做好防滲處理,防止?jié)B水對擋墻造成破壞。
(2)墻后土方回填施工
①土方回填需滿足《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2012)相關要求;②回填碾壓時,應采用薄填、低速、多遍、對稱、均衡的施工方法進行;③填方地段擋土墻,且墻背地形橫坡大于1:5時,應將墻背后三倍墻高范圍內的植被鏟除干凈,并將斜坡地面開挖成臺階型,防止填土沿坡面滑動;④回填前需找好回填土料源,優(yōu)先選擇抗剪強度高和透水性較強的填料,不得使用淤泥質土、耕植土、膨脹性黏土和有機含量大于5%的土進行回填,土料含水量應控制并滿足壓實要求;⑤墻后回填土必須分層夯實,分層厚度250mm~300mm,下層土回填壓實后,必須按照要求進行密實試驗,待壓實系數滿足要求后,方可攤鋪上一層土;回填土的壓實系數λc不小于0.94,回填完成后,整體上回填土內摩擦角φ不低于32°;⑥回填土應采用3:7的土石比例進行回填,鋪填時大塊料不應集中,且不得回填在分段接頭處;⑦開挖回填不得在雨期實施,控制好施工用水,做好施工排水。在降雨前應及時壓實作業(yè)面表層松土,并將作業(yè)面作成拱面或坡面以利排水,雨后應晾曬或對填土面的淤泥清除,合格后方可繼續(xù)填筑;⑧土方回填過程中,根據試驗確定的土料最佳含水量、攤鋪厚度、碾壓及夯實遍數,對填筑過程進行嚴格控制;⑨性質不同的填料,應采取水平分層、分段填筑,并分層壓實;同一水平層,應采用同一填料,不得混合填筑;填方分段施工時,接頭部位如不能交替填筑,應按1:1坡度分層留臺階;如能交替填筑,應分層相互交替搭接,搭接長度不小于2m;壓實填土的施工縫,各層應錯開搭接,在施工縫的搭接處,應適當增加壓實遍數;⑩在施工前應結合場區(qū)的水文地質條件,修筑明溝排水、沿場地周圍開挖排水溝、合理設置場地填方坡度的方法進行排水,要求坑內不積水、溝內排水暢通?;靥钍┕ね瓿珊螅钔恋乇碓O置排水良好的地表排水系統(tǒng)。
(3)伸縮縫
①截排水溝按每15m~20m間距設置一道縱向伸縮縫,伸縮縫寬度為20mm,縫內沿結構的內、外、頂三邊填塞瀝青麻筋或涂瀝青木板,塞入深度不小于200mm;②擋墻墻身每10m設置一道伸縮縫,在擋墻高度突變處及與其他建(構)筑物連接處設置伸縮縫,在地基巖土性狀變化處加設沉降縫,沉降縫、伸縮縫的縫寬30mm,縫內沿墻的內、外、頂三邊填塞瀝青麻筋或涂瀝青木板,填塞深度不小于200m;
(4)防排水施工
①為確保場區(qū)排水系統(tǒng)暢通,根據具體情況在場內設置截排水溝,溝采用C25砼澆筑,溝內混凝土拉毛,溝底縱坡坡度不小于1.0%,并與場地排水系統(tǒng)有效銜接;支擋結構前緣處排水溝位置,離其支擋結構基礎距離不小于0.5m;水溝可根據實際需要調整為排水暗溝,場內設置沉砂池,池內需定期清理;②擋土墻墻身按2.0×2.0m相互錯開梅花形設置泄水孔,孔徑為100mm,外斜坡度為5%,最低一排泄水孔高出最低地面300mm,且泄水管長應根據實際情況伸出板體,泄水孔應保持直通無阻,保證其有效排水;③對于填方邊坡與放坡后重新回填的,支擋結構背側采用反濾層泄水;對于挖方段邊坡,支擋結構背側采用反濾包泄水。
在現場勘查的基礎上,獲取了不穩(wěn)定斜坡區(qū)域的地層巖性特征。
在此基礎上對該不穩(wěn)定斜坡的危害程度進行評價,從主要威脅對象和地質災害體破壞后造成損失兩個方面進行分析,將該滑坡防治工程級別為Ⅰ級,該地質災害危害對象等級為一級,災害險情等級為大型。
不穩(wěn)定斜坡治理以“擋土墻”為主的思路,并闡述了擋土墻施工要點。