貴州某儲油庫既有邊坡加固治理實例分析

張 曉 航

(中航勘察設計研究院有限公司，北京　100000)

0　引言

建筑邊坡工程技術近幾年發展迅速，但是由于地質條件的復雜性與不確定性，既有邊坡往往會出現各種問題，最常見、危害最大的就是滑坡。

2014年7月16日，受強降雨影響，貴州省貴陽市某儲油庫卸油區邊坡發生滑坡，邊坡擋墻破壞嚴重，造成部分油罐車被掩埋，油庫鐵路運輸中斷(見圖1)。

滑坡體后緣邊坡上建設有兩個1 500 m3消防水罐(如圖2所示)，在暴雨發生后均產生了不均勻沉降。1號消防水罐沉降最大184 mm，2號消防水罐沉降最大260 mm，不能滿足設計要求。

消防水罐關系著整個庫區的安全運行，故急需對卸油區滑坡提出可行的治理方案進行治理，保證油庫安全正常的運行。

既有邊坡工程加固方法可分為削方減載法、堆載反壓法、錨固加固法、抗滑樁加固法、加大截面加固法、注漿加固法和截排水法等[1]。考慮水罐滿載，并且滿足坡頂水罐位置避讓的要求，結合地層地貌、邊坡重要性等級等因素綜合考慮，處理方案采用邊坡支擋+局部注漿加固處理的方式。

1　工程概況

1.1　自然地理及地形地貌

場區地處貴陽盆地東側，位于貴陽市花溪區小碧鄉，地勢總體南東高，北西低，地形起伏較大，油庫區卸油鐵軌處于陡斜坡體下坡腳處，滑坡段原始地形低，為沖溝經填筑抬高后修建的消防水罐，儲油罐位置及生活辦公區均為挖方整平后修建，附近海拔1 137.00～1 197.60，相對高差為60.60 m，場區地貌類型屬侵蝕、剝蝕低中山地貌。

1.2　地層巖性

根據工程地質勘察資料，場區覆蓋層為填筑土及粉質粘土、碎石土，下伏基巖為二疊系吳家坪組泥質粉砂巖夾泥巖、炭質泥巖、硅質巖等，巖性較復雜，各土層性質如下：

①填筑土：灰黃色、褐黃色，成分為泥質粉砂巖、硅質巖碎石與粘土混雜填筑，碎石粒徑20 mm～100 mm，呈棱角狀，含量30%～70%，其間充填粘土，稍濕，松散至稍密，填筑時間約2年～10年不等，分布于場地地勢較低地段，鉆探揭露厚0 m～8.6 m。

②碎石土：灰黃色，成分為泥質粉砂巖、硅質巖，碎石粒徑20 mm～50 mm，呈棱角狀，含量50%，其間充填粘土，稍密，稍濕，鉆探揭露厚0 m～4.2 m。

③粉質粘土：黃色、褐色，含粉砂巖、角礫、硅質巖碎石，粒徑為2 cm～8 cm，呈棱角狀，含量30%～40%，頂部見50 cm厚腐殖土(含植物根及殘塊)，呈可塑狀，局部含水量較高呈軟塑狀，鉆探揭露厚0 m～8.4 m。

④強風化層：灰黃色、青灰色，薄至中厚層狀，泥質粉砂巖，局部夾泥巖、炭質泥巖、硅質巖，巖石節理，風化裂隙發育，內充填粘土，巖體破碎，巖芯呈碎塊狀、砂狀，厚2.0 m～11.8 m。

⑤中風化層：深灰色、灰色，薄至中厚層狀，泥質粉砂巖，層間夾不等厚泥巖、炭質泥巖、硅質巖，節理發育，巖體較完整，巖芯呈碎塊狀、砂狀，少量呈短柱狀、柱狀。

1.3　地質構造

據《貴陽幅區域地質調查報告》，場區屬揚子淮地臺—黔北臺隆—遵義斷拱—貴陽復雜構造變形區，貴陽向斜的東翼。場區地質構造發育，巖層呈單斜狀產出，巖體節理裂隙發育，節理間距20 mm～200 mm之間，切穿巖層層面，延伸遠，節理很發育。

1.4　水文地質條件

場區地下水主要為基巖裂隙水及第四系松散巖類孔隙水，地下水主要靠大氣降水及地表徑流沿基巖空隙及裂隙滲透補給。經地表調查，場區附近地段未見泉點出露，下伏強風化基巖節理裂隙發育，為場區主要含水層，地表水下滲后，多賦存于強風化基巖節理裂隙內。

2　邊坡滑坡機理分析

2.1　滑坡特征

場區原始地貌為山間谷地，滑坡區地勢低，原始地形處于沖溝底部。滑坡區進行填筑后修建6 m高擋墻支擋，上部設置消防水罐，下部為鐵路及輸油管線。滑坡體平面形態呈“圈椅型”，主滑方向58°。滑坡左右分別以未破壞擋墻為界，滑坡后緣距消防水罐約1.0 m，滑坡前緣以破壞擋墻為界。滑坡平面尺寸為54 m×30 m，滑體平均厚度5 m，滑坡面積為1 620 m2，滑坡體積為8 100 m3，屬小型滑坡。滑坡體物質組成主要為填筑土及粉質粘土，其中填筑土為碎石土。

2.2　滑坡機理

造成此邊坡滑坡的機理主要分為兩個方面:一方面是由于該區域下部粉質粘土層厚度較大，約8.4 m厚，且分布范圍較廣，另一方面是由于暴雨影響，大量雨水滲入，使得下部粉質粘土層吸水飽和，呈可塑～軟塑狀，同時抗剪強度參數降低，造成邊坡穩定性下降，擋墻地基軟化使得擋墻抗滑力不斷減小，下滑力不斷增大，當下滑力大于抗滑力時，邊坡發生失穩破壞，造成滑坡。

3　雙排抗滑樁加固治理分析

為了滿足水罐不搬遷、不在原址拆除重建、儲水時荷載作用下邊坡安全性滿足規范要求，決定采用坡頂設置排樁支擋對水罐荷載進行隔離，從而減少水罐荷載對邊坡的不利影響。

雙排樁設計樁長15.0 m，樁徑1.0 m，樁間距1.8 m，排間距2.5 m～3.0 m，支護樁采用混凝土灌注樁。

3.1　旋挖鉆機試樁

根據相關施工經驗，擬采用施工方便、快捷的旋挖鉆機進行灌注樁的施工。施工單位于2017年5月組織旋挖鉆機進場進行鉆孔灌注樁的施工工作。旋挖鉆機先進行了成樁試驗工作，發現樁從4 m的位置開始縮孔，無法繼續成孔。施工單位改用6 m長鋼護筒(見圖3)，到8 m的位置仍然縮孔。

同時由于縮孔，造成周圍地表下陷10 cm左右(見圖4)，施工單位立即停止施工，將鉆孔回填完畢，防止因大量取土及縮孔造成罐體傾斜，威脅庫區安全生產。

3.2　人工挖孔灌注樁施工

施工單位及時將此情況反映給設計單位，通過設計單位和相關專家的研究決定，采用人工挖孔進行灌注樁的成孔。同時為了保證施工的安全快速，護壁采用鋼護筒對灌注樁整樁進行護壁，鋼護筒永久留置在土中，既保證了施工人員的安全，同時也保證了成樁質量(如圖5所示)。

3.2.1人工挖孔灌注樁優點

人工挖孔灌注樁的優點是施工設備簡便，場地條件許可時可以多孔同時開挖，節約工期。并且人工挖孔屬于非擠土工藝，能夠適應復雜的地質場地。

3.2.2人工挖孔灌注樁缺點

人工挖孔灌注樁的缺點是需要人工在地面以下的狹窄空間里進行挖掘，危險性極高。護壁的安全性，鉆孔內空氣的質量，施工人員的身體狀況等不確定因素，使得該工藝危險性明顯大于其他施工工藝。故在施工前，必須制定專項的安全施工方案，重點在于保證護壁的安全，同時采用送風量大的設備進行井下通風，下井前利用有害氣體濃度檢測儀進行檢測，保證安全后，方可下井施工。施工過程中要及時和井下人員溝通，出現不適癥狀，立即上井休息，不可疲勞作業。現場負責人及安全管理人員要重點進行危險源的識別與評價，切實保證施工的安全，沒有安全，一切都無從談起。

4　注漿加固治理

因水罐已經發生了較大程度的傾斜，為了減少后期的沉降，采用注漿加固的方式對水罐基礎底及周圍局部區域進行注漿加固。

4.1　注漿加固機理

注漿采用水泥漿液為固化劑，通過高壓注漿設備將水泥漿液經注漿管壓入土體內，漿液通過壓力擴散、滲透充填填土孔隙，在壓漿影響范圍內使漿液與土體形成一種特殊的水泥—土網絡結構，起到固化土體、改善土的物理力學性質及水穩定性。同時鉆孔內插入的注漿鋼管形成豎向加筋水泥土柱體，對土層形成加筋體，相互作用達到提高②層填土的承載力及地基土模量，減少并控制基礎沉降的目的。

4.2　注漿加固設計

根據油罐區已有的加固經驗，本區域注漿采用袖閥管注漿，設計孔徑150 mm，設計孔深6.7 m～11.2 m，漿體材料采用水泥漿，水灰比0.6，水泥規格為P.O42.5。

地基承載力估算。

按復合地基計算公式：fspk=[1+m×(n-1)]×fsk。漿液擴散半徑取R=0.3 m,注漿點間距1.2 m,三角形布置,則置換率m=0.226，n取2.5～5.0，經計算處理后的地基承載力滿足120 kPa的設計要求。

按場地注漿量的水泥綜合摻和率估算，當水泥平均摻和率達15%時，水泥土強度可以達到0.5 MPa～1 MPa。所以，經水泥高壓注漿后有關地基土承載力可以滿足120 kPa的要求。

同時為了最大限度提高水罐環墻基礎下地基土的承載力，達到更好的治理效果，外排注漿管設計成斜管，即以與地面成10°角的傾斜進行施工。注漿剖面圖如圖6所示。

5　處理前后沉降對比分析

注漿加固處理30 d后，建設單位委托第三方進行了試水工作，沉降觀測數據如表1所示，處理效果非常好，達到了設計要求，能夠保證水罐安全使用。

表1　沉降觀測數據　mm

注漿后漿液充填土體情況如圖7所示。

6　結語

通過以上分析，本文得到如下結論：

1)在地質條件復雜、地下管線復雜、施工場地受限的情況下，人工挖孔樁比機械成孔適應性更強。

2)人工挖孔樁施工過程中要對護壁的安全性、孔內有毒有害氣體進行跟蹤監測，保證施工人員的施工安全。

3)注漿加固對于既有建筑物地基加固效果良好，施工簡便，質量易控。

參考文獻:

[1]JGJ 123—2012,既有建筑地基基礎加固技術規范[S].

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[4]劉之葵,梁金城,黃英娣.人工挖孔灌注樁的孔壁穩定性[J].礦產與地質,2003,17(99):648-650.