(華北有色工程勘察院有限公司,河北 石家莊 050000)
通常高危山體邊坡加固治理的程序是先利用工程地質勘察手段對天然坡體的現狀進行綜合調查,給出危險坡體的范圍、高度、坡度、坡體的傾向、傾角、節理、裂隙發育程度、巖體的強度、結構面的抗剪強度指標等。之后利用勘察成果進行治理方案的設計[1]。在完成設計后按照設計方案進行治理施工直至最終完成坡體的加固。工程地質勘察成果是整個坡體治理的依據,其重要性不言而喻。然而現實中,往往受場地條件、資金投入及對勘察工作的重視程度所限,不能對治理對象進行全面準確的工程地質勘察,設計單位大多根據現場簡單的踏勘結果結合自己的工作經驗完成設計。如此一來,一些設計必須的參數只能憑經驗估值。不是因過于保守而造成設計浪費,就是因考慮不足給治理方案埋下安全隱患。因此,在坡體治理的施工階段,利用施工階段的施工措施及研究在施工錨釘、錨桿(索)的鉆孔時取出巖芯對坡體的外部特征及內部構造進行二次勘驗,對初步設計與實際巖體狀態的符合性進行驗證,進而實現對初步設計方案的優化修正。下面就以某水泥廠一緊鄰建筑物的高危山體巖質邊坡的治理為例做一介紹[2]。
治理區緊鄰廠區內一工業廠房,距離僅十幾米,為巖質高邊坡,長約100m,整體高度約50m,邊坡30m高處有一級平臺。該山體背面是分布著一些當地村民的采石場,經常爆破開采。受風化及附近爆破震動影響,局部掉塊現象時有發生,對處于坡底的建筑物及建筑物內工作人員的安全構成了嚴重威脅[3]。
由于時間關系,沒有對該段山體邊坡進行詳細的工程地質勘察[4]。設計前組織相關設計人員到現場進行了地表踏勘,踏勘結果如下:
本次治理區山體高約50m,自地表向上約30m處為一自然平臺,臺面寬約2.5m~4m,平臺向上邊坡高約20m,局部高度達25m。平臺以下至地表部份前期進行過面層處理。邊坡坡面傾向160°~175°,傾角70°~90°,治理區巖體巖性主要為灰巖和白云巖,根據現場調查,整體邊坡巖體較完整,結構面結合良好,結構面傾向大體與坡面一致,傾角65°~80°,局部地段巖體風化強烈,節理發育,偶有碎塊掉落,碎塊直徑20cm~30cm。綜上所述,邊坡整體穩定性較好,邊坡破壞形式屬于局部崩塌。

圖1 治理區全貌

圖2 細部現狀

表1 坡面治理措施概述一覽表
根據踏勘結果,該段坡體的風險主要是受附近爆破振動影響導致的高空落石及局部的危巖體失穩坍塌。在對邊坡進行整體穩定性模擬時,因沒有實際取得巖體相關物理、力學指標,均參考以往的經驗估值。治理方案主要是清理坡面的浮石、利用錨桿加固不穩定危巖體及進行坡體表面掛鋼筋網后噴射混凝土面層等加固措施,同時在二層平臺上設置一道砌石擋墻以防個別石塊掉落后滾落地面傷人。為防雨水滲入坡面引發失穩滑坡,在坡面設置了排水孔,在坡頂設置了擋水壩及導水溝渠。
進行初步設計時,因坡面較長,全長100m,將坡面治理范圍劃分為三個目標區,根據每個目標區表面裂隙特征,結合經驗布設了相應治理措施。主要措施設計見下表1。
施工驗證主要通過以下四步完成:
(1)在坡面清理浮石及危巖階段對坡體表面進行二次詳細勘驗,主要由專業技術人員借助清坡的設施重新近距離勘驗坡面狀態與初次踏勘結果進行比對;
(2)利用初設布設的錨桿、錨釘分布對(1)步新發現的不穩定部位采取優先鉆孔法進行驗證。通過研究鉆孔取出巖芯的天然裂隙發育情況判斷該部位坡體內部的完整性,對其穩定狀態進行評價;
(3)經判定如坡體實際的穩定狀態與初設階段的認識不符,差異較大,給方案的安全性或經濟性帶來較大影響時,則對初設方案進行調整;
(4)按調整后的最終治理方案進行治理施工。
經過施工驗證,本工程初步設計階段對坡體穩定性的認識與實際有較大差異。主要表現為:
(1)目標一區及二區布設加強錨桿的部位中局部裂隙發育程度實際較弱,巖體完整性、穩定性均相對較好,判斷該部位不需要布設加強錨桿,僅需在坡面清理后掛鋼筋網噴射混凝土面層后打設短錨釘即可;
(2)目標三區認為整體穩定性較好,裂隙節理面發育較弱,通過研究鉆孔巖芯發現局部部位存在裂隙發育及順坡節理面發育較強。垂直坡面的不穩定巖體厚度達3~5m,自穩性較差,需采用加強錨桿加固才能安全。
(3)目標一區發現一處巖體局部懸空,體積較大又無法清理,普通加強錨桿無施工工作面,又存在較大安全隱患。
根據施工驗證結果,對初設方案進行調整如下:
(1)取消目標一、二區驗證為穩定部位布設加強錨桿;
(2)在目標三區驗證為不穩定部位增加加強錨桿;
(3)經過研究,對懸空巖體采取了鋼繩綁扎式加固措施。
方法為:在懸空危巖體四個對角方向布設四根3m長,加強型錨桿作為錨固點,利用這四個錨固點在危巖體表面固定一層主動防護網,同時十字交叉狀布設兩根φ25鋼絲繩將主動防護網牢牢固定在危巖體上。另外在下面的二層平臺邊沿設一道鋼管防護欄,臺面鋪設一層碎石緩沖層。
根據施工驗證結果對初設方案進行合理化修正后,方案更趨合理,總體加固工程造價沒有增加,各項防護措施也更有針對性,做到了有的放失,有效提高了該段山體邊坡的安全性和穩定性。
高危邊坡的治理關系人民生活財產的安全,當給予充分認識。盡管實際工作中會由于各種市場競爭條件及經濟利益沖突導致前期的勘察工作難以到位,常常造成設計方案片面保守或針對性不強,給邊坡的穩定性埋下安全隱患。如能充分借助施工階段的坡面清危過程及施工錨桿錨釘時的鉆孔巖芯對坡體進行二次勘驗,進而對初設方案進行修正,就可以彌補前期勘察工作的不足,最終實現治理方案安全、經濟、合理的目標。
[1]《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2013).
[2]《錨桿噴射混凝土支護技術規范》(GB50086-2001).
[3]《巖土錨桿(索)技術規程》CECS 22:2005.
[4]穆偉剛,劉煥存,馬永琪.緊鄰建筑物山體巖質順向高邊坡穩定性評價及治理方法研究[J]巖土工程技術.