高 章

(安徽省地質礦產勘查局311地質隊,安徽 安慶 246000)

1 工程概況

宣州區(qū)溪口鎮(zhèn)華陽社區(qū)白二組滑坡位于溪口鎮(zhèn)華陽社區(qū)白二組,災害點中心坐標東經118°43′42.05″,北緯30°38′17.55″。該段邊坡坡頂為原華陽中學校區(qū),現學校已整體搬遷,但仍有少數教師宿舍有人居住,邊坡下部為華陽社區(qū)居民區(qū),約有7戶23口居民?；伦钤绯霈F變形時間為1999年6月,原華陽中學圍墻外出現裂縫,5間校舍墻壁開裂,坡面竹林出現“醉漢林”,坡體下方河流堵塞,河水上漲,部分街道被淹沒。2015年原宣州區(qū)國土局在坡面中上部設置了一排樁板墻,坡頂設置排水系統(tǒng),在一定程度上減緩了滑坡的變形,由于坡腳小溪水流長年沖刷邊坡腳,樁板墻下部坡面再次發(fā)生變形,嚴重威脅坡腳居民生命和財產安全。

2 地質災害現狀及穩(wěn)定性分析

2.1 滑體的現狀

本次勘查的滑坡隱患體位于華陽小溪上方、樁板墻下部坡面。隱患體縱向長約27 m,橫向寬約22 m,投影面積約307 m2,平均厚度約2.5 m,體積767.5 m3。隱患體平面形態(tài)為舌形,左右兩側以地形轉折過渡處為界,隱患體后緣位于斜坡上部,可見后緣下挫現象,前緣位于坡腳華陽小溪左岸。坡體表面竹林已被砍伐,現長有灌木雜草。隱患體坡腳標高+191 m,坡頂標高+208 m,高差17 m。前緣上次滑坡的堆積物已經被清理,但坡腳華陽小溪左岸可見隱患體前緣變形隆起。

2.2 滑坡穩(wěn)定性分析

2.2.1 計算方案的選取

通過對現場勘查結果進行分析,由于鉆孔未揭露明顯滑動面,根據滑坡的形成機制,考慮其主體的巖土性質及組成結構,推測滑動帶可能位于強風化層基巖裂隙中,計算方法為“折線形”,公式如下:

(1)

式中:Fs為邊坡穩(wěn)定性系數;ψj為傳遞系數;Ri為第計算條塊滑體抗滑力(kN/m);Ti為第計算條塊滑體下滑力(kN/m);Ni為第計算條塊滑體在滑動面法線上的反力 (kN/m)。

圖1 反演分析模型

2.2.2 計算參數的確認

坡體已經發(fā)生過滑坡,故采用反演分析確定滑坡體的物理力學參數。選取滑坡處剖面作為反演計算模型,反分析工況為自重+50 a一遇暴雨,因滑坡已經產生,故取滑坡穩(wěn)定系數K=0.99。

按《巖土工程勘查規(guī)范》中推薦的極限平衡剩余推力法進行抗剪強度參數反演計算,其公式為:

(2)

(3)

式中:Ks為安全系數;Wi為i條塊的重量(KN/m);αi為第i條塊內滑面傾角;L為滑面長度。

反演分析模型見圖1、成果見表1。

從剖面反演分析成果圖表可知,當K=0.99,內聚力C從11 kPa升至15 kPa時,內摩擦角φ從15.6°降至11.7°,因此,結合相似工程經驗,考慮碎石土及降雨對參數的影響,建議該滑坡滑帶土的飽和抗剪強度:C=12.5 KPa,φ =14.7°。

根據勘查現場試驗并參照地區(qū)相關工程經驗值,計算天然工況下各巖土層采用天然重度及天然抗剪強度指標及暴雨工況下土體均采用飽和重度及飽和抗剪強度指標。計算參數綜合確定如表2。

表1 滑坡還原剖面反演分析計算結果

表2 滑坡力學參數計算參數采用值

2.2.3 穩(wěn)定計算與評價

根據勘查結果,滑坡體主要為碎石土及部分強風化基巖,勘探過程中鉆孔內沒有明顯的地下水流,區(qū)內地震活動不強烈。選取典型剖面滑坡滑坡進行穩(wěn)定性計算,分別按自重和自重+暴雨兩種工況對滑坡隱患進行穩(wěn)定性計算。坡面排水條件較好,暴雨時不考慮裂隙充水時的靜水壓力作用,只考慮對滑帶的潤滑飽和作用。

主滑剖面穩(wěn)定性計算示意圖見下圖2,計算結果見表3。

通過分析計算:滑坡典型剖面,天然狀態(tài)下滑坡穩(wěn)定性系數為1.03,坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在強降雨或連續(xù)降雨影響下,滑坡穩(wěn)定性系數為0.98,處于不穩(wěn)定狀態(tài),有發(fā)生局部或整體滑動的可能性,存在安全隱患。

2.3 滑坡地質災害發(fā)展趨勢

根據定性、定量分析結果,滑坡現狀整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),但在持續(xù)高強度降雨的工況下,雨水入滲增加坡體堆積物的自重和下滑力,坡體穩(wěn)定性降低。大量的降水將在軟弱面形成水力貫通面,貫通面一旦形成,富集的地下水使貫通面處的土體軟化、飽和。此時土體的抗剪強度降低,并且在水力貫通帶處的土體的粘聚力也同時降低,容易造成坡體失穩(wěn)下滑,產生滑坡地質災害在所難免,一旦滑坡發(fā)生整體滑動,將直接威脅坡腳居民的生命財產安全。因此,對坡體進行有效支護十分必要。

表3 各剖面穩(wěn)定系數計算結果

圖2 典型剖面穩(wěn)定性計算模型

3 治理工程設計

為貫徹“以人為本”的科學發(fā)展觀執(zhí)政理念,本著對廣大人民群眾生命和財產安全高度負責的態(tài)度,在地質災害防治工作中,必須對嚴重威脅人民群眾安全的隱患消除,因此在“經濟合理、技術可行”的大原則下,對地質災害隱患點進行工程治理,設計方案采用 “樁板墻+水渠”。

3.1 樁板墻

支擋組合樁是本方案的主要措施。在滑體中下部,采用型鋼混凝土抗滑樁對滑體進行支擋。樁體底部則嵌入地面以下穩(wěn)固巖土體中,樁之間的淺部采用鋼筋混凝土板墻支擋樁間土體。

3.1.1 微型抗滑樁

設計樁間距:1.5 m,直徑300 mm,樁長為12 m,其中地面以上2 m,地面以下10 m。依樁體所設部位的標高,對照地層剖面,其中進入完整基巖6 m,按照一般抗滑樁設計的構造原則-即滑面以下樁長對于硬巖一般可取1/3樁長左右,經樁體受力計算本處樁長滿足抗彎及抗剪要求。樁孔內宜采用二次注漿工藝注漿,也可采用細石混凝土灌注?；炷翉姸葹镃30?；炷凉橇狭叫∮?0 mm,強度不小于C25。型鋼采用20b型熱軋工字鋼,其中工字鋼高方向與滑坡方向一致。

3.1.2 拉結錨索

布置1排預應力錨索來增加抗滑樁穩(wěn)定性,設計錨索采用4φj15.24鋼絞線,錨索材料采用高強度、低松弛預應力鋼絞線,直徑φ=15.24 mm,強度1 860 MPa。錨索長20 m,預加應力為200 kN;錨孔φ130 mm,注入水泥砂漿。

錨索錨固段長度根據《滑坡防治設計規(guī)范》(GB/T 38509-2020)中公式進行計算:

(4)

(5)

式中:La為錨固段長度,(mm);Fb為錨索錨固體抗拔安全系數,取值參見表4;Tk為錨索設計錨固力,(N);n為鋼絞線根數,(根);d為鋼絞線直徑,(mm);fms為注漿體與錨索界面粘結強度設計值,(MPa),取值參見表5;fm為注漿體與鉆孔界面極限粘結強度標準值,(MPa),取值參見表6;D為錨索錨固段鉆孔直徑,(mm)。

表4 錨固設計抗拔安全系數Fb取值

表5 注漿體與錨索界面粘結強度設計值

單絲涂覆環(huán)氧涂層預應力鋼絞線、環(huán)氧涂層七絲預應力鋼絞線的粘結強度降低25%

表6 巖體中錨索注漿體與鉆孔界面極限粘結強度標準值

本設計中各項參數取值如下表7。

表7 各參數取值表

計算可得

因此,錨索錨固段長度應不小于6 m。設計錨索19束,長度計380 m。

樁錨聯結:預埋OVM13-6張拉錨具(或錨墊板),錨索通過錨具與抗滑樁連接,錨頭尺寸20×30 cm。

3.1.3 連系梁

地表以下開挖0.5 m,使用連系梁將樁體連接成整體,梁長28 m,斷面尺寸1.0 m×0.8 m,雙面配筋,每面Φ16@100,HRB400橫向鋼筋,箍筋使用Φ10@150,HRB335。

3.1.4 板墻

在樁與樁之間采用現澆砼板聯成整體,樁應包于砼板中。

1)板筋

雙面配筋,每面Φ14@200,HRB400橫縱鋼筋,C30板高2 m,板厚0.4 m。其中板每間隔10～15 m預留寬3 cm伸縮縫一條,預留時將板在縫處斷開并填塞浸油木板,留縫位置在板跨度的1/2處。施工放樣時,盡量將板縫留在地形高差及滑坡推力相對較小的地段,若無法避免,可只將板混凝土斷開而鋼筋保持連接。

2)樁板聯結

樁成型后,于樁上部設錨桿,同時沿樁心走向拉設鋼筋網,成網后支模澆筑砼板。

3)樁板墻后填料

對樁板與坡面形成的楔形空間自底向上填筑透水濾料,至距板墻頂0.5m處以上部位填筑夯實粘土。

4)排滲工程

為排除坡體內淺層地下水,在樁板墻上設置泄水孔(仰角約10°),共設一排泄水孔,泄水管采用直徑110mmPVC花管,泄水孔設在板墻下距墻底0.2 m處、按樁板墻走向每1.5 m設一眼,每根長度1 m,在泄水孔周邊應回填透水性強的填料(即反濾砂包),并在泄水管下方回填30 cm厚的素混凝土。在板墻后側回填的礫料應是抗剪強度高、稍濕、可塑狀等一般粘性土,并分層夯實,不應回填淤泥質土、耕植土、有膨脹性、軟塑、流塑狀粘性土等。

3.2 水渠

坡腳華陽小溪常年沖刷坡腳導致坡腳失穩(wěn),是誘發(fā)滑坡的主要原因。在坡腳修建水渠防止溪水沖刷。水渠施工之前,在水渠前端使用圍堰配合波紋管將溪水暫時導流至附近溝渠中,避免影響水渠施工。水渠采用C30混凝土澆筑成型,內斷面呈矩形,上游呈喇叭狀開口。

4 結論與建議

4.1 結論

宣州區(qū)溪口鎮(zhèn)華陽社區(qū)滑坡由于坡腳小溪水流長年沖刷邊坡腳,樁板墻下部坡面再次發(fā)生變形,嚴重威脅坡腳居民生命和財產安全。通過實地調查,對不同工況下的邊坡穩(wěn)定性進行分析,結果表明,滑坡現狀整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在持續(xù)高強度降雨工況下,坡體穩(wěn)定性降低,隨時可能發(fā)生滑坡。通過樁板墻工程對滑坡進行加固、在坡腳修建水渠防止溪水沖刷,可有效消除項目區(qū)地質災害隱患。

4.2 建議

(1)滑坡治理是一個特殊的工程,且樁板墻工程是本加固工程的關鍵,同時其又是施工技術難度較大的特殊工程,要求必須是專業(yè)化隊伍施工,且各主要施工工序應有相關專業(yè)技術人員進行監(jiān)督和指導。建議施工隊伍要具有相應的資質等級或進行過同類施工項目,以確保施工質量。

(2)做好施工階段的監(jiān)測工作,確保施工人員及機械設備安全;確保治理工程安全可靠的完成并發(fā)揮應有的作用。

(3)同一區(qū)段的治理工程應在同一連續(xù)工期內連續(xù)施工及竣工,以防工程強度未達標準強度前或在零星施工中遭到破壞。各主體工程必須嚴格按設計要求施工,遵循相應的施工規(guī)范,確保施工質量,施工后按規(guī)范及設計要求進行工程驗收。