基于坡体病害性质分析的抗滑桩工程优化

抗滑桩作为地质灾害处治武器库的“镇库之宝”,一般不到万不得已不宜亲自或频繁出场。也就是说,抗滑桩主要应用于大~中型滑坡或高大边坡的病害治理中,而对于一般的小型滑坡或普通边坡,以免兴师动众,造成工程规模的大幅攀升。只有在挡墙、锚杆、锚索和钢锚管等常规武器不能解决问题,方才可能请出抗滑桩这颗“原子弹”。
而在工程实践中,有些技术人员往往由于多种原因,没有对病害对象进行针对性的分析,一旦发现敌情就动不动搬出抗滑桩这颗“原子弹”进行无差别轰炸。虽然有效解决了敌情,但却造成了大量的社会成本和财富的浪费,这实属不应该。因此,依据坡体病害的性质、规模和危害,安全、经济的合理设置支挡工程类型,是岩土工作者的负责任,有担当的表现。
案例
某公路边坡位于海拔3500m的松散、含砾粉质粘土斜坡,原设计采用1:1的坡率设置,边坡高约8m。边坡开挖到位后,坡体发生了牵引式滑动,在距坡脚约41m,63m和77m的范围内,分三次发生牵引式滑动变形。从现场看,前部路堑边坡滑塌严重,后部自然坡面环状裂缝贯通密布。

图1 坡体前缘滑塌严重

图2 坡体后部的密集拉裂缝

为有效处治坡体病害,技术人员在路堑边坡坡脚设置2×2.8×15m@5m的抗滑桩进行支挡,工程费用A万元。

图3 坡体病害处治工程地质断面图

从病害的原因分析,该段坡体病害主要是由于路堑边坡的开挖,导致松散的含砾粉质粘土发生牵引式变形所致。且从自然坡面上发育的大量密集环状裂缝来,以及路堑边坡的滑塌变形特征分析,该段病害滑体厚度较小的。由于坡体病害没有及时得到有效处治,造成病害范围不断牵引扩大所致。

由此,经过分析调查,该滑坡为主轴长77m,宽45m,滑体厚度约2~6m,总体积约1.3万方,属于小型、浅层、堆积体,工程滑坡。经分析计算,滑坡最大下滑力为360KN/m。因此,该滑坡采用大截面抗滑桩进行支挡是欠合理的,不但造成工程规模偏大,也造成高海拔地区人工挖孔抗滑桩施工时的劳动强度过大。因此,应对支挡工程措施进行优化,以提高工程的经济性指标和工程在高海拔地区的可实施性。

基于此,依据滑坡体的性质、规模和工程措施的可实施性,决定在坡脚设置微型桩挡墙+反压+锚索为主的轻型支挡工程,对开挖形成的临空面进行支挡补偿,从而控制坡体的牵引变形。即:

1、在坡脚设置顶宽0.5m,底宽1.2m,高6m的轻型混凝土挡墙。其中,为了减小挡墙基底开挖进一步威胁边坡安全,故设置墙基埋深0.5m。

2、轻型挡墙基底及墙身设置两排纵向间距1.5m,长4.5~9m,直径为108mm,壁厚8mm的热轧无缝钢管桩,从而有效提高挡墙基底承载力,也有效提高轻型挡墙的结构抗剪、抗倾覆和抗滑能力。

3、在挡墙后部对路堑边坡进行反压,从而在有效提高滑坡抗滑力的基础上,对后部坡体实现支顶。

4、在轻型微型桩挡墙胸坡上设置两排水平间距4m的锚索,设计拉力400KN/孔,从而与微型桩挡墙和反压工程一起,有效平衡坡体的下滑力。其中锚索的锚固段设置于下伏的基岩之中,即利用锚索工程对下伏的土岩界面进行必要的预加固,从而防止坡体将来可能依附于土岩界面发生滑动的可能。

综上,坡体病害优化处治方案工程造价约为0.3A万元。与抗滑桩工程处治方案相比,具有施工简单便捷,人工劳动强度低和工程造价较低的明显优势,是一个相对更优的方案。

图4 优化处治工程地质断面图

 

 

 


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