湘西某滑坡治理工程應用的研究

陳冬冬 張紹和

【摘 要】湘西某滑坡滑動面趨于貫通，采用折線滑動破壞模式，運用極限平衡原理計算了設樁位置的滑坡推力；采用預應力錨索抗滑樁作為主體支護結構，能夠有效的控制樁頂?shù)奈灰茷?4mm；采用裂縫填埋、截排水溝和監(jiān)測工程的輔助治理措施，可以進一步提高滑坡的穩(wěn)定性，監(jiān)測滑坡的變形，保證施工安全以及坡體下部居民的生命財產(chǎn)安全。

【關鍵詞】滑坡治理；預應力錨索；抗滑樁

中圖分類號： P642.22 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）21-0182-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.084

【Abstract】A sliding surface of a landslide in Xiangxi tends to penetrate.Using the broken line sliding failure mode， the limit equilibrium method is used to calculate the landslide thrust of the pile position.The anti-slide pile with prestressed cable is used as the main support structure， which can effectively control the displacement of the pile top to 14mm.Crack landfills，ingintercepting drainage channels and monitoring engineering as auxiliary treatment measures，which can further improve the stability of the landslide， monitor the deformation of the landslide， ensure the safety of construction and the safety of life and property of the residents in the lower part of the slope.

【Key words】Landslide treatment engineering； Prestressed anchor cable； Anti-slide pile

0 前言

滑坡是山體沿巖土體內(nèi)部軟弱帶做整體、緩慢、間歇滑動的不良地質(zhì)現(xiàn)象。滑坡的產(chǎn)生將會中斷交通、堵塞河道、掩埋村鎮(zhèn)，給社會造成巨大的損失，因此滑坡治理有著十分重要的意義[1]。20 世紀80年代起，預應力錨索抗滑樁被廣泛應用于滑坡治理中，與抗滑樁相比，錨索，能夠增加樁身的約束，改善抗滑樁的受力狀態(tài)，減小樁身內(nèi)力和截面尺寸[2]。

本文以湘西某滑坡治理工程為例，通過分析計算，采用預應力錨索抗滑樁進行支護，可以有效的控制樁頂?shù)奈灰疲瑸榻窈箢愃乒こ痰脑O計提供參考[3]。

1 滑坡特征及物質(zhì)組成

1.1 滑坡特征

滑坡平面呈圈椅狀，后緣以陡坎為界，剪出口為學校教學樓后擋土墻處，兩側(cè)以基巖露頭為邊界。

滑坡南北縱長110m，東西橫寬60m，滑體后緣高程為602～606m，前緣高程676m，高差約30m；主滑方向為114°，滑體平均厚度10.00m，面積約7000m2，體積約7.06×104m3，屬于小型推移式中層土質(zhì)滑坡。

該滑坡威脅對象為前緣學校師生及居民共計356人的生命安全，鄉(xiāng)政府辦公樓、學校及農(nóng)田的財產(chǎn)安全，直接威脅財產(chǎn)約2000萬元，險情等級為中型，滑坡防治工程等級為二級。

1.2 滑坡物質(zhì)組成

滑體：由殘坡積含塊石粉質(zhì)粘土組成。稍濕～濕、硬塑狀態(tài)，厚度5.00～15.00m。

滑帶：中部滑帶處于巖土交界面，已趨于貫通，主要由粉質(zhì)粘土組成，黃褐色，可塑，局部可見擦痕，層厚0.20～0.30m。

滑床：滑床為志留系中統(tǒng)頁巖，上陡下緩，上部傾角60°～75°，中下部傾角3°～20°。

2 計算工況及滑坡推力

2.1 計算模型

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》[4]，該滑坡采用“折線滑動破壞”模式，運用極限平衡原理計算滑坡穩(wěn)定性系數(shù)和滑坡推力。

滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs的求解公式為

滑坡推力計算如下：

2.2 計算工況

滑坡穩(wěn)定性計算時，荷載考慮滑體自重、地表荷載、暴雨、地震等因素。

（1）自重：滑體土厚度不大，結構松散，降雨易入滲，可視為整個滑體均處在入滲范圍，采用飽和重度，滑面強度采用飽和抗剪強度。

（2）地表荷載：建筑物按每層15kPa計算。

（3）水壓力：滑坡區(qū)坡度較陡，土體滲透性較強，地下水滲流下泄快，暴雨工況下難以形成穩(wěn)定水位，不考慮水壓力。

（4）地震荷載：根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》[5-6]，區(qū)內(nèi)地震基本烈度小于VI度，不考慮地震荷載。

該滑坡穩(wěn)定性計算采用自重和自重+暴雨兩種工況[7]。自重工況下安全系數(shù)為1.30，自重+暴雨工況下安全系數(shù)為1.10。

2.3 設樁位置滑坡推力

根據(jù)圖2計算模型，設樁位置處滑坡推力計算結果見表1。

3 治理工程設計

依據(jù)地形地貌及工程地質(zhì)條件，結合滑坡災害體的特點，對其采用裂縫填埋+截排水溝+抗滑樁+錨索+監(jiān)測工程的綜合防治措施。

3.1 裂縫填埋

坡體內(nèi)部存在多條裂縫，雨水易進入坡體，增加坡體自重，影響滑坡整體穩(wěn)定性。對地表裂縫采用粘土封填，回填后采用純水泥漿灌漿加固。

3.2 截排水工程

在滑坡后緣5m范圍處設置截水溝，滑坡前緣設置排水溝，將地表水引出滑坡區(qū)。

3.2.1 設計暴雨重現(xiàn)期為20年，強度為90mm/h；校核暴雨重現(xiàn)期為50年，強度為100.8mm/h。

3.2.2 截、排水溝斷面設計

截、排水溝分別采用梯形斷面和矩形斷面，截水溝頂寬900mm，底寬600mm，深度600mm；排水溝頂寬500mm，深度500mm，具體計算成果見表2。

3.2.3 抗滑樁+錨索工程

在滑坡前緣位置設置抗滑樁，距樁頂0.5m處設置一排預應力錨索。采取樁錨支擋，既能保證支擋結構安全可靠，又可降低工程造價。

（1）滑坡推力按矩形分布，作用在滑面以上樁身，內(nèi)力計算采用m法，樁底邊界為鉸支。

（2）嵌固段應根據(jù)地基的橫向容許承載力確定，本滑坡嵌固段地層為巖層，樁的最大橫向壓應力不大于地基的橫向容許承載力。

（3）考慮土壓力的情況下，通過理正巖土計算，內(nèi)力和配筋采用受力最大工況下進行計算，結果見表3。

（4）抗滑樁采用人工挖孔樁，共22根，矩形截面，尺寸1.5m×2.0m，樁距5.0m，樁長13m，嵌固深度不小于8m，且進入巖層不小于3m。樁頂設置鋼筋砼冠梁連接成整體，砼強度為C30，冠梁高度0.5m。

（5）錨索結構設計：距離樁頂0.5m處設置一排預應力錨索，長度24.5m，采用5s21.6鋼絞線，錨固段長11m，孔徑150mm，傾角25°，設計軸向拉力760kN，鎖定荷載為400kN。

3.2.4 監(jiān)測工程

對滑坡體及防治工程布置監(jiān)測工程，以便及時監(jiān)測滑坡，分析預測滑坡的穩(wěn)定性。監(jiān)測內(nèi)容為：地表位移，抗滑樁的樁頂位移及沉降、地表巡視等。

（1）地表位移監(jiān)測

地表位移監(jiān)測精度按《建筑變形測量規(guī)范》[8]所列二級精度指標監(jiān)測，垂直位移監(jiān)測精度按三級精度指標監(jiān)測。

（2）抗滑樁樁頂水平位移與沉降監(jiān)測

通過對樁頂平面水平位移與沉降進行監(jiān)測，了解樁頂位移及沉降變化情況。

（3）宏觀地質(zhì)調(diào)查法

在變化明顯地段設固定點，主要觀察滑坡滑塌跡象、地表變形、地表水系、地面及支護結構裂縫發(fā)育情況等。

4 結論

（1）湘西某滑坡滑動面已趨于貫通，結合地形地貌、工程地質(zhì)條件和滑坡災害體特征，對其采用“裂縫填埋+截排水溝+抗滑樁+錨索+監(jiān)測工程”的綜合防治措施。

（2）采用折線滑動破壞模式，運用極限平衡原理，計算擬設抗滑樁位置的滑坡推力最大為916.67kN/m。

（3）抗滑樁頂部設置一排預應力錨索，能夠有效的控制樁頂位移為14mm。

（4）采用裂縫填埋、截排水溝和監(jiān)測工程的輔助治理措施，可以進一步提高滑坡的穩(wěn)定性，監(jiān)測滑坡的變形，保證施工安全以及坡體下部居民的生命財產(chǎn)安全。

【參考文獻】

[1]鐵道部第二勘測設計院.抗滑樁設計與計算[M].北京：中國鐵道出版社，1983.1-289.

[2]何勇志.預應力錨索抗滑樁計算理論及試驗研究[D].湖南大學，2009.

[3]左文貴，屈旭光.張家界龍?zhí)稑蜩F路段滑坡穩(wěn)定性分析及治理設計[J].土工基礎，2016，30（01）：9-12.

[4]GB/T32846-2016，滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[5]GB50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范[S].

[6]GB18306-2015，中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖[S].

[7]DZ/T0219-2006，滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范[S].

[8]JGJ8-2016，建筑變形測量規(guī)范[S].