大型尾礦渣堆積體邊坡穩(wěn)定性研究

肖建勛，濮仕坤，儲勇

（1.江蘇省地質(zhì)工程有限公司，江蘇 南京 210000；2.解放軍理工大學國防工程學院，江蘇 南京 210000；3.南京軍區(qū)合肥房地產(chǎn)管理處，安徽 合肥 230041）

1 工程概況

牛首山，又名天闕山，位于南京市江寧區(qū)，屬于寧鎮(zhèn)丘陵西段南支，低山丘陵，主峰海拔242.9m，因山頂南北雙峰似牛角而得名[1]。南京牛首山文化旅游區(qū)一期工程建設(shè)地點位于牛首山大遺址公園的核心區(qū)域，處于牛首山頂西峰與東峰之間。牛首山景區(qū)道路蜿蜒曲折，所經(jīng)礦渣堆填路段地勢陡峻，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，其滑坡H1位于擬建的天闕宮西南側(cè)，該滑坡周界清晰，平面上呈不規(guī)則半橢圓形，滑坡縱向總長約250m，平均寬180m，總面積約45000m2，滑體平均厚度約20m，總體積約90×104m3。

因受滑坡影響，工作區(qū)內(nèi)道路和廣場出現(xiàn)了明顯的破壞變形跡象，其中坡體下部的道路多處出現(xiàn)了裂縫和隆起，出現(xiàn)變形段道路長約170m。坡體后緣廣場出現(xiàn)整體傾斜和下沉，總面積約750m2。由于本次滑坡關(guān)系到景區(qū)道路、坡頂廣場和建筑的長期安全問題，因此此次分析的主要內(nèi)容為在經(jīng)濟、安全的角度下提供合理的景區(qū)道路邊坡加固治理措施，保證滑坡在天然、暴雨、地震工況下及長期狀態(tài)下的穩(wěn)定性，確保景區(qū)的安全[1]。

2 對比計算

2.1 單排樁和多排樁的比選[2]

本次滑坡滑面前緣比較平緩，中后部較陡，可能存在2個及2個以上的剪出口，屬于多級滑坡。這類滑坡的治理思路應(yīng)考慮淺層滑動和多個剪出口的深層滑動，應(yīng)同時治理防護，保證滑坡的安全。此次分析考慮單排樁和兩排樁，并從經(jīng)濟性、安全性、合理性多個方面進行性比較分析。

2.2 單排樁和多排樁的受力分析

多排樁相對于單排樁的受力更加復雜，兩排樁所承擔的下推力的大小較難分析。考慮采用有限元模擬單排樁和多排樁的受力情況，單排樁和雙排樁的模型圖見圖1、圖2，計算結(jié)果見表1～表3。

從內(nèi)力計算結(jié)果來看，雙排樁方案中的上排樁內(nèi)力與單排樁的內(nèi)情相差不大，上排樁所受推力較單排樁大40%～80%，雖然雙排樁的安全儲備更大，但在保證滑坡安全的前提下，雙排樁方案較單排樁受力不合理，偏于浪費。

2.3 單排樁和多排樁的技術(shù)經(jīng)濟對比分析

多排抗滑樁方案、樁錨結(jié)合框架預(yù)應(yīng)力錨索方案都是比較常見的邊坡加固技術(shù)方案，且都相對成熟，有較多工程實例可供參考驗證。多排樁方案提供的抗滑力更大，可靠度相對更高。抗滑樁相比于框架錨索造價更高。比如針對本項目，如果將道路右側(cè)最上面兩級坡的框架錨索取消，改為錨拉抗滑樁，造價增加超過1000萬。道路右側(cè)兩級馬道均約3m寬，如果采用機械成孔施工抗滑樁，則馬道必須加寬，材料運輸、施工便利性較差，存在一定施工風險，需對右側(cè)邊坡進行臨時加固。抗滑樁施工相當于錨索速度較慢，效率較低。如采用懸臂式抗滑樁（如門架式雙排樁），因尾礦渣堆填土層較厚，抗滑樁懸臂較長，對于抗滑樁效用的發(fā)揮非常不利。如采用錨拉抗滑樁，可以更為充分發(fā)揮抗滑樁的效用。

經(jīng)過多方比選，結(jié)合施工安全性、經(jīng)濟性和工期要求高的特性，采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁+深層排水管+反壓坡腳的加固方法。

雙排樁內(nèi)力計算結(jié) 表1

單排樁內(nèi)力計算結(jié)果 表2

單排樁和雙排樁安全系數(shù)計算結(jié)果 表3

3 結(jié) 論

利用有限元軟件對局部不穩(wěn)定邊坡進行單排樁，雙排樁兩種支護結(jié)構(gòu)進行分析，獲得了兩種工況下支護結(jié)構(gòu)的的受力情況，并綜合經(jīng)濟性、安全性等因素，合理選擇支護結(jié)構(gòu)。

[1]王繼東,儲勇,肖建勛.南京牛首山文化旅游區(qū)邊坡穩(wěn)定性影響因素分析[J].山西建筑,2014(36).

[2]GB50330-2013，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.