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      微型抗滑樁在滑坡處治中的應(yīng)用探析

      2021-06-06 10:29:44張新濤
      關(guān)鍵詞:工程案例應(yīng)用

      張新濤

      【摘要】滑坡是山區(qū)最為常見的地質(zhì)病害之一,微型抗滑樁具有施工快、布置靈活以及占地面積小等諸多優(yōu)勢,尤其適用于應(yīng)急、搶險工程。本文首先對微型抗滑樁技術(shù)及其發(fā)展情況展開分析,其后圍繞工程案例詳細論述了微型抗滑樁在滑坡處治中的應(yīng)用情況,以期可供參考。

      【關(guān)鍵詞】微型抗滑樁;工程案例;滑坡處治;應(yīng)用

      1、引言

      滑坡是組成斜坡的巖土體沿某一破壞面整體向下滑動的現(xiàn)象,往往規(guī)模不一,小至百余立方米、大至上億立方米。滑坡發(fā)生往往給國民經(jīng)濟帶來巨大的危害,對此加強滑坡處治研究具有重要意義,本文以微型抗滑樁的應(yīng)用為例展開詳細分析。

      2、微型抗滑樁技術(shù)概述

      微型樁,又稱小直徑樁、迷你樁,樁徑取值范圍為90~300mm,使用鉆機成孔后采用壓力注漿成樁,樁身可采用鋼筋混凝土或鋼管混凝土等不同的結(jié)構(gòu)形式。微型樁相比于傳統(tǒng)抗滑結(jié)構(gòu)物,其優(yōu)勢顯而易見:施工機具小,多采用鉆孔施工,可成樁區(qū)域能拓展至狹小作業(yè)空間;鉆孔直徑小,對不同的地層均較為適用,且施工過程對于滑坡體的擾動小,施工噪音也相對較低;其自身樁位布置結(jié)構(gòu)模式變化多樣,還可與其它類型抗滑技術(shù)結(jié)合使用。

      微型樁抗滑技術(shù)在近些年日積月累的工程實踐中得到逐步的發(fā)展與完善,并開始與其它較為成熟的滑坡加固技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用,具有代表性的組合結(jié)構(gòu)包括:微型樁與普通抗滑樁組合結(jié)構(gòu)、微型樁重力式擋墻、微型樁和預(yù)應(yīng)力錨索組合結(jié)構(gòu)以及壓力注漿型微型鋼管樁。

      3、微型抗滑樁在滑坡處治中的應(yīng)用

      3.1工程概況

      某高速公路K117+885~K117+960段堆積層厚度為10~30m不等,路塹最大切深約60m。當開挖至標高189m左右時(邊坡無防護),邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)。滑坡整體呈長而窄的“舌狀”,滑坡后壁至滑坡舌的總長度約為137m,寬約75m?;鲁尸F(xiàn)兩級滑動平臺,最后緣滑坡后壁坎高近15m,坡下半部分的滑動壁坎高約12m,前緣剪出裂縫曾在二級坡坡腳有明顯出露?;麦w主要為粉質(zhì)黏土、含碎塊石粉質(zhì)黏土,滑床為順傾的灰?guī)r,局部位置為砂巖、泥巖?;瑤梁窦s幾公分~幾十公分,局部大于2.0m,黏粒含量和含水率高,呈軟塑接近流塑狀,有地下水滲出。另外,K117+857~K117+885段三、四級坡面因牽引而出現(xiàn)撕裂裂縫。

      3.2滑坡成因分析

      該滑坡為人工開挖邊坡形成的牽引式、中層、中型的新滑坡。不合理的人工活動和持續(xù)降雨則誘發(fā)和加速了該滑坡的發(fā)生與滑坡的變形,其成因分析如下:

      (1)滑坡體結(jié)構(gòu)為滑坡發(fā)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。該坡體自然邊坡較陡,單面坡匯水面積大,滑坡體的土層主要為含碎塊石的粉質(zhì)黏土。從碎、塊石粒徑大小懸殊、棱角狀及土質(zhì)的極不均勻性等分析,屬坡洪積成因,其粘性差,透水性較強?;鶐r為全、強風(fēng)化泥巖,強、中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r,微風(fēng)化灰?guī)r等,其透水性相對較弱。此類巖土結(jié)構(gòu)有利于地表水的快速下滲,但在基巖面附近下滲受阻,地表水積聚于基巖面處,基巖面附近土體受到浸泡,強度降低,此坡體結(jié)構(gòu)屬不利于穩(wěn)定的坡體結(jié)構(gòu)。同時,基巖巖面傾向坡下,為坡體的滑動提供了有利條件。

      (2)不合理的人類活動改變坡體應(yīng)力狀態(tài)。原坡體為一穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡,由于公路建設(shè)需要,邊坡開挖形成新的臨空面,破壞了坡體的初始平衡應(yīng)力狀態(tài),應(yīng)力重新分布。邊坡開挖至設(shè)計標高后才開始框架錨桿的防護施工,施工工序不合理,防護結(jié)構(gòu)未能及時起到阻滑作用,坡體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。

      3.3滑坡處治方案

      根據(jù)此工點地質(zhì)條件,綜合考慮工程擾動、降雨等誘發(fā)因素,首先對該滑坡工點采取了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁為主,刷坡減載和截排水為輔的綜合治理措施。然而,在進行抗滑樁人工挖孔時,坡腳開挖誘發(fā)滑坡體再次發(fā)生快速滑移,抗滑樁護壁發(fā)生“鼓肚子”、開裂等破壞,危及挖孔的人員安全。

      此時,距離道路通車不足3個月,抗滑樁方案難以繼續(xù)實施。兼顧工期緊任務(wù)重、滑坡體復(fù)活現(xiàn)狀以及施工場地情況等,提出了以微型樁—預(yù)應(yīng)力錨索和地梁—預(yù)應(yīng)力錨索錨固工程為主,刷坡減載和截排水為輔的綜合治理措施。

      3.4微型抗滑樁綜合措施

      (1)在距離坡腳約16m、30m和70m的平臺處分別設(shè)置4排、4排和5排微型樁,分別為下組微型樁、中組微型樁和上組微型樁,采用間距0.8m×0.8m梅花形布置,嵌巖深度分別不小于5m、5m和6m。微型樁頂部采用C20鋼筋混凝土承臺連接,承臺寬和高分別為3.2m和1.5m、3.2m和1.5m與4.0m和1.5m。微型樁的樁徑150mm,樁芯為4根32鋼筋,水泥砂漿填充。上組微型樁頂部承臺設(shè)置1排預(yù)應(yīng)力錨索,錨索為5束15.24mm標準抗拉強度為1860MPa的預(yù)應(yīng)力鋼絞線,錨索錨固段長10m,錨索設(shè)計張拉力500kN,鎖定拉力300kN,錨索嵌巖深度不小于10m。

      (2)從上到下對滑體刷坡減載,其中第四級平臺寬度15m,平臺現(xiàn)澆10cm厚的C20混凝土封面。

      (3)各級邊坡防護如下:第一級:掛網(wǎng)噴播防護;第二、三、四級:人字形骨架防護;第五級:地梁—預(yù)應(yīng)力錨索錨固,地梁采用現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土,截面尺寸0.6×0.6m,并在地梁頂及底邊設(shè)C25鋼筋混凝土橫梁,采用與微型樁相同的預(yù)應(yīng)力錨索錨固;第六級:鋼筋混凝土人字形骨架+錨桿護坡,錨桿長9m。

      (4)在滑坡周界以外5m布設(shè)截水溝,邊坡平臺設(shè)置截水溝,坡面適當位置設(shè)急流槽。

      3.5滑坡處治過程穩(wěn)定性分析

      10月29日,上組微型樁施工,至11月16日已施工200多根,平均孔深26m,成孔速度快。此期間,滑坡體仍處于滑動狀態(tài)且滑移速率較快,主滑坡區(qū)的深部位移測斜管陸續(xù)被剪斷,剪斷位置從3m到8m不等,已施工微型樁受力傾斜,滑坡體仍存在較大風(fēng)險。

      11月28日基本完成上組微型樁施工。為保證滑坡施工安全,在上組微型樁下面的第四級邊坡處重新恢復(fù)深部位移監(jiān)測管,四天內(nèi)的最大位移達2.5cm,隨后測斜管再次被剪斷?;潞缶壖爸芙缋塾嬑灰谱畲笾祪H0.5mm,滑坡后緣及周界邊坡穩(wěn)定。

      12月5日完成承臺預(yù)應(yīng)力錨索的張拉施工,承臺表面水平位移超1cm,豎向位移達4cm,且受降雨影響承臺底部的脫空約2m,滑坡體下滑狀態(tài)得到改善,但仍存在滑移趨勢。隨后進行上組微型樁下部第三、四級坡體的刷坡卸載和中組微型樁的施工,刷坡土體反壓至坡腳。坡腳開挖,除坡體表面存在局部溜滑外,上組微型樁承臺頂部表面水平位移僅發(fā)展2cm,滑坡基本穩(wěn)定,滑移趨勢總體得到有效控制。

      次年1月中旬完成中組微型樁施工,4月下組微型樁施工完畢,整個滑坡區(qū)治理基本完成。1~4月期間滑坡區(qū)的表面累計位移量也僅有2cm,且位移曲線趨于平緩,滑坡基本得到控制。

      結(jié)語:

      綜上所述,在滑坡災(zāi)害處治中,微型樁憑借著施工簡便、安全、快速、經(jīng)濟等諸多優(yōu)勢得到了廣泛運用,并積累了大量的成功經(jīng)驗。結(jié)合工程實踐來看,滑坡處治時可以微型樁、抗滑樁、錨索等錨固工程為主,輔以刷坡減載和防排水的綜合治理措施,切實增強滑面的抗剪強度和抵抗滑坡推力,確?;轮卫砗箝L期穩(wěn)定。

      參考文獻:

      [1]鄧小鵬,張曉娟.微型抗滑樁在滑坡處治中的應(yīng)用研究[J].公路,2016,61(09):140-142.

      [2]盧樹奀.錨索-微型樁組合結(jié)構(gòu)在懷陽高速公路K26邊坡滑坡中的應(yīng)用[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2019,15(06):161-163.

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