某住宅區(qū)邊坡穩(wěn)定性評價(jià)與治理加固措施探討

洪 斌 謝金元 姜 嘯 王 威 楊正玉

(1.鎮(zhèn)江市國土資源局潤州分局，江蘇 鎮(zhèn)江 212001； 2.江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

1 工程概況

某住宅區(qū)西側(cè)邊坡長約110 m，坡高4 m～6.5 m，坡度80°以上，現(xiàn)有石砌擋墻支護(hù)。受強(qiáng)降雨影響，邊坡?lián)鯄ψ冃螄?yán)重，擋墻鼓出明顯，坡面滲水，邊坡后緣拉張裂縫明顯，威脅坡體上下居民和坡下幼兒園安全。為防止險(xiǎn)情進(jìn)一步發(fā)展，確保周邊安全，通過現(xiàn)場調(diào)查、測繪、鉆探，充分了解現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境條件和工程地質(zhì)特性，采用GEO5軟件對邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算，綜合評價(jià)其穩(wěn)定性。采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁、混凝土板墻、注漿加固和截排水溝相結(jié)合的方式進(jìn)行加固治理，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

經(jīng)鉆探揭露及工程地質(zhì)測繪，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，場地地層按沉積時(shí)代及各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)，劃分為5層，由上而下描述為：

①層素填土：灰黃色，濕，稍密，可塑，局部軟塑，土質(zhì)不均勻，主要由粉質(zhì)粘土組成，夾少量碎磚石及植物根莖，堆填時(shí)間超過十年，局部建筑垃圾含量較高。層厚1.10 m～6.30 m。

②層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑，含錳質(zhì)銹斑，有光澤，無揺振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，層厚0.40 m～5.30 m，層頂標(biāo)高18.83 m～24.20 m。

③層粉質(zhì)粘土：黃褐色，軟塑，局部可塑，干強(qiáng)度低，韌性低，層厚1.00 m～2.50 m，層頂標(biāo)高13.53 m～19.18 m。

④層粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑，有光澤，無揺振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，層厚5.60 m～14.00 m，層頂標(biāo)高11.03 m～24.85 m。

⑤層粉質(zhì)粘土：黃褐色，硬塑，局部堅(jiān)硬，有光澤，無揺振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。最大控制層厚8.90 m，層頂標(biāo)高5.43 m～11.65 m。

2.2 水文地質(zhì)條件

據(jù)鉆孔揭露，場地內(nèi)地下水屬于潛水類型，主要賦存于：①層素填土、②層、③層粉質(zhì)粘土中。水位埋深3.2 m～4.9 m，水位變化受降水影響較大，季節(jié)性變化顯著。場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地表水。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 定性評價(jià)

場地地形起伏較大，最大高差達(dá)6.5 m，坡體陡峭，地層巖性為填土及粉質(zhì)粘土，上部填土層較厚且松散，易滲水，下部④層粉質(zhì)粘土較致密，起相對隔水作用。地表水通過已滲透的填土層進(jìn)入粘性土層中，在土層一定深度處形成軟弱帶，在強(qiáng)降雨或連續(xù)降雨時(shí)，大量地表水下滲，致使土體自重增加，力學(xué)強(qiáng)度降低，可能誘發(fā)滑坡發(fā)生[1,2]。現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果也顯示，該邊坡總體處于緩慢變形階段。綜合評價(jià)，該邊坡處于緩慢變形階段，如不及時(shí)治理，有可能發(fā)生滑坡，嚴(yán)重威脅坡體上下居民和坡下幼兒園安全。

3.2 定量評價(jià)

該邊坡為土質(zhì)邊坡，用瑞典條分法進(jìn)行定量分析計(jì)算，用BiShop法進(jìn)行校核[3]，選用GEO5軟件進(jìn)行建模和計(jì)算。距坡頂5.5 m左右有兩棟6層的住宅樓，一棟為條形基礎(chǔ)，一棟為樁基礎(chǔ)，取荷載105 kPa，作用寬度42.2 m。距坡頂1 m左右為小區(qū)內(nèi)部道路，取荷載15 kPa，作用寬度3 m。綜合分析室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和周邊工程項(xiàng)目，確定該邊坡計(jì)算采用的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 各土層物理力學(xué)參數(shù)表

采用GEO5軟件對各剖面在自重工況、自重+地下水工況、自重+暴雨+地下水工況、自重+地震+地下水四種工況下的穩(wěn)定性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2。

據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》，該邊坡在自重、自重+地下水兩種工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.3，在自重+暴雨+地下水、自重+地震+地下水兩種工況下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.1[4]。據(jù)此，各剖面定量計(jì)算評價(jià)結(jié)果見表3。

表2 各剖面現(xiàn)狀穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

表3 各剖面穩(wěn)定性評價(jià)

4 治理加固方案

將治理區(qū)分為AB,BC,DE三段分別進(jìn)行加固治理。AB段采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支護(hù)，抗滑樁直徑為1.5 m，間距3.0 m，長15 m，樁身采用C30混凝土澆筑，樁中縱向受力鋼筋采用HRB400鋼筋，樁頂和中部設(shè)置兩排成孔直徑為180 mm的預(yù)應(yīng)力錨索，采用4φ15.2鋼絞線，傾角20°，鋼絞線材質(zhì)為φs(1×7)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1 860 N/mm2鋼絞線。抗滑樁施工完成后拆除原有擋墻上部磚墻，施工250 mm厚的樁外板墻，施工混凝土板墻前樁間土采用厚度8 mm掛網(wǎng)噴漿加固。對下部原有重力式擋墻進(jìn)行勾縫出新，對AB段西側(cè)地面裂縫區(qū)域進(jìn)行注漿加固，注漿孔孔徑為70 mm，靠近擋墻的兩排注漿孔采用小孔徑麻花鉆施工，其他采用振動(dòng)錘擊(人工錘擊)成孔，橫、縱向排距均為1.2 m，梅花形布置。BC段采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支護(hù)，抗滑樁直徑為1.2 m，間距為2.0 m，樁長13 m，樁身采用C30混凝土澆筑，樁中縱向受力鋼筋采用HRB400鋼筋，在樁頂設(shè)置一排成孔直徑為180 mm的預(yù)應(yīng)力錨索，采用4φ15.2鋼絞線，傾角20°，鋼絞線材質(zhì)為φs(1×7)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1 860 N/mm2鋼絞線。抗滑樁施工完成后拆除BC段原有擋墻，施工250 mm厚的樁外板墻，施工混凝土板墻前樁間土采用厚度8 mm掛網(wǎng)噴漿加固。DE段擋墻裂縫進(jìn)行勾縫出新。AB和BC段墻底施工一尺寸為0.4 m×0.4 m排水溝，采用C30現(xiàn)澆混凝土，排水溝均設(shè)有蓋板，將雨水引至小區(qū)排水管網(wǎng)。

5 結(jié)語

1)該小區(qū)邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在連續(xù)降雨或地震等外動(dòng)力條件影響下，該邊坡有可能發(fā)生滑坡。

2)該邊坡坡體上下為居民樓，坡下有一幼兒園，如發(fā)生滑坡，將直接對人民生命財(cái)產(chǎn)造成極大損失，故需對其進(jìn)行加固治理。

3)采用人工挖孔樁、預(yù)應(yīng)力錨索、擋土墻修復(fù)、混凝土板墻、注漿加固和排水溝等措施相結(jié)合的方式對其進(jìn)行加固治理，效果顯著。