李 澤 鳳
(甘肅 蘭州 730050)
不穩定邊坡滑坡的加固治理
李 澤 鳳
(甘肅 蘭州 730050)
結合某邊坡滑坡的具體案例,針對濕陷性黃土地基并作用長期荷載的邊坡情況進行了分析,針對侵入雨水的滑坡提出了采用排樁+錨索框架+錨桿立柱加固治理的施工方法,并取得了比較滿意的效果,供類似工程參考。
邊坡滑坡,排樁,錨索框架,錨桿,加固
甘肅蘭州某學院建在山坡上,學院風雨操場看臺后與相鄰單位院內地面高差約8 m,原邊坡為3 m高毛石擋墻上做370厚磚墻內填3∶7灰土,邊坡為垂直型(見圖1)。2014年9月發現地面面層出現50 mm寬的裂縫,準備維修。沒過幾天正遇到下暴雨,約15 m邊坡滑坡,滑出的土方推到了圍界,整體掉入鄰居單位院內(見圖2),所幸因雨天無人路過,未造成人員傷亡。這不僅嚴重影響操場看臺的繼續使用,而且危及相鄰單位人員的生命財產的安全,必須對此不穩定邊坡進行治理加固。委托《某科學院地質自然災害防治研究所》制定了治理施工方案,并組織實施。

該學院地處黃河右岸Ⅳ級階地區,總體地勢東高、西低,海拔1 580 m~1 590 m,相對高差7 m~10 m,該斜坡總體呈南北向展布,根據坡體的物質組成,屬土質斜坡。坡寬約150 m,坡高7 m~8 m。坡體近直立。現狀坡頂為學院的體育場看臺、庫房和宿舍樓,坡腳為某廠的倉庫。坡腳已防護,修有坡度約71°,高5.5 m,墻頂寬約0.5 m的擋土墻。依據DZ/T 0219-2004巖土體工程地質分類標準對勘查區巖土體進行工程地質分類。勘查區主要為粉質粘土,具濕陷性,濕陷系數0.01~0.09,自重濕陷系數為0.001~0.041,據區域資料,濕陷性土層深度大于10 m。根據GB 50025-2004濕陷性黃土地區建筑規范,對土層的濕陷類型及濕陷等級評價得出,為自重濕陷性場地,地基濕陷等級為Ⅱ級(中等)~Ⅲ級(嚴重)為主。
濕陷性黃土是一種特殊性質的土,在一定的壓力下,下沉穩定后,受水浸濕,致使周圍土體軟化,土結構迅速破壞,可能產生滑坡、沉陷、潛蝕、管涌、翻漿等,并產生顯著附加下沉。該學院護坡頂面為100 mm厚混凝土面層,因年久及地基變形原因出現了裂縫,雖然裂縫被及時發現但沒有及時采取遮蓋、修復等應急措施,遇到暴雨,大量雨水進入裂縫,因變形已欠壓密土層加固內聚力消失,便產生了滑坡。
針對現場地質情況及邊坡承受的看臺自重及外壓提出了兩種施工方案供選擇。
方案一:錨索框架+錨桿立柱。
1)錨索框架。在該段斜坡中下部擋土墻上設一級錨索框架,錨固高度為7.5 m,錨固段均為7 m,錨索垂直間距2.5 m,水平間距3.0 m,孔徑130 mm,傾角20°,單孔設計拉力100 kN,錨筋采用1φ15.24高強度低松弛預應力鋼絞線制作。框架截面尺寸為0.3 m×0.3 m,由三排錨索組成。框架與現有擋土墻緊貼。
2)錨桿立柱。斜坡下部擋土墻上設錨桿立柱加固,錨桿為上下兩排,水平間距3.0 m,錨桿材料為Φ28 HRB335鋼筋,長度8.6 m,傾角20°,錨孔直徑110 mm;外設C25混凝土立柱,高4 m,其中基礎埋深1.3 m,截面尺寸為0.4 m×0.4 m,內配鋼筋,與現有擋土墻緊貼。
3)優點:工程投資較低,可以達到治理的目標任務。
4)缺點:該方案的錨索框架方案在斜坡體育看臺段實施較困難,坡腳距下部的房屋僅約1.5 m,沒有施工場地,如果需要實施則需要對斜坡下部的房屋進行拆遷,拆遷工作難度較大,且費用較高,可能會影響到該方案的有效實施。
5)工程造價:造價估算約為60萬元。
方案二:排樁+錨索框架+錨桿立柱。
1)排樁工程。在該段斜坡的邊緣布設一排排樁,排樁直徑為0.8 m,水平間距為2.1 m,長26 m,其中地面以上8.5 m,地下17.5 m,采用C25混凝土澆筑,內配有鋼筋,排樁布置在不穩定斜坡體育看臺段的頂部平臺,緊鄰看臺外側邊緣,位于擋土墻的內側。
2)錨索框架。本次錨索框架工程主要對不穩定斜坡除體育看臺段之外南北兩段。在這兩段斜坡中下部擋土墻上設一級錨索框架,錨索框架高7.5 m,由三排錨索組成。
3)錨桿立柱。在不穩定斜坡下部擋土墻上設錨桿立柱加固,錨桿為上下兩排,水平間距3.0 m,錨桿材料為Φ28 HRB335鋼筋,長度8.6 m,傾角20°,錨孔直徑110 mm;外設C25混凝土立柱,高4 m,其中基礎埋深1.3 m,截面尺寸為0.4 m×0.4 m,內配鋼筋,與現有擋土墻緊貼。
4)優點:該方案可以在有限的施工場地下實施,同時也不需要拆遷,可以有效的保證該方案的順利實施,達到治理的目標任務。
5)缺點:工程造價較高,工期長。
6)工程造價:造價估算約為90萬元。
為了達到治理不穩定斜坡的目的,雖然方案一中的工程造價相對較低,但是在該方案中的斜坡下部倉庫的拆遷工作難度較大,拆遷費用較高,甚至嚴重影響到該方案的有效實施,因此根據經濟投資、施工的難度等各方面因素綜合分析對比后,認為方案二是較為理想的方案,比選結果是選用方案二治理不穩定斜坡。
人工清理已滑坡的土方,挖出不穩定土方,在此期間派人監控護坡的不穩定情況,隨時報告,并組織施工隊伍人員、材料、機械進場。
3.1 排樁工程
排樁布置在不穩定斜坡體育看臺段的頂部平臺,緊鄰看臺外側邊緣,位于現有擋土墻的內側。每5根相鄰的排樁樁頂采用冠梁連接,冠梁采用C25鋼筋混凝土澆筑,截面為矩形,寬為0.8 m,厚為0.6 m,共40根。
3.2 錨索框架
根據不穩定邊坡特征及計算潛在最危險滑面位置,不穩定斜坡除體育看臺段之外南北兩段邊坡中下部設置一級錨索框架。
錨索框架:錨索框架為KJ1型錨索框架,設置三排錨索,錨固高度為7.5 m,錨固段均為7 m。錨索設計長度從上到下依次為14 m,13 m,12 m,錨索垂直間距2.5 m,水平間距3.0 m,孔徑130 mm,傾角20°,單孔設計拉力100 kN,錨筋采用1φ15.24高強度低松弛預應力鋼絞線制作。各種深度的錨索孔數量總和為99孔。C25框架梁截面尺寸為0.3 m×0.3 m,內配鋼筋,緊貼現有擋墻外側。
框架梁橫梁每間隔6 m布設伸縮縫,縫寬2 cm,用瀝青麻筋填塞。即錨索框架橫向6 m為一片,該段錨索框架共16.5片。錨索框架在現有擋墻上設置。
3.3 排水工程
在排樁的內側布設排水溝,排水溝采用矩形斷面,頂寬0.36 m,底寬0.36 m,深0.4 m,壁厚0.12 m,材料為C25混凝土,采用鑄鐵箅子蓋板,蓋板長為0.75 m,寬為0.45 m,厚為0.3 m,排水溝地基處理采用3∶7灰土夯實。
3.4 其他工程
其他工程主要包括擋墻,路面硬化,圍墻,3∶7水泥土夯填。
1)擋墻:該工程位于現有的擋墻頂部至坡頂硬化路面段,高2 m,頂寬0.6 m,外側坡率與下部現有擋墻坡率一致,內側坡率1∶0.25,擋墻頂面高程與排樁頂梁一致,總長150 m,采用漿砌塊石襯砌;
2)路面硬化:在現有的硬化路面至排水溝之間的素土回填區域采用混凝土硬化,混凝土厚0.15 m,基礎采用3∶7灰土夯填,厚0.15 m,總長150 m;
3)圍墻:施工過程需要把現有擋土墻頂部的圍墻拆除,在施工完成后在新建擋墻的頂部修建圍墻,墻高2.0 m,總長150 m。
經過兩個月的加固治理施工后,對邊坡上看臺墻面、地面的已有裂縫用貼紙方法進行監控,并每天檢查有無新裂縫出現,已有裂縫有無變化,對門窗、墻角等反應敏感部位進行定期觀察。經過一段時間的觀察,看臺墻面原有裂縫無進一步發展,也無新裂縫出現,說明整個地基處于穩定狀態,加固治理是成功的。
針對濕陷性黃土地基,并作用長期荷載的邊坡侵入雨水滑坡后采用了排樁+錨索框架+錨桿立柱加固治理的施工方法,并取得比較滿意的效果,供類似工程參考。
[1] 羅宇聲.濕陷性黃土地區建筑規范[M].北京:中國建筑工業出版社,2004.
[2] 張 瑛.既有建筑不均勻沉降的加固[J].山西建筑,2013,39(15):32-33.
The reinforcement and treatment of unstable slope landslide
LI Ze-feng
(Lanzhou730050,China)
Combining with the specific case of a landslide, this paper analyzed the slope conditions of collapsible loess ground and long-term load, according to the landslide invaded rain proposed the construction method using piling + anchor cable frame + bolt column reinforcement and treatment, and achieved satisfactory results, offered reference for similar engineering.
slope landslide, piling, anchor cable frame, bolt, reinforcement
1009-6825(2014)34-0096-03
2014-09-26
李澤鳳(1979- ),女,工程師
P642.22
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