坡体病害治理的支撑渗沟与边坡渗沟组合应用

岩土工程三要素,即岩土体的变形、强度、渗透,这三者之间往往相互影响。如岩土体强度下降往往造成岩土体的渗透性增强和岩土体出现微观或宏观的变形,岩土体的地下水渗透将造成岩土体强度的不断衰减和诱发岩土体出现微观或宏的变形,而岩土体的变形则象征着岩土体强度的降低和渗透性的增强。因此,要控制岩土体的变形,必须从岩土体的强度和渗透两方面入手。且考虑到岩土体中地下水和地表水的处治,不但可以有效提高岩土体的自身强度,工程的耐久性更高,且工程费用明显较设置支挡的补强工程更为节省。因此,“治坡先治水”,是富水坡体病害处治中所必须首先考虑的理念。

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图1 岩土工程三要素关系图

某坡体由深厚的富水饱和粉质粘土构成,坡体呈可塑~软塑状,综合自然坡度约12°左右。原设计挖方边坡坡率1:1,最大坡高约7.2m,采用绿化防护。
在边坡开挖基本到位时,在距坡脚约39m的部位产生圈椅状贯通性裂缝,裂缝宽20~30cm,下错约60cm。形成了宽约100m,滑体厚约8m,体积约2万方的堆积体工程滑坡。

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图2 边坡前缘滑塌渗水严重

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图3 滑坡后缘圈椅贯通性裂缝

该滑坡计算的下滑力约420KN/m,在考虑到线路纵面无法调整实现对滑坡的反压情况下,结合粉质粘土力学性质较低而厚度较大的情况,技术人员决定在坡脚设置1.8×2.5m×18m@5m的抗滑桩为主的工程进行支挡处治。工程费用约A万元。

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图4 采用的工程地质断面图

从岩土工程的三要素看,该坡体由宽缓的富水粉质粘土构成,综合自然坡度约12°左右,显示构成坡体的富水粉质粘土物理力学性质较差。因此,在边坡开挖后,造成坡体的强度急剧下降,以及开挖成为地下水的新排泄面。加之坡体开挖坡度较陡而无法满足岩土体的稳定休止角要求,故极易造成边坡和坡体发生变形。如果不及时处治,且随着岩土体的时效作用,坡体的变形范围必然会不断加大。

技术人员在病害发生后采取以抗滑桩补强为主的工程处治方案,没有设置有效的坡体截排水工程,不但造成工程费用较高,也不利于抗滑桩在富水粉质土中设置时的安全性和坡体的耐久性。

基于此,结合富水粉质粘土力学性质较低的实际情况,采用以疏排坡体地下水,截排地表水的工程措施,提高坡体自身稳定性为主的工程处治则工程效果更好。即:

1、对滑体进行必要的刷方,在有效减小滑体下滑力的基础上,为支撑渗沟工程的设置提供便利。具体为一级边坡采用1:2.5的坡率刷方,坡高5.5m。二级边坡采用1:2的坡率刷方,坡高10.3m。一级平台宽4m。共刷方0.8万方,滑体平均厚度由8m减小为5m,滑坡的下滑力由420KN/m降低为230KN/m。

2、一级边坡设置能对滑坡整体稳定性有效提高的支撑渗沟。其中支撑渗沟间距8m,宽1m,深约4m,长约12m。支撑渗沟底部采用浆砌块石砌筑,从而在破坏滑面的基础上,有效提高滑面的抗滑力。支撑渗沟内部填充粒径较大的碎块石,有效降低滑体的含水量和疏排地下水,提高坡体的自身稳定性。

3、坡脚的支撑渗沟前部设置高3m的脚墙,在起到护脚的基础上,通过墙身上设置的泄水孔有效疏排支撑渗沟的汇水。且支撑渗沟形成的拱效应作用下,有效对支撑渗沟之间的坡体起到支挡作用。

4、在二级边坡设置对二级边坡能起有效防护的边坡渗沟。其中边坡渗沟间距6m,宽1m,深约1m边坡渗沟采用渗水土工布裹的基础上,其中填充料径较小的碎砾石有效控制边坡大气影响层范围内的土体含水提高边坡的稳定性。

5、在距堑顶5m的部位修建截水沟,有效截排坡后汇水。

6、在路基边沟下部设置深为2.5m的截水盲沟,有效确保路床与上路堤的含水量稳定,从而防止路基富水造成路面损坏。

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该优化方案从有效控制坡体变形的岩土体强度和渗透两方面着手,从而实现了对坡体病害的处治,不但工程的耐久性更好,且工程施作相对简单快捷,工程费用约为0.2A万元,具有明显的综合优势,是一个相对较好的工程处治方案。

 

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