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        臺階邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致在建構(gòu)筑物開裂后的支護(hù)方案分析

        2022-02-06 01:23:46王勇韓慶樓楊貞榮
        四川有色金屬 2022年4期
        關(guān)鍵詞:混凝土

        王勇,韓慶樓,楊貞榮

        (貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊, 貴州都勻 558000)

        本案例位于貴州省都勻市毛尖鎮(zhèn),該區(qū)域為泥盆系中統(tǒng)獨山組宋家橋段(D2ds)淺黃色,中厚層狀石英砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r。項目區(qū)正好坐落在該地層的順向斜坡上,項目采取了梯級切坡,各級同時建設(shè)的方式整體推進(jìn),切坡形成長80m、高7.5m的巖土混合邊坡。坡面建筑物基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ),上部結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),坡腳2層建筑物已封頂。

        坡頂房屋在進(jìn)行墻體砌筑時,墻面和地面出現(xiàn)裂縫,滑坡邊界逐漸形成,建設(shè)單位果斷采用毛石混凝土擋土墻進(jìn)行應(yīng)急支擋,滑坡變形趨勢得以減緩?;碌拇嬖?,對坡腳已建建筑物、坡頂在建建筑物和場區(qū)施工人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅,對滑坡進(jìn)行治理刻不容緩。本文就滑坡的變形特征,采取的必要勘察手段,對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行評價,提出治理方案。

        1 工程地質(zhì)條件

        邊坡區(qū)屬于單斜地貌,自然坡度20°~30°,原為農(nóng)耕作區(qū)及荒地,經(jīng)平場后坡頂平臺標(biāo)高1446.5m,坡腳平臺標(biāo)高1430m,相對高差16.5m,切坡邊坡位于坡腳平臺靠山側(cè),邊坡長80m、高7.5m,根據(jù)地質(zhì)作圖要求[1],制作勘察平面圖見圖1。

        圖1 勘察平面圖

        邊坡場地位于揚子準(zhǔn)地臺黔南臺陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)南側(cè),附近未見構(gòu)造斷裂帶,發(fā)育兩組典型節(jié)理裂隙,裂隙產(chǎn)狀為54°∠65°和267°∠80°,巖層產(chǎn)狀為175°∠17°,為順層邊坡。邊坡中部為泥盆系中統(tǒng)獨山組宋家橋段(D2ds)淺黃色中厚層狀石英砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r,層狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖石較破碎,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖芯呈塊狀、短柱狀,鉆探時該層鉆進(jìn)較困難,層厚2.2m~9.2m,平均厚6.3m,該層分布連續(xù)。下部巖層為中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r,灰、深灰色,層狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖芯多呈短柱狀、柱狀,該層頂部局部溶蝕裂隙由粘土填充,鉆進(jìn)深度5m~12.6m,層厚未揭穿,分布連續(xù)穩(wěn)定。

        2 水文地質(zhì)條件

        邊坡地段的地下水主要受地表降雨量補給,最少年降雨量868mm,最多年降雨量1968mm,年平均降雨量1445.5mm,雨季主要集中在5-8月,約占全年降雨量的70%;多年日平均降雨量3.96mm,多年日最大降雨量307.4 mm(2000年6月8日),年平均相對濕度79%。地表水徑流方向自高向低流,流經(jīng)邊坡區(qū)域,向坡腳排泄,滑坡發(fā)生時間為2016年12月8日,正值枯水期。

        3 邊坡變形特征

        根據(jù)地面調(diào)查,坡頂?shù)孛婵梢?條明顯裂縫:裂縫1長15.8m,走向約42°,貫穿兩段墻體;裂縫2長35m,走向約69°,貫穿1棟在建建筑物;裂縫3長67m,為滑坡后緣主裂縫,起始段為滑坡右邊界,走向約45°,中段與裂縫1貫通后向東南彎折,走向變?yōu)?20°,與裂縫2交匯后走向變?yōu)?4°繼續(xù)延伸;裂縫4長14.7m,走向141°,為滑坡左邊界;裂縫5長10.4m,走向75°,位于坡口后側(cè);裂縫6長23m,走向右17°過度到75°,位于滑坡左側(cè)前部。

        根據(jù)詳細(xì)勘查,邊坡滑面位于中風(fēng)化砂巖層中,滑動面為泥化夾層軟弱面。滑坡體平均長75m,寬約80m,均厚約5m,方量約為3×104m3,為淺層小型土質(zhì)滑坡,滑動方向170°。

        4 邊坡巖體物理力學(xué)指標(biāo)

        4.1 室內(nèi)試驗

        邊坡滑面位于中風(fēng)化砂巖層中,受層面和多組節(jié)理面共同作用,結(jié)構(gòu)面結(jié)合差,結(jié)構(gòu)面組數(shù)大于3組,巖體破碎,取28件中風(fēng)化砂巖作室內(nèi)重度、抗壓和抗剪試驗,物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

        表1 物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)表

        4.2 現(xiàn)場大剪試驗

        現(xiàn)場直剪試驗。滑動面為泥化夾層軟弱面,在現(xiàn)場作了6組大型直剪試驗,其中3組在天然狀態(tài)下試驗,3組在飽水狀態(tài)下試驗,見圖2,現(xiàn)場大剪試驗結(jié)果見表2。

        表2 現(xiàn)場大剪試驗結(jié)果表

        圖2 現(xiàn)場大剪試驗

        5 邊坡穩(wěn)定性分析

        5.1 邊坡穩(wěn)定性

        模擬在滑坡發(fā)生時,未進(jìn)行反壓支擋,邊坡處于自然釋放狀態(tài),巖體指標(biāo)取上述值,按照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013規(guī)定,一級永久性邊坡,穩(wěn)定安全系數(shù)1.35,采用平面滑動法計算,邊坡穩(wěn)定系數(shù)0.548<1.35,邊坡不穩(wěn)定,結(jié)論和現(xiàn)場情況吻合。

        5.2 支護(hù)體系分析

        支護(hù)體系采用動態(tài)設(shè)計法[2],若在坡體下部應(yīng)急擋墻上設(shè)置格構(gòu)錨索,存在的隱患是坡面巖體破碎,毛石混凝土擋墻的抗壓能力不能保證,在錨索張拉應(yīng)力下坡面巖體易擠脫、潰散,從而導(dǎo)致錨固體系失效?!斑吰录庸坦こ痰脑瓌t一般為固腳強腰,即穩(wěn)固坡腳,加強坡面防護(hù)[3]”,經(jīng)過試算,若在坡腳設(shè)置一排支擋體系,則剩余下滑力接近1600kN/m,支擋尺寸過大的同時,坡頂處房屋局部滑塌的隱患不能徹底消除。因此,采取兩排抗滑樁支擋的思路,“后、前排樁上坡體壓力均呈兩端小、中間大的拋物線形型分布模式,其峰值點均位于受荷段中點以下相對靠近滑面位置”[4],支護(hù)斷面圖見圖5。

        圖5 支護(hù)斷面圖

        (1)在滑坡中部已建兩層磚房前布置第一排支擋,保障磚房安全性,安全系數(shù)取1.35,計算出第一排支擋處的剩余下滑力。

        (2)計算毛石混凝土擋土墻能夠提供的抗力。毛石擋土墻頂寬7m,底寬2m,高6m,基底傾角0°,基地摩擦系數(shù)0.5。根據(jù)滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,應(yīng)急毛石混凝土擋土墻施工后,滑坡變形值收斂。按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013-11章計算抗滑移和抗傾覆,據(jù)此迭代求得毛石混凝土擋墻能提供的抗滑力為360kN/m。

        (3)第一排支擋以上的剩余下滑力不再考慮,考慮毛石混凝土擋土墻提供的抗力,計算下部滑體的穩(wěn)定性是否滿足要求,若不滿足,則再對下部坡體進(jìn)行第二排支擋,經(jīng)計算,該段不穩(wěn)定,計算出第二排支擋處剩余下滑力。

        根據(jù)反復(fù)迭代和試算,設(shè)置四種類型的抗滑樁較為經(jīng)濟(jì)合理,分級支擋處剩余下滑力見表3。

        表3 支擋處剩余下滑力表

        6 結(jié)論

        (1)在工程切坡后,應(yīng)嚴(yán)格遵循先設(shè)計后開挖,并逆作法施工。

        (2)邊坡頂部在建的房屋基礎(chǔ)應(yīng)該放置于邊坡潛在破壞面以下。

        (3)坡體出現(xiàn)變形跡象后,應(yīng)急處置措施必須首先考慮邊坡整體穩(wěn)定。經(jīng)過監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,本案例證明,第一時間采取坡腳毛石混凝土反壓,效果好。

        (4)在確保邊坡整體穩(wěn)定性后,在淺基礎(chǔ)的前端再次支擋是十分必要的。

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