利用土體自重治理全風化泥巖滑坡

晏興文

(中國十九冶集團有限公司工業建設分公司, 四川成都 610000)

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利用土體自重治理全風化泥巖滑坡

晏興文

(中國十九冶集團有限公司工業建設分公司, 四川成都 610000)

文章闡述了在降低成本、縮短工期、確保質量和安全的情況下如何對土體滑坡進行治理，即事先通過對滑坡土體進行地質鉆孔勘探，找出滑坡的滑面，在施工中打斷滑面，分解滑坡土體，從而實現對土體滑坡的治理。

土體自重； 治理； 全風化泥巖； 滑坡

對于傳統的滑坡治理通常采用的方法有打錨索、錨桿、打抗滑樁、修抗滑擋墻等，雖然這些方法都能有效治理滑坡，但從成本上考慮花費比較高，而且是群體作業，安全危險性極大，且工期較長不利于雨季搶險。通過實際工程實踐得出對于滑體傾角較小的滑坡可以利用土體自身重力來實現對滑坡的治理。

1 工程概況

攀枝花市黑沙釩鈦科技有限公司20×104t/a高性能釩鈦鑄件工程中的滑坡地段絕對標高1 360.0 m，位于卸料平臺上部。該地段整體暫時相對穩定，若在暴雨和地震情況下存在繼續滑動的可能，滑坡平面位置和剖面見圖1、圖2，圖中擋墻為山體下原有公路擋墻。滑面上部滑體堆積層土體為素填土，滑面下部土體為風化泥巖。從圖2中可以看出該滑面有沿下面向下滑的趨勢，滑體傾角48°。后緣裂縫在平面圖的正上方，前緣露頭在平面圖的正下方。該滑體從后緣裂縫至前緣露頭水平距離為78.06 m，根據傾角得出斜長大約116.6 m。

圖1 滑坡平面

圖2 滑坡剖面

2 滑坡治理

2.1 方法

由于滑面上下部都為土，所以滑面上下部土體都易采用挖掘機挖掘，故采取沿后緣裂縫滑面滑動方向分段垂直向下開挖(開挖過程中稍微放坡)，一旦挖到滑面位置處，破壞后緣裂縫滑面后即停止開挖，開挖完成后再分層(300 mm/層)回填碾壓至坑頂標高，與滑面形成反坡，壓實度必須大于90，這樣基槽回填土的自身重力就相當于一堵擋墻，從而達到以土擋土的目的。

2.2 治理難點

2.2.1 沿后緣裂縫開挖的間距、長度和寬度的計算規則

開挖間距的確定是為了防止在開挖過程中出現塌方及滑坡的重要因素。假設從圖3所標示位置處開挖，以滑面上部土體為研究對象(圖4)，該研究對象所受力示意見圖5。

圖3 開挖位置示意

圖4 研究對象t1

圖5 研究對象t2受力

圖5中：f為上部滑體t1受到的沿滑面向上的靜摩擦力；N為垂直于滑面向上的支持力;G為上部滑體t1自身所受重力。

t1受力分解如圖6所示。

圖6 t1受力分解

若要使開挖過程中上部滑體不會滑動，即上部滑體處于平衡狀態，處于平衡狀態的極限為f=fm為最大靜摩擦力，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力即f=fN=uN。即：

uN=GsinQ

N=GcosQ

U(土體間摩擦系數)和Q可以通過地勘單位的地勘資料得出，所以只有N和G兩個變量，從而可以計算出N和G。然后由計算出來的上部滑體自身所受的重力G，根據G=mg，g=9.8 N/kg，推導出上部滑體質量m，由于m=pv，p可以根據地勘資料中的土壤的密度得出，從而推導出應該開挖的間距和開挖基坑的長、寬。該計算涉及多個參數，所以地勘資料一定要充分。

2.3 治理重點

2.3.1 土方開挖

得出開挖的間距后，為保證施工安全，先破壞后緣裂縫，因為滑面的滑動方向是從后緣裂縫至前緣露頭方向，開挖應從滑體兩側向中間至上而下開挖，禁止全面拉槽開挖，在開挖后緣裂縫的過程中即使出現山體滑動也是開挖點下方土體向前段露頭方向滑動，不會對上方開挖機械及開挖人員造成傷害。破壞后緣裂縫開挖過程中，技術員一定要在現場檢查觀察開挖情況，一旦挖到滑面位置處(滑面位置為滑面上下部土體交接處，由于兩種土質完全不一樣且有裂縫，開挖過程中很容易分辨)，打斷滑面后(即挖至滑面以下500 mm)即開始回填(圖7)。

圖7 回填示意

2.3.2 土方回填

開挖與回填相結合，開挖出一段后盡量優先采用壓路機碾壓分層回填，每300 mm/層回填土，壓路機來回碾壓3遍為宜。壓路機碾壓遍數不宜過多，否則容易出現彈簧土。局部狹小區域或者壓路機無法到達處，可用挖機挖斗夯擊回填土壤。回填完后做土工壓實度試驗，壓實度必須達到90以上。回填應遵循自下而上的回填方式，盡量避免除回填機械以外的其它震動。回填完一段又繼續重復以上開挖步驟(從兩側向滑體中間繼續開挖)。所有分段位置開挖回填完后如圖8所示。

圖8 分段回填示意

2.3.3 削減上部土體

壓實完成后土體盡量削減成較平緩的坡度做成臺階形，從而進一步減少了上部滑體的重力，以增加穩定，最終形成平臺邊坡形式，最后種上草坪，達到護土美觀的要求。最終治理效果如圖9、圖10所示。

圖9 邊坡平臺線

圖10 去除邊坡平臺線上部多余土體示意

3 質量控制

(1)土方回填采用分層回填壓實，每層回填厚度不超過300 mm，每層回填土壓路機來回碾壓3遍。最終碾壓完成后，請檢測單位做土工壓實試驗。

(2)個別狹小空間壓路機無法進入碾壓時，可用挖機挖斗分層夯擊夯實，每層回填厚度不超過300 mm。

4 安全措施

4.1 安全措施

(1)開挖過程中如遇土中埋有孤石，應先將邊坡上孤石清理掉，防止開挖過程中，孤石從邊坡滾落砸傷作業人員或砸壞施工機械。

(2)為防止操作人員無法辨識滑面，導致開挖過深，引起安全隱患，技術人員必須在機械作業時守候在施工現場，隨時觀察土層開挖情況，只要機械挖至滑面，應立即開始回填，以防挖至過深引起滑坡。

(3)挖機作業時，壓路機應停放在安全位置處，待需要回填碾壓時再開至現場，同時備用一臺挖機，如果遇到地震或其他因素引起滑坡，另一臺挖機可以及時調至施工現場進行施救(我單位在該工程中同時有挖機在另外一項單項工程中進行基礎開挖，所以滿足備用挖機條件)。并在現場設置就近醫院電話、報警電話牌等，啟動安全應急預案。

5 環保及文明施工措施

現場設施工公告牌、安全生產紀律宣傳牌、安全無重大事故計數牌、工地主要管理人員公示牌等。

6 與傳統滑坡治理對比分析

利用土地自身重力治理滑坡與傳統的滑坡治理兩種方法進行對比分析，分析結果見表1。

表1 兩種滑坡治理對比分析

7 結論

(1)施工成本低。對此類型的滑坡治理采用分段開挖碾壓回填的施工方法，每段土方開挖量在2 000～5 000 m3之間，回填量在2 000～4 000 m3之間，根據現行的施工定額計算完成每段的施工成本在3萬元～8萬元之間，比傳統的采用抗滑墻、抗滑樁節約費用，大大節約了施工成本。

(2)可以再很短的工期內完成滑坡治理，消除對周邊的人或建筑的安全隱患。

(3)最終在邊坡上種上草坪，可以達到美觀且保護環境。

(4)解決該項技術對雨季來臨前短工期完成滑坡治理有一定的指導性意義。

(5)適用范圍及工程特點。此施工方法適用于一類土至四類土的滑坡治理，特別適用于在雨季到來之前的搶險工程。方案簡捷、易操作，全是機械化作業，減小群體及交叉作業的安全風險，使質量和安全易保證。

[1] GB 50300-2013 建筑工程施工質量驗收統一標準[S].

[2] 趙晴. 工程力學[M]. 機械工業出版社， 2009.

[3] 錢德玲. 土力學[M]. 中國建筑工業出版社， 2010.

晏興文(1965～)， 男， 本科， 高級工程師， 從事建筑工程技術工作。

TU94+3.2

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[定稿日期]2017-03-21