■解詩杰
(深圳市地質(zhì)局 廣東 深圳 518023)
五華縣長布鎮(zhèn)梅東特大型滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程中抗滑樁的運(yùn)用探討
■解詩杰
(深圳市地質(zhì)局廣東深圳518023)
五華縣長布鎮(zhèn)梅塘村梅東滑坡特大型地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于長布鎮(zhèn)梅塘村北東側(cè)。前期滑坡處于蠕動變形中,在強(qiáng)降雨、震動等誘發(fā)因素的作用,山體滑坡可能進(jìn)一步滑動,對坡腳梅塘村構(gòu)成嚴(yán)重威脅,目前該滑坡采用抗滑樁+排水+綠化等綜合治理措施,滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患徹底消除,通過了省相關(guān)部門驗(yàn)收。本文通過在五華縣長布鎮(zhèn)梅東特大型滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理中大量使用的抗滑樁應(yīng)用實(shí)例,總結(jié)抗滑樁的設(shè)計(jì)、施工和經(jīng)驗(yàn)。
特大型滑坡地質(zhì)災(zāi)害抗滑樁
在我國,抗滑樁是用于治理滑坡的一種重要的工程措施,已經(jīng)被公路、水利及鐵路等部門廣泛應(yīng)用,同時(shí)在樁型及應(yīng)用范圍各個(gè)方面得到較快發(fā)展。二十世紀(jì)八十年代以來,開始用大直徑挖孔抗滑樁來治理大型滑坡。目前我們采用的半經(jīng)驗(yàn)、半理論設(shè)計(jì)理論及計(jì)算方法,都是來自于大量的工程實(shí)踐、室內(nèi)模型試驗(yàn)以及現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)測的成果綜合分析最終確定的,技術(shù)相對比較成熟,尤其是單排大截面埋式抗滑樁,其應(yīng)用更加廣泛,在國外也有很多類似的典型示例。
(1)樁的位置設(shè)置相對靈活,可以成排設(shè)于滑坡前緣外,也能夠根據(jù)實(shí)際情況,將其設(shè)于滑體的其他部位,當(dāng)然也可以和其他的防治措施結(jié)合使用。
(2)開挖土石方量相對較小,施工過程中滑坡體的穩(wěn)定狀態(tài)受到的影響也小。
(3)挖孔樁樁孔也可以作為很好的探井,進(jìn)行挖孔作業(yè)時(shí)要作好地質(zhì)編錄,通過地質(zhì)編錄可以弄清楚整個(gè)滑坡的工程地質(zhì)情況,在開挖過程中可以發(fā)現(xiàn)滑動帶和滑帶土,同時(shí)可以檢驗(yàn)原先勘查報(bào)告得出的滑動面的深度,可以及時(shí)修改原先的設(shè)計(jì),使它更加完善,與實(shí)際情況更符合,可到動態(tài)化、信息化施工。
(4)施工方便,使用的設(shè)備較簡單。
根據(jù)樁的剛度,樁分為剛性樁和彈性樁;根據(jù)樁的埋置情況,可以分為懸臂式及全埋式樁,一般懸臂式使用比較多;根據(jù)材質(zhì)及截面形狀,分為木樁(大多用在臨時(shí)工程)、鋼筋混凝土樁(矩形、圓形)、管樁(大多用在鉆孔樁)及鋼樁。
通??够瑯抖际浅膳诺牟贾糜诨麦w前緣的抗滑段位置,同時(shí)要盡量使用樁前巖土的抗力,只有因施工條件的限制或特殊情況下才考慮使用其他的部位。對于巖質(zhì)滑體而言,樁的間距通常取決于滑坡推力的大小;而對土質(zhì)滑體來說,要確保滑體不會從樁間擠出,按照滑體的密實(shí)程度、含水情況、滑坡推力大小、施工難易、樁截面大小和土體自然拱作用等因素的綜合考慮,大多使2~5倍的樁徑。進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí),一般將樁的橫向樁芯距設(shè)為4.5米左右,這樣才能夠保證滑體不會從樁間擠出。如果樁的間距過小,不僅施工困難,也會使滑坡地下水的排泄斷面減小。
通過計(jì)算抗滑樁的寬度,確定地基系數(shù),模擬它的受力狀態(tài)及計(jì)算圖式,就可以計(jì)算出抗滑樁的長度,最終計(jì)算樁的內(nèi)力。
梅東滑坡處在低山丘陵區(qū),周江河南側(cè)為四角山,其海拔高程一般高達(dá)700以上;滑坡所在的周江河南側(cè)通常是高丘陵地貌,一般高程在300~500m?;绿幵谝惶幾呦蚪黃E150°的山丘南坡,這個(gè)山丘頂高308.3m,坡腳高程是200m,其相對高差110m左右。滑坡所在山坡折線形,坡頂及坡腳陡,坡度35~50°,山坡中部坡度較緩,坡度是20~30°,坡面上植被比較茂盛,主要是馬尾松、毛竹、蕨草、石栗等等。坡腳是周江河一級階地,標(biāo)高在200m左右,距離周江河河床5m左右,梅塘村梅東滑坡就是處在此階地上。
根據(jù)在野外地質(zhì)調(diào)查的結(jié)果,再分析鉆孔的相關(guān)資料,五華縣長布鎮(zhèn)梅塘村梅東滑坡滑坡屬于土質(zhì)滑坡。此滑坡體平面呈圈椅狀,其最高點(diǎn)相對標(biāo)高136.60m,前緣坡腳的最低點(diǎn)標(biāo)高是96.90m,最大高差40.50m;滑坡主軸長大概96m,寬大概150m,滑坡體積大概11.5萬m3?;潞缶壛芽p清晰可見,部分地段形成滑坡壁高2.0~3.0m(照片1-1、1-2),滑坡體后緣分布很多裂縫,局部形成滑坡錯(cuò)落臺階(照片1-3,1-4)。
照片1-1 滑坡后緣裂隙
照片1-2 滑坡壁及歪斜的樹木
照片1-3 滑坡裂隙照片
照片1-4 裂縫及滑坡臺階
防治工程的目標(biāo)是:保證五華縣長布鎮(zhèn)梅塘村梅東滑坡村地質(zhì)災(zāi)害在設(shè)計(jì)年限的穩(wěn)定和安全,使滑坡變形破壞得到有效的控制,不出現(xiàn)新的變形破壞,從而保護(hù)梅塘村梅東滑坡地區(qū)的上千人及數(shù)千萬元財(cái)產(chǎn)的安全。
6.1滑坡穩(wěn)定性評價(jià)
通過對梅塘村梅東滑坡變形破壞跡象的分析和穩(wěn)定性分析計(jì)算,滑坡在天然狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為1.005,處于極限平衡狀態(tài);在連續(xù)降雨及強(qiáng)降雨作用下,穩(wěn)定程度進(jìn)一步降低,滑坡在暴雨?duì)顟B(tài)下,穩(wěn)定系數(shù)僅為0.856,隨時(shí)有可能產(chǎn)生大規(guī)模滑動破壞的危險(xiǎn)。因此,必須采取治理措施。此外,根據(jù)對滑坡的實(shí)地調(diào)查,滑坡仍處于不斷蠕動變形中,若受到強(qiáng)降雨、震動等誘發(fā)因素的影響,滑坡體會出現(xiàn)進(jìn)一步滑動。通過以上分析,表明此滑坡是不穩(wěn)定的。
6.2設(shè)計(jì)原則
防治工程應(yīng)遵循“安全、可靠、長效、美觀、環(huán)?!钡脑瓌t,治理工程實(shí)施后,保護(hù)主體工程在有效使用期內(nèi)安全有效運(yùn)行,保證滑坡在各種不利荷載組合下不產(chǎn)生整體或較大規(guī)模的局部滑移破壞。
梅塘村梅東滑坡特大型地質(zhì)災(zāi)害防治工程應(yīng)整體綜合考慮,工程措施做到經(jīng)濟(jì)、安全、合理、可行。有效的治理方法有抗滑支擋、削方減載和地表排水等防治方案;主要思路是完善地表排水系統(tǒng),盡量減少地表水入滲對滑坡的不利影響,提高滑坡的穩(wěn)定性,同時(shí)對滑坡體進(jìn)行支擋或削坡減載等措施,其以治理滑坡本身為目標(biāo),從而保證滑坡體穩(wěn)定,消除滑坡特大型地質(zhì)災(zāi)害的危害。
在削坡減載后,根據(jù)滑坡變形破壞特征及地質(zhì)環(huán)境條件,設(shè)置抗滑樁擋板墻。
樁板墻設(shè)置在滑坡前緣房屋后面,共設(shè)置34根抗滑樁,抗滑樁采用人工挖孔灌注樁,抗滑樁截面為矩形1.2×1.8m,長邊與坡向一致,樁長約19m,樁芯距4.5m,嵌固深度在滑動面以下約一半樁長或嵌入基巖中風(fēng)化巖以下約5m,地上懸臂長度,從5.5m~8.0m,抗滑樁樁身砼為C25,彎曲抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 fcm=11MPa,軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fcm=10MPa,抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fcm=1.1MPa,受拉鋼筋和箍筋均采用II級螺紋鋼筋,受拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度fy=290MPa,受壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度fy=290MPa;抗滑樁護(hù)壁采用C20砼,厚200mm,鋼筋采用II級圓鋼。
在抗滑樁懸壁后側(cè)設(shè)置砼檔板,擋板長3.8m,寬0.5m,厚0.25m,板面?zhèn)蠕摽v筋為5Ф14通長配筋,板背側(cè)縱筋為5Ф10通長配筋,箍筋為Φ8@200,板兩端搭接段加密配筋;共需擋板約780塊,擋板C25砼423m3。
梅塘村梅東滑坡特大型地質(zhì)災(zāi)害防治工程的施工項(xiàng)目主要有:削坡減載工程、抗滑樁及擋土墻工程、錨桿格構(gòu)梁工程、排水工程和綠化工程。施工時(shí)應(yīng)首先削坡減載,再進(jìn)行錨固、擋土墻,坡面、坡腳排水及綠化工程施工。
通過對五華縣長布鎮(zhèn)梅塘村梅東滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析評價(jià)表明,此滑坡在天然狀處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但安全儲備不高;在連降暴雨時(shí),滑坡穩(wěn)定性不斷下降,滑坡處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。
五華縣長布鎮(zhèn)梅塘村梅東滑坡處于滑動變形中,對位于坡腳梅塘村梅東地區(qū)285戶居民,共1143人構(gòu)成嚴(yán)重威脅,同時(shí)威脅居民住房及省道S238,潛在經(jīng)濟(jì)損失約7500萬元。
同類滑坡一般有共同的規(guī)律,但在研究某一個(gè)滑坡過程中,要注意各個(gè)滑坡的特殊性,從而準(zhǔn)確分析滑坡的性質(zhì)、預(yù)測發(fā)展范圍以及變形機(jī)理,最終提出和它相適應(yīng)的治理方案,才能確保治理工程獲得成功。
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P694[文獻(xiàn)碼]B
1000-405X(2016)-9-460-2