嚴(yán)建剛
(貴州省黔美基礎(chǔ)工程公司,貴州 貴陽 550001)
滑坡災(zāi)害占我國地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的70%~80%。據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計,我國95%以上的滑坡都與自然降雨有關(guān)。降雨誘發(fā)滑坡災(zāi)害給人民和國家?guī)砹司薮蟮纳拓敭a(chǎn)損失。引起滑坡的因素很多,降雨是誘發(fā)滑坡的關(guān)鍵因素。邊坡在降雨條件下,土壤中的孔隙水壓增加,基質(zhì)吸力逐漸消散,土壤的抗剪強(qiáng)度降低,最終導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。本文結(jié)合案例工程對斜坡病害形成原因進(jìn)行分析,并提出治理措施。
案例工程位于貴陽市云巖區(qū)南埡路67號(貴云基金產(chǎn)業(yè)園辦公區(qū)<一期>10 號樓前)。場地斜坡既有路堤擋墻修建于20世紀(jì)90年代,現(xiàn)階段擋墻墻身開裂,坡頂產(chǎn)生裂隙。墻身產(chǎn)生多道裂縫,裂縫長度在2~4.0m,裂縫寬度20~35mm,裂縫在墻身呈不規(guī)則分布;坡頂裂隙位于坡頂邊緣約3.4m,裂隙長11.6m,裂縫寬約3~20mm,與斜坡走向平行;裂縫處由坡內(nèi)向坡外滲水,距離斜坡坡頂6m處為貴云基金產(chǎn)業(yè)園辦公區(qū)(一期)10號樓(4層辦公樓),該建筑樓層中預(yù)制板、墻體開裂,內(nèi)走廊梁體受拉開裂,坡頂范圍平時作為停車場使用。
據(jù)本次工程地質(zhì)調(diào)查及鉆探揭露,場地巖土自上而下分布,第四系雜填土、第四系殘積層紅黏土,下伏三疊系下統(tǒng)安順組(T1a)白云巖。
(1)雜填土(Qml):雜色,黏土夾碎石及建筑垃圾,結(jié)構(gòu)松散,場地整平時回填。擬建場地區(qū)域均有分布;
(2)紅黏土(Qel):黃色、黃褐色,可塑狀態(tài),含少量風(fēng)化殘塊碎石,風(fēng)化殘塊含量≥10%,土質(zhì)較均勻,韌性干強(qiáng)度中等,土體切面光滑,無搖振反應(yīng),場地均有分布;
(3)中風(fēng)化白云巖(T1a):淺灰~灰白色,層狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖體較破碎,巖芯多呈短柱狀,少量呈長柱狀、塊狀,巖體較破碎,場地均有分布。
場地三疊系下統(tǒng)安順組(T1a)白云巖,巖體較破碎,場地風(fēng)化面起伏較大。根據(jù)鉆探巖樣飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗可知,標(biāo)準(zhǔn)值frk=33.2MPa,根據(jù)巖石堅硬程度認(rèn)定為較硬巖;根據(jù)巖芯觀察發(fā)現(xiàn)巖層節(jié)理較發(fā)育,結(jié)構(gòu)面結(jié)合狀況為分離,起伏粗糙,充填狀況為大部分巖屑充填,巖體完整程度為較破碎,根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級[1]。
從斜坡巖土體特征性質(zhì)分析,該斜坡段為土質(zhì)斜坡,斜坡主要為雜填土,含建筑垃圾等,分布坡體所有區(qū)域,土質(zhì)松散,成分復(fù)雜,回填時未分層夯實,力學(xué)性質(zhì)低。墻后填料不符合回填要求,不能作為擋墻墻后填料,采用雜填土回填,易發(fā)生斜坡病害,造成斜坡失穩(wěn),擋墻發(fā)生破壞。
既有擋墻基礎(chǔ)并沒有置于穩(wěn)定地層之上,基礎(chǔ)放置于松散的填土層之上,地基土層松散,土體性質(zhì)差,很難提供有效地基承載力。擋墻地基承載力不夠,填土長期處于緩慢的自重固結(jié)過程,導(dǎo)致不均勻沉降,致使墻身發(fā)生滑移和沉降,墻身產(chǎn)生裂縫和位移,坡頂產(chǎn)生裂隙,進(jìn)而導(dǎo)致坡頂4層辦公樓墻體開裂,內(nèi)走廊梁體受拉開裂。
擋墻墻身未設(shè)置泄水管,裂縫處由坡內(nèi)向坡外滲水,雨季期間降雨過程長、雨量大,水流的長期滲入造成斜坡土體富水,使土體重量加大、抗剪強(qiáng)度降低,擋墻墻后土體荷載增大,墻后土壓力增大,導(dǎo)致?lián)鯄崎_裂,坡頂產(chǎn)生裂隙(見圖1所示)。
圖1 地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域圖
斜坡病害區(qū)地下水主要受節(jié)理、裂隙發(fā)育產(chǎn)狀和地形條件控制,巖層總體富水性弱,水量較小。主要補(bǔ)給來自自然降水,地表水受季節(jié)性降雨影響較大[2]。地下水的補(bǔ)給來自季節(jié)性降雨和地表水,對其場地穩(wěn)定性影響較大。
經(jīng)過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及勘察,既有擋墻修建完成后,在坡頂新建4層辦公樓,樓前作為停車場使用,坡頂未設(shè)置截排水溝,坡頂未完全封閉,坡頂荷載增大,擋墻墻后土體荷載增大,墻后土壓力增大,改變了既有擋墻的應(yīng)力狀態(tài),從而易發(fā)生斜坡病害。雨季期間降雨過程長、雨量大,水流的長期滲入造成斜坡土體富水,使土體重量加大、抗剪強(qiáng)度降低,進(jìn)而使土體向臨空面變形產(chǎn)生裂隙導(dǎo)致更大量的地表水滲入裂隙,最終使斜坡土體在自身重力和水壓力作用下向下發(fā)生滑動導(dǎo)致墻身破壞,進(jìn)而導(dǎo)致坡頂4層辦公樓墻體開裂,內(nèi)走廊梁體受拉開裂[3]。
經(jīng)現(xiàn)場勘察和地質(zhì)調(diào)查,原設(shè)計的擋墻及坡頂辦公樓產(chǎn)生拉裂變形、擋墻墻身大部分區(qū)域開裂,擋墻已經(jīng)完全失去抵抗主動土壓力的作用,針對場地施工空間和工程地質(zhì)條件,該斜坡上覆雜填土,厚度約11.0m,覆蓋層厚度較大。針對治理斜坡病害區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,本次治理主要在既有擋墻位置外側(cè)設(shè)置樁板墻體系支護(hù),并在坡頂坡腳設(shè)置截水溝、辦公樓和邊坡排水溝修繕或修建排水溝,對斜坡采用抗滑樁加固。
斜坡坡頂坡腳設(shè)置截水溝,修繕辦公樓兩側(cè)排水溝,邊坡兩側(cè)修建排水溝。雨季期間降雨過程長、雨量大,將坡面地表及巖土體裂隙溢出地下水引流至邊坡周圍截排水溝,達(dá)到了良好的排水效果。
根據(jù)斜坡的穩(wěn)定性特征,斜坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),擠壓階段,斜坡后緣產(chǎn)生大量拉張裂縫,向滑坡兩側(cè)逐漸延伸,對滑面參數(shù)進(jìn)行反算,在天然工況下斜坡穩(wěn)定性系數(shù)K=1.05,暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)K=0.96,計算出不同工況下滑面抗剪強(qiáng)度,結(jié)合土工試驗抗剪強(qiáng)度結(jié)果,綜合考慮取最不利情況,計算得出斜坡下滑力為764kN∕m。既有擋墻位置外側(cè)設(shè)置抗滑樁,抗滑樁間距為4.0m,抗滑樁規(guī)格為1.5m×2.0m。由于覆蓋層厚度較大,抗滑樁需要穿過土層嵌固到中風(fēng)化白云巖中,錨固段的長度為8m。樁間板厚0.3m,冠梁1.2m×2.0m。坡面設(shè)置泄水孔,同時,泄水孔需穿過原有擋墻0.3m抵達(dá)含碎石的填土層,以便達(dá)到較好的泄水效果。斜坡病害處理斷面見圖2所示。
圖2 斜坡病害處理斷面圖
通過穩(wěn)定性軟件計算結(jié)果,斜坡穩(wěn)定系數(shù)值Fs=1.37,樁頂最大位移在10mm左右,滿足規(guī)范要求,斜坡通過樁板墻治理后,處于穩(wěn)定狀態(tài)。
按照該段處治防護(hù)方案,對斜坡進(jìn)行變形監(jiān)測和水文監(jiān)測。變形監(jiān)測采用全站儀測量斜坡體的位移變化,通過布設(shè)于坡面的觀測點建立地表位移監(jiān)測控制網(wǎng),從而有效觀測坡體各部位的位移狀況和各部位之間的位移關(guān)聯(lián)度。
水文監(jiān)測是對邊坡和坡體的含水率及地下水動態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測,尤其是對斜坡體進(jìn)行地下水的動態(tài)監(jiān)測是確保工程斜坡安全的重要前提。施工完成后變形監(jiān)測和水文監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,斜坡無明顯變形、穩(wěn)定性較好,主體建筑也未進(jìn)一步開裂。
綜上所述,結(jié)論如下:
(1)對工程斜坡地質(zhì)條件復(fù)雜的場地,雨季期間降雨過程長、雨量大,水流的長期滲入造成斜坡土體富水,使土體重量加大、抗剪強(qiáng)度降低,進(jìn)而使土體向臨空面變形產(chǎn)生裂隙導(dǎo)致更大量的地表水滲入裂隙,最終使斜坡土體在自身重力和水壓力作用下向下發(fā)生滑動,不能過于依賴工程支擋措施而輕視工程排水,斜坡病害治理優(yōu)先治水。
(2)擋墻基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)定地層之上,承載力需達(dá)到設(shè)計要求,墻后填料需符合回填相關(guān)規(guī)范要求,避免產(chǎn)生不均勻沉降而使斜坡發(fā)生變形破壞,造成災(zāi)害。
(3)斜坡病害主要的形成因素分為內(nèi)在因素和外在因素,從本案例可知,巖土體性質(zhì)是重要的內(nèi)在因素之一,一般來說,土質(zhì)或者類土質(zhì)斜坡力學(xué)性質(zhì)較低,易發(fā)生斜坡病害。氣象水文、人類活動是重要的外在因素,長時間的連續(xù)降雨和大暴雨,對巖土體的軟化作用降低巖土體抗剪強(qiáng)度;人類工程活動,改變斜坡應(yīng)力狀態(tài),這些都是影響坡體穩(wěn)定性的重要外在因素。
(4)該斜坡坡體依照此方案進(jìn)行施作后,長期一直保持穩(wěn)定。采用案例中的治理措施是有針對性的、有效的,能及時消除斜坡病害,確保人類生產(chǎn)、生活安全。