对于规模较小、变形较快的滑坡,宜尽量配合有效的卸载反压,采用施工速度较快的锚固工程,从而在快速有效处治滑坡的基础上,有效降低工程造价。换句话说,此类滑坡不宜采用工程起效较慢的大体积抗滑桩等圬工工程。因为在工程完工的后期抗滑桩能有效起到坡体的支挡作用,但在坡体变形较快的应急工程中,工程施工期间大体积混凝土强度起效较慢而容易发生结构破坏,且工程造价偏高,工程的性价比偏低。
某路堤填方边坡最大高度为15m,端头与大桥相接。原自然坡约10~15°,地表为可塑状含砾粉质粘土,厚度不大于3m。下伏中风化砂泥岩互层,岩体产状为155°∠7°。路堤填筑到位后进行路面铺砌时,区内连降暴雨,路基出现多条贯通性纵向裂缝,坡体后缘位于距左线路肩约6.5m的位置,裂缝最大宽度约12cm,相邻桥台背墙开裂,锥坡变形下沉达30cm以上,坡脚出现渗水现象。形成的工程滑坡总体积约6万方。
图1 桥台背墙开裂
图2 锥坡下沉
坡体发生变形后,为防止再次在强降雨作用下出现坡体的大变形,在依据坡体现状稳定系数取0.98反算滑面参数后,取暴雨工况下安全系数1.15时计算得滑坡下滑力645KN/m。由此,技术人员采用在路基右路肩处设置2排Φ1200mm旋挖钢管抗滑桩支挡。其中桩顶采用厚1.8m、,宽4.0m的钢筋混凝土联系梁连接;钢管桩纵向间距4m,排距2m,梅花型布置,连系梁厚1.8m。并在路面整幅宽度范围内设置深5~7m,间距2.2m的注浆工程进行处治。该方案工程造价约A万元,工期约B月。
图3 滑坡处治工程地质断面图
从坡体发生病害的原因分析,由于该段路堤填高较大而自然坡度较陡。虽然采用开挖台阶的清表处治,但仍残留了一定厚度的可塑状含砾粉质粘土形成了潜在软弱带,为工程滑坡的发生提供了良好的滑带。
此外,该段填方右侧边沟下部虽然设置了盲沟工程,但由于盲沟施作时放置于下伏基岩顶面,且设置形式为渗水盲沟而非截水盲沟,造成暴雨后大量地表汇水从坡后汇流渗入进入路堤,从而导致了路堤工程滑坡的发生。
从工程治理效果分析,技术人员采用小间距、大直径的双排旋挖钢管桩进行病害应急时,虽然工程完工后抗滑桩能有效对滑坡进行支挡,但钢管内混凝土强度上升较慢,故大规模快速施工旋挖桩对坡体扰动较大而桩体的支挡见效较慢,工程造价高。
此外,路基部位设置全幅的注浆加固虽然能有效胶结填方体,但本次病害主要是稳定性欠佳的工程滑坡问题,而非路堤压实度不足的沉降问题。故采用注浆处治的工程性价比较低,且工程费用较高。
从滑面的参数反算成果分析,目前坡体变形表现为后缘出现贯通性拉张裂缝,但滑坡的侧界与前缘目前尚未变形,即滑坡处于蠕变向挤压过渡的状态。这就是说,滑坡的现状稳定系数宜取1.02,而不宜取滑坡已经出现整体微滑时的稳定系数0.98。由此进行滑面参数反算后,滑面的内摩擦角提高了1.6°,在取暴雨工况下安全系数1.15时,计算得滑坡下滑力436KN/m,为设计的68.7%。
基于此,对滑坡处治方案进行如下优化:
1、在路基面部位快速卸载1万方,即占滑坡总体积1/6,从而达到快速减小滑坡下滑力提高坡体稳定性的效果。
卸载工程实施后,坡体后缘的变形由4mm/d快速下降收敛而趋于零,显示卸载效果良好。
2、在卸载使坡体变形有效控制的基础上,在路堤下部一级边坡设置4排,拉力为400KN/孔,水平间距为3m的预应力锚索框架,对滑坡下滑力进行有效平衡。
在路堤下部一级边坡设置锚索的原因是该部位滑面埋深浅,工程规模明显较设置于路堤上部二级边坡为优。且一级边坡部位所在的滑面位置的确定性明显也较二级边坡可靠。
3、在路堤右侧边沟下部设置深3m的截水盲沟,其中沟底进入下伏中风化基岩深度0.9m,有效截断后部山体汇水渗入路堤的可能性。
4、锚固工程完工后,回填卸载的2m高路堤,并在路床顶部设置3层土工格栅,从而有效对滑坡变形造成的坡体压实度降低问题进行有效处治。
图4 优化后的工程地质断面图
该优化方案施工速度快,可采用多台钻机进行同时施工;工程针对性强,依据滑坡特征、诱因,采用临时与永久工程相结合的卸载+锚固+排水工程进行综合处治。工程造价约为0.3A万元,工期约0.5B 月,是一个相对较优的方案。
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