在一些条件适宜的坡体或治理工程中,为有效减小支挡工程规模,常在滑面或潜在滑面(以下统称滑面)附近设置位于滑床和滑体中一定长度的抗滑键,从而避免工程顶部位于地表时造成的工程规模较大和工程造价较高的情况出现。
抗滑键的设置主要有桩式抗滑键、滑面附近的线状防滑键和圬工硬化滑面的抗滑键三种形式。
1、抗滑桩形式设置的抗滑键
桩式抗滑键主要应用滑面厚度较大的坡体工程治理中,利用其形成的一个个“楔子”而提高滑面的抗滑力。当然,这种桩式抗滑键可以是竖向设置的,也可以是斜向设置或水平向设置的,只要其能“串联”滑床与滑体就好。其主要特点如下:
图1 桩式抗滑键设置示意图
1)桩式抗滑键支挡工程的设置,可有效利用桩顶上部滑体对下滑力的抵抗,从而减小桩式抗滑键所受到的坡体下滑力,也就相应减小了支挡工程的规模。
2)桩式抗滑键支挡工程的设置,直接减小桩体的悬臂长度,也就在一定程度上减小桩体位于滑面以下的锚固段长度。
3)桩式抗滑键支挡工程的设置,有效减小桩体的长度,也就直接减小了桩体的弯矩,从而有利于减小桩体的配筋率。
需要注意的是,桩式抗滑键很少应用于滑体松散的堆积体,尤其是富水堆积体和松散的弃方等坡体中。这主要是由于此类地层极易造成“越顶”事故的发生,以及桩间土拱形成较差而导致滑体从桩间“穿越”导致工程失效。这也就是说,桩式抗滑键最适宜应用于滑体具有较好完整性的岩质坡体,以及密实性较好且贫水的堆积体坡体病害治理。
2、线状防滑键
滑面附近的线状布置的抗滑键工程,主要应用滑面深厚的坡体工程治理中,即垂直于坡体主滑方向,在滑面附近的滑体与滑床部位,采用人工开挖形成“隧洞”后浇注钢筋混凝土、混凝土或其它圬工,从而形成抗滑键而提高滑面的抗滑力。其主要特点如下:
1)滑面附近的线状布置的抗滑键工程,在滑面深厚的坡体工程侧面开挖“隧洞”,可以直接以线状的形式实现对滑面的支挡,较桩式抗滑键明显有较小的辅助工程。
2)滑面附近的线状布置的抗滑键工程,可以兼做排水隧洞(盲洞),从而有效减小地下水对坡体的不利作用。
图2 线状抗滑键工程设置示意
需要注意的是,滑面附近的线状布置的抗滑键工程,由于开挖的洞室直径往往较小,即抗滑键位于滑体和滑床的深度较小,故较桩式抗滑键更容易存在“越顶”的可能,故其不应用于堆积体坡体、完整性较差或岩性质软弱的岩质坡体,而仅应用于完整性较好的硬岩和较硬岩坡体之中。
3、圬工硬化滑面设置的抗滑键
圬工硬化滑面的抗滑键支挡工程设置,主要应用于滑面深度较小、坡体富水的坡体中采用边坡渗沟、支撑渗沟等工程。即在平行于坡体滑动方向上利用人工开挖的,具有一定间距和长度沟槽,实现对滑面的破坏后采用圬工浇筑、砌筑,从而大幅改善滑面的力学性质,其主要特点如下:
1)圬工硬化滑面的抗滑键支挡工程设置,除利用边坡渗沟或支撑渗沟有效疏排坡体地下水,改善坡体的水文地质环境外,从而提高坡体的稳定性。
2)圬工硬化滑面的抗滑键支挡工程设置,通过开挖的沟槽破坏滑面,然后利用各种圬工硬化滑面,工程施工简单方便。
图3 圬工硬化抗滑键设置示意图
需要注意的是,边坡渗沟、支撑渗沟形式的圬工硬化滑面式抗滑键多限于富水、且滑面深度不大于8m的坡体支挡工程。因为此类坡体需结合排水进行处治,且深度较小时方可有效确保“沟槽”开挖时的安全。
而对于不具备排水功能,平行于坡体滑动方向设置的沟槽式全断面圬工抗滑键工程应用很少。其主要原因是工程性价比偏低而被其它工程措施替换。
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