賀 歡(湖南省地質調查院,湖南長沙410116)
分析地質災害治理工程施工中邊坡穩定問題及滑坡治理方法
賀歡(湖南省地質調查院,湖南長沙410116)
地質災害是由于巖土地質的變動導致了巖土層結構被破壞,從而對于地面造成了影響,造成了地面災害。地質災害的產生往往會導致邊坡結構異常變化,破壞巖土層的粘合性能,影響地面工程改造活動。施工單位在治理地質災害過程中,要注意增強邊坡結構的抗害能力,重點治理滑坡問題,為地面工程改造過程創造有利的條件。本文具體分析了地質災害區邊坡施工存在的問題,并結合實際情況提出邊坡支護設計與施工的具體方法。
地質災害;治理工程;施工;邊坡穩定問題;滑坡治理方法
地質災害是巖土層異常變化造成的突發性災害,對邊坡結構造成了巨大的沖擊力,破壞邊坡穩定性。從地面工程改擴建施工角度考慮,要建立更加穩定的滑坡治理技術方案。因此,施工單位要結合工程的實際地質情況,提出相對完整的滑坡治理方案,保障災害防治達到預期的效果。
無論是在什么區域內的邊坡,要想保證邊坡的穩定必然是有著一定的條件的,而只有有一個條件無法滿足邊坡穩定的要求就很容易導致滑坡。對于滑坡的形成原因一般而言可以分為以下幾種類型:
1.1物理性質導致的滑坡
邊坡的地質結構決定了邊坡的物理性質與結構強度,一般而言如果邊坡中含有大量的親水礦物或者是粘土礦物,那么邊坡整體的穩定性就相對較低,在結構上更容易軟化,這樣的結構一旦發生地質的變動很容易導致滑坡的產生。
1.2結構面導致滑坡
在巖體內部因為內部的結構變化發育形成了各種形狀的結構面,結構面的存在使得邊坡內部的結構被破壞,使得邊坡存在了不穩定性,一旦發生地質的變動就容易導致滑坡。因為結構面的存在使得邊坡內部的結構分散,成為一些破碎的部分,失去了完整性,這樣一來在發生地質變化時就容易發生滑坡,即便不發生地質的變化,一旦巖體內部的剪切力過低也會導致滑坡的產生。
1.3巖體浸水導致的滑坡
在一些降雨較大的氣節內,因為大量的降雨會導致巖體內部浸水,從而導致巖體內部結構的穩定性被破壞,結構松動。再加上在雨水的沖刷下導致巖土結構松散,產生滑坡。
1.4地震導致的滑坡
一個區域發生地震會對于區域的地質結構產生嚴重的破壞,邊坡結構在地震的沖擊下很容易導致巖體內形成新的結構面,而一旦產生結構面在地震波的沖擊下就會發生滑坡。
1.5人為因素的影響
在人工施工建筑工程中因為一些工程施工的需要,有時候需要進行一些工程爆破、削坡等,這些措施會導致巖土結構的破壞,容易導致滑坡的產生。
某公司擬在湘潭市進行工程施工,工程占地長約240m,寬110m,以西至東布置三個池體,其池底標高為32.30~35.80m,基礎形式采用樁基礎。擬建場地地面標高40.50~51.00m,高于池底標高8.20~15.20m,將在四周形成基坑,基坑周長680m,高為8.20~12.20m。
根據工程地質調繪,擬建場地最高點位于南側山頂,山體自然坡度多為20°~40°,巖層產狀為10°∠32°。根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)規定,場地建筑抗震設防烈度小于Ⅵ度,按《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-200)規定,地震動峰值加速度0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35s。根據對場區的工程地質測繪、調查訪問,擬建場地基坑開挖后將形成的邊坡高度達15m,邊坡在暴雨過程中將發生較大的變形從而出現嚴重破壞,由于巖層產狀為10°∠32°,巖層傾向與邊坡成斜交,邊坡上部的殘坡積層及沖擊土層將沿臨空面方向淺層滑坡,滑動面為強風化泥質粉砂巖與殘坡積圖層的接觸面,基坑開挖前需對邊坡進行支護處理。此外,邊坡土體未受污染,也無污染土分布,場地周邊無污染源,根據當地多年建筑經驗證實,場地土對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性,對鋼結構有弱腐蝕性。
邊坡改造建設常遇到各種病害風險,滑坡是渠道施常見的結構性病害,常由多種因素造。邊坡支護對地質災害處理及邊坡防護具有多方面工程價值,可綜合改善邊坡結構的穩定性與安全性,解決了傳統邊坡工程結構的異常隱患。
3.1邊坡支護方案
邊坡支護充分結合現場工程地質條件、開挖方式與效果、經濟節約、支護時效。本次治理范圍包括因平場開挖所形成的邊坡的支護設計,邊坡支護設計總長680.0m。本著“安全可靠、技術可行、經濟合、施工安全方便”的原則,邊坡巖土體參數見表1。

表1 邊坡支護設計參數
3.2設計原則
邊坡為永久性邊坡,邊坡破壞以可能造成破壞后果的嚴重性分析,《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-201)工程安全等級劃分,支護級別為二級,治理工程設計安全等級為二級,支護結構的重要性系數γ0=1.0。采用動態設計。設計做到安全可靠,操作可行、經濟合理;工程類比及動態設計,根據施工現場開挖的工程地質條件、施工情況和變形、監測等的反饋信息,必要時對設計進行校核、修改和補充。
3.3材料配置
①混凝土。抗滑樁、冠梁、面板混凝土采用C30混凝土。混凝土必須滿足《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GB50204-92)規范要求。②普通鋼筋。設計采用鋼筋為 HPB300和HRB400兩種,HPB300鋼質量要求符合 《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GB1499.1-2008)標準;HRB400鋼質量要求符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2-2007)標準。③水泥砂漿。水泥砂漿的配比依據 《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GB50204-92)的規定。灌漿材料采用M30水泥砂漿,灌漿水泥采用新鮮無結塊的425號普通硅酸鹽水泥,其氯化物和硫酸鹽的含量應嚴格控制,以防對錨桿鋼筋腐蝕。
地質災害不僅增加了邊坡結構的耗損率,對建筑結構也形成了較大的破壞作用,不利于邊坡建筑物的可持續利用。支護處理是解決滑坡問題的有效方法,施工單位應結合現有技術條件,從多個方面采取科學的抗滲工藝與技術方案。
4.1樁間板工程
樁間擋土板厚200mm,樁間板布設于樁中間,板底應插入地表之下20cm,高度按現場地形確定。板橫向受拉主筋采用φ14HRB400級螺紋鋼,間距 250mm,豎向構造筋采用φ14HRB400級螺紋鋼,間距250mm,板身為C30混凝土。抗滑樁施工時預留一部分橫向鋼筋與板內主筋搭接,使樁板為一整體,起共同支擋作用。
4.2連接梁(冠梁)工程
連接梁主要用于承接上部擋土墻的壓力,梁寬1.2m,梁厚0.8m,梁身混凝土強度為C30。冠梁頂面與擋土墻連接,應作毛面處理或插入短鋼筋等構造措施。具體要求:所有鋼筋的加工、安裝和質量驗收等均應按照 《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013)的有關規定進行;模板固定要求平整、光滑、牢固,杜絕爆模、人工剃平、二次抹灰找平現象產生;混凝土澆筑按樁身混凝土澆筑要求執行,應加強混凝土養護,確保其強度要求。
4.3擋土墻工程
根據設計要求及現場條件,按設計圖紙尺寸、高程,量定開挖基礎范圍,準確放出基腳大樣尺寸,開挖地基,進行修建。砌筑擋墻時,要分層錯縫砌筑,每層橫縫厚度保持均勻。基底及墻趾臺階轉折處,不得做成垂直通縫,砂漿水灰比必須符合要求,并填塞飽滿。未凝固的砌層,避免震動。塊石、條石擋墻所用石料的上下面應盡可能平整,塊石厚度不應小于200mm,外露面用M10砂漿勾縫。墻后原地面橫坡陡于1:5時,應先處理填方基底(鏟除草皮、開挖臺階等)再填土,以免填方沿原地面滑動。
4.4錨桿工程
主要工藝流程:錨桿+掛網噴漿施工順序為:坡面修整→初噴→錨孔定位→錨桿成孔→清孔→錨桿制安→注漿→掛網增噴混凝土。錨孔必須按施工順序設置,錨孔定位偏差不宜大于20mm,偏斜度不應大于5%,鉆孔深度超過錨桿設計長度應不小于0.5m。錨桿鉆孔應采用風動干鉆施工方法,不得采用旋轉切削方式成孔,應采用風動沖擊,以利孔壁粗糙。錨桿孔徑要求130mm (錨索為150mm),在孔底留存碴段0.5~1.0m。錨索孔應用鉆頭風動洗孔,保持孔內清潔,孔壁無泥漿及污染物,以確保水泥漿與巖土體的粘結強度。
邊坡是用于維護地質周邊結構的保護體系,可按照地區地質空間調度要求進行規劃,滿足了地區空間分配與使用標準。由于施工前期缺乏全面的勘查工作,導致邊坡施工環節出現諸多問題,滑坡病害是影響邊坡工程使用價值的主要因素。從邊坡工程可持續發展角度考慮,施工單位必須做好支護施工工藝分析與處理工作,按照工程標準制定科學的加固施工方案,減少滑坡問題造成的不利影響。
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2095-2066(2016)26-0128-02
2016-6-23
賀 歡(1988-),男,本科,主要從事水工環工作。