半成岩工程斜坡病害应急与永久处治方案的优化

半成岩边坡水敏性强,边坡开挖后应及时设置有效的地表水和地下水截排工程,并宜依据工程斜坡的特征,采取必要的边坡加固防护工程,防止坡体在水的作用和卸荷松弛作用下,产生坡体病害。而半成岩坡体一旦产生病害,应积极采取截排水和必要的反压应急工程处治,防止工程斜坡病害的快速扩大,并为永久工程的设计和实施赢得宝贵的时间。在此基础上,永久病害处治方案应贯彻治坡先治水和固脚强腰的原则,在确保半成岩边坡的整体与局部稳定性的基础上,提高工程的安全性和经济性。

案例

某边坡主要由新第三系昔格达厚层状粉砂岩组成,产状100°∠68°,坡向265°,自然坡度较为平缓,坡后为专用的110kv高压输电铁塔。原设计为路堑边坡分两级开挖,坡率1:1,最大高度约20m,一级边坡采用锚杆框架进行加固。

边坡开挖基本到位后,由于降雨等因素造成边坡发生牵引式小型滑坡,后缘距离高压铁塔约13m,下错约1.5m,滑坡平面上呈宽缓圆弧形。随着后期再次暴雨作用,坡体由于大量因地表水入渗而富水,甚至局部呈饱和状态,并再次发生牵引式滑动。滑坡剪出口位于一级边坡中上部,在坡体后部形成高约3.0m的下错壁,坡体以10~15cm/d的位移发生滑动。

《半成岩工程斜坡病害应急与永久处治方案的优化》- 投稿作者:悠游2019 - 发布于:翻身猫建筑自学网

图1 边坡前缘局部滑塌严重

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图2 坡体前缘挤压开裂变形

该段坡体病害的发生主要原因,一是半成岩昔格达层水敏性强,属于不良地质体;二是边坡所在的地形地貌是属“M”地貌,暴雨时极易形成较大的地表汇水,在工程施工时截排水工程设置的情况下,极易诱发坡体病害。

病害发生后,为防止病害扩大和影响后部专属高压电塔,故在坡体前部设置顶宽12m的反压体,堑顶设置截排水沟对地表汇水进行引排,从而快速限制坡体的变形。为有效确保高压电塔安全,在电塔前部设置两排桩长20m、间距均为1.5m的Φ108钢管桩微型桩进行预加固。

关于永久处治方案,技术人员决定采用1:1~1:1.59坡率清坡,中部设置12m宽大平台,对一、二级边坡分别设置锚索框架进行加固,坡脚设3m高路堑挡土墙固脚。在二级边坡设置3排长20m的仰斜式排水孔,坡面采用植草防护。

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图3 拟采用的工程地质断面图

关于应急与永久处治方案,笔者认为依据坡体病害特征需进行必要的优化,从而进一步提高工程斜坡的安全性和工程的经济性。即:
1、应急方案反压方案中的反压规模偏大,建议采用滑坡体的1/10方量即可,且反压体的宽度取5m即可,且反压体的顶部标高超出剪出口只有2m,滑坡存在越顶的可能,故宜适当加高2m为佳,即反压体高度应超过滑坡剪出口不小于4m。
此外,为快速起到有效的反压作用,反压体宜采用吨袋设置,从而快速利用吨袋码砌实现有效的反压效果。
2、坡体局部富水严重,直接在坡面上设置锚索框架时由于坡面承载力不足,极易造成框架下陷而导致预应力损失。故建议:
1)在富水的一级边坡设置间距约6.0m,宽1.0m,深1.5m的边坡渗沟疏排浅层地下水,坡脚设置的长20m的仰斜排水孔,从而在提高坡体自身稳定性的基础上,为锚固工程的有效结构反力提供必要的地层承载力。
2)将一级边坡的锚索框架工程调整为长12m的钢锚管,从而利用钢管的强大抗剪力对一级边坡进行固脚,并取消坡脚的挡墙工程。
3、由于边坡开挖地下水位必然进行相应的调整,故将二级边坡的多排仰斜排水孔调整为一排。

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该应急方案和永久方案,较原设计具有更好的安全性、经济性和可实施性,对半成岩工程斜坡病害具有较优的针对性,是一个相对更优的工程处治方案。该坡体经应急和永久处治后,十二年处于稳定状态,显示半成岩工程斜坡病害的处治是有效的。

 

 


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