矩形抗滑樁在膨脹土滑坡治理工程中的應(yīng)用探討

摘要：由于膨脹土分布廣泛，種類繁多，而且不同地區(qū)膨脹土差異較大，作用機(jī)理復(fù)雜，對(duì)其成因的認(rèn)識(shí)還不夠充分，因此在工程應(yīng)用中對(duì)膨脹土造成的危害的影響遠(yuǎn)未達(dá)到消除與解決，因而加強(qiáng)對(duì)膨脹土的研究工作，是一件現(xiàn)實(shí)而有意義的工作。本文主要介紹了通過介紹膨脹土滑坡治理中矩形抗滑樁的施工新技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：膨脹土滑坡;矩形抗滑樁;治理

1引言

膨脹土在我國分布較廣，主要由強(qiáng)親水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。常態(tài)多呈堅(jiān)硬-硬塑狀態(tài)，土的密度大，空隙比小，親水性特強(qiáng)。干燥時(shí)土質(zhì)堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，具有典型的吸水膨脹失水收縮的及脹縮可逆的變形特性。由于它的這些特性，對(duì)建、構(gòu)筑物造成的損壞或危害已不勝枚舉。目前，已引起國內(nèi)外巖土工程及設(shè)計(jì)人員的重視。

膨脹土由于含有較多的粘粒及親水性強(qiáng)的蒙脫石、伊利石和高嶺土等礦物成分，具有遇水膨脹、崩解、軟化，失水收縮、干裂、硬化等工程特性[1-4]，工程界常稱之為災(zāi)害性土。

目前膨脹土邊坡的支護(hù)問題仍是個(gè)工程中的技術(shù)難題，本文介紹了某膨脹土滑坡治理工程矩形抗滑樁人工掘進(jìn)的新工法，可為類似工程提供借鑒和參考。

2工程概況

該滑坡由三處子滑坡（以此編為"HP1、HP2、HP3"號(hào)滑坡）組成，各子滑坡整體處于緩慢蠕動(dòng)變形狀態(tài)，局部處于滑動(dòng)破壞狀態(tài)，在2008年“黑格比”臺(tái)風(fēng)過后，場(chǎng)地出現(xiàn)地表開裂，裂縫延伸長度達(dá)200米，開裂寬度約1.2米，下錯(cuò)0.5～1.0米。5"月"14"日后發(fā)現(xiàn)原"C"區(qū)和原"D"區(qū)的抗滑樁出現(xiàn)開裂傾斜情況。根據(jù)地表破裂形跡，滑坡的西側(cè)邊界目前在莊稼地里仍十分清楚，后緣張拉裂縫清晰可見，滑體已下錯(cuò)"100～150cm。為了充分利用原廠區(qū)的抗滑樁，節(jié)約滑坡治理成本，設(shè)計(jì)采用了雙排樁+人字形連梁+格構(gòu)+錨的設(shè)計(jì)方案。

2.1滑坡形態(tài)特征

HP1位于場(chǎng)區(qū)西側(cè)275m、270m、260m平臺(tái)處，主滑方向?yàn)?SW165°，與巖層傾向一致，斜長約"180m，寬約"190m，厚度約"10m，面積約"3.4×104m2體積約3.4×105m3。

HP1后緣拉張裂縫

HP2位于場(chǎng)區(qū)西側(cè)下部249m、236m、220m平臺(tái)處，主滑方向?yàn)镾W165°，與巖層傾向一致，斜長約360m，寬約295m，厚度約15m，面積約1.06×105m2，體積約1.59×106m3。

HP2前緣變形特征

HP3"場(chǎng)區(qū)東北角"2#擬建石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)"268m"平臺(tái)處，主滑方向"NE82°，與巖層走向一致，斜長約243m，寬約"170m，厚約12m，面積約4.30×104m2，體積約4.96×105"m3。南側(cè)靠近石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)南邊緣。

2.2滑體特征

根據(jù)勘察，滑坡滑體主要由素填土、第四系全新統(tǒng)坡積層和第四系全新統(tǒng)殘積層組成，其中構(gòu)成第四系全新統(tǒng)殘坡積層的粘性土具有一定的膨脹性，水易膨脹，失水易干縮，這主要是由于該層粘性土中含吸水性較強(qiáng)的粘土礦物（蒙脫石和伊利石）。正是由于滑體土具有一定的膨脹性，使得雨季時(shí)滑體土吸水膨脹，在地表一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生水平向和垂向上的膨脹力，水平向上的膨脹力增加了滑體的下滑力，垂向上的膨脹力使得滑體的有效應(yīng)力減小，從而弱化了滑體的抗滑力，這兩種效應(yīng)弱化了滑坡體的穩(wěn)定性;在枯雨季節(jié)，滑體土失水干縮，土體體積縮小，土體間產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得在地表一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生上寬下窄的拉張裂縫，這些拉張裂縫為地表水的下滲提供了通道，也為土體內(nèi)部產(chǎn)生軟弱面提供了條件。

3.施工中出現(xiàn)的問題

施工矩形抗滑樁樁孔時(shí)，一方面有滑坡推力的作用，另一方面有膨脹性土自由膨脹力的作用，有時(shí)20-30cm厚的護(hù)壁混凝土間隙，支模后澆筑混凝土前僅剩"10-15cm。往往難度很大。很多樁孔往往因?yàn)檫@些方面的原因，造成井壁破損，以至于樁孔回填，或不得已進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，造成很大的施工成本浪費(fèi)，大大延誤了工程進(jìn)度。

發(fā)生破損的現(xiàn)象主要是：1、角裂縫;2、長邊中部的混凝土由于土壓力及變形較大而產(chǎn)生裂縫甚至炸裂，3、上下節(jié)護(hù)壁脫節(jié)，4鋼筋綁扎不牢、保護(hù)層不厚最終受力后脫落。

4.矩形抗滑樁人工掘進(jìn)新工法

4.1施工步驟

矩形抗滑樁人工掘進(jìn)新工法，包括護(hù)壁配筋及綁扎焊接，護(hù)壁水平方木對(duì)撐，施工步驟如下：

（1）制作孔口鎖梁后，按照設(shè)計(jì)的截面尺寸，人工掘進(jìn)0.9～1.0m;

（2）預(yù)先將護(hù)壁豎筋按規(guī)定的間距打入土內(nèi)"200～300mm，豎筋長度為"1模的深度加上預(yù)打入的深度;

（3）護(hù)壁環(huán)向筋采用“]”形"2"支鋼筋反向?qū)樱宇^焊接或綁扎，每"1支護(hù)壁環(huán)向鋼筋在長邊不設(shè)接頭，在短邊的長度一側(cè)不少于短邊長度的1/2，另一側(cè)不少于短邊長度的3/4;

4.2優(yōu)點(diǎn)

矩形抗滑樁人工掘進(jìn)新工法，包括護(hù)壁環(huán)筋豎筋配筋的型式及綁扎焊接的方法，澆筑護(hù)壁混凝土拆模后設(shè)置水平方木對(duì)撐。其創(chuàng)造性是：

（1）不但簡便易行，可以形成有效結(jié)構(gòu)圍護(hù)體系，相當(dāng)于"1個(gè)空心方框型鋼筋混凝土構(gòu)件，抵抗軟土、滑帶土的圍巖壓力作用及膨脹性土自由膨脹力的作用;

（2）由于豎筋是垂直的且對(duì)接良好，澆筑護(hù)壁混凝土后通過孔口鎖梁穩(wěn)固在地面上，可以防止護(hù)壁上下模之間脫落;

（3）豎筋是垂直的且對(duì)接良好，可以承受構(gòu)件的彎矩作用，因此該空心方框型鋼筋混凝土構(gòu)件可以承受一定的下滑力，這在滑邊坡治理中非常重要;

5.小結(jié)

該工法在華潤水泥（上思）有限公司"2×4500t/d"新型干法熟料生產(chǎn)線廠區(qū)西側(cè)及"2#石灰石預(yù)均化堆場(chǎng)滑坡治理工程取得了"100%的成功率，為項(xiàng)目的投產(chǎn)運(yùn)營贏得了時(shí)間。

根據(jù)主滑方向下滑力確定的抗滑樁多采用矩形抗滑樁。矩形抗滑樁在開挖過程中，矩形穩(wěn)定性就遠(yuǎn)不如圓形穩(wěn)定，護(hù)壁經(jīng)常發(fā)生結(jié)構(gòu)型的破壞，該矩形抗滑樁人工掘進(jìn)新工法有效地解決了上述問題，為類似工程提供借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉特洪.工程建設(shè)中的膨脹土問題[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]李生林，施斌.中國膨脹土工程地質(zhì)研究[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1992

[3]廖世文.膨脹土與鐵路工程[M].北京：中國鐵道出版社，1984

[4]廖濟(jì)川.膨脹土抗剪強(qiáng)度研究概況[A].全國首屆膨脹土科學(xué)研討會(huì)論文集[C].成都：西南交通大學(xué)出版社，1989.53-56.