桩板式挡土墙在滑坡治理中的应用

2013-07-10许可

四川地质学报 2013年2期

关键词：仁寿县段长抗滑桩

许可，彭涛，邓宇

（中冶成都勘察研究总院有限公司，成都 610023）

常见的滑坡治理措施有：抗滑桩、挡土墙等。抗滑桩是穿过滑坡体深入滑床的桩柱，用以支挡坡体的下滑力，起稳定边坡的作用。抗滑桩适用于浅层和中厚层的滑坡，通常布设于滑坡中前部，能承受较大的滑坡推力及土压力，是抗滑处理的主要措施。

桩板式挡土墙采用钢筋混凝土结构，由悬臂式抗滑桩和挡土板组合而成，其悬臂长度可达15m 左右，桩间距一般为4m～6m。

1 工程概况

图1 场地全景照片

工程区位于眉山市仁寿县文林镇卫星村十一社，受2011年5月20日一场暴雨的影响，仁寿县民政局社会福利院工程后侧山体出现滑坡。滑坡危害对象为仁寿县民政局社会福利院新建建筑、盛景丽园酒店1#～3#别墅、新建的仁寿县新华文轩及仁寿特殊教育学校，该滑坡已造成民政局社会福利院已封顶未竣工的5栋建筑严重破坏，直接经济损失超过1 500万元，潜在经济损失超过5 000万元。根据中华人民共和国地质矿产行业标准《滑坡防治工程勘察规范》（DZ/T0218-2006）第6.3 条危害对象等级分级标准，确定仁寿县民政局社会福利院滑坡危害对象等级为一级，根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)表3 滑坡防治工程分级表，确定仁寿县民政局社会福利院滑坡防治工程级别为Ⅰ级。

1.1 地形地貌

工程区内除局部陡坎地段较陡近于直立外，其余地段地形坡度较平缓，一般为10°～30°左右，属桌状平坝地貌。

1.2 地层岩性

场地出露岩土层主要为第四系和侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）。

图2 滑坡后缘张拉裂缝

图3 滑坡中部裂缝

4）侏罗系中统沙溪庙组泥岩（J2s）②：紫红色，泥质结构，中厚层状构造，局部夹薄层泥质粉砂岩，裂隙发育。强风化泥岩厚度一般介于1.20～17.20m，岩质软，岩芯呈碎块状，手捏易碎，遇水后易软化，风干后易开裂；中风化泥岩岩质较软，岩芯较完整，岩芯呈柱状。

5）侏罗系中统沙溪庙组（J2S）泥质砂岩③：灰色，砂质结构，主要矿物成分为长石、石英，粉细粒结构，泥钙质胶结。

图4 坡脚地面隆起

图5 坡脚房屋柱子开裂

1.3 水文地质条件

工程区地表水主要为灌溉渠、稻田积水及溪沟季节性流水，主要水体自西往北东方向贯穿调查区，除此之外区内无大型地表水体。

1.4 滑坡基本特征

滑坡平面呈不规则的圈椅状，纵长约200m，横宽约220～240m，高差约32m，平面面积约4.8×104m2，滑面为泥岩与泥质砂岩接触带，滑体平均厚度9m，滑坡体积约40×104m3，主滑方向54°。滑坡体后缘为高10～15m 的斜坡，坡度20°～30°，后缘高程为458～460m，前缘高程为428～430m，相对高差约30m。滑坡后缘拉张裂缝，呈不规则的“S”形，长约3.8～210m，缝宽10～150cm。滑坡右侧以贯通剪切裂缝为界，左侧可见不连续的剪切裂缝，裂缝走向100°～110°，裂缝长约16.5～200m，缝宽5～20cm。剪出口为陡坎以下新建第二排建筑物所在位置。

1.5 滑坡危害特征

滑坡坡脚建筑物位移明显，其中有五栋建筑物有不同程度的位移。根据四川省建筑科学研究院提供的《仁寿县民政福利救助中心养老院5个单体结构损伤应急评估》报告，5栋单体结构均产生了水平位移，其中1、2、3号楼的位移量较大。1号楼产生的位移最大，在x、y 两个方向上的位移最大分别为568mm和447mm，均大于10mm；2号楼在x、y 两个方向上的位移最大分别为128mm和294mm；3号楼在x、y 两个方向上的位移最大分别为340mm和304mm；4号楼在x、y 两个方向上的位移最大分别为30mm和62mm；5号楼在x 方向上的位移为47mm。

1.6 滑坡成因分析

2011年5月18日～20日，眉山市仁寿县连降暴雨，工程区东侧灌溉渠处土体发生溜滑，该段灌溉渠自身失稳垮塌，渠内水体灌入坡体，导致工程区内土体达到饱和状态，其自重增加并降低了土体的力学强度，水体滞留于砂泥岩交界面，形成滑面，导致边坡失稳滑动。

2 治理工程设计

2.1 设计参数

治理工程设计参数取值如下：

1）滑体天然重度：22.0kN/m3；饱和重度：24.0kN/m3。

图6 滑坡后缘灌溉渠断裂

2）滑动面天然状况下粘聚力和内摩擦角均分别为14.0kPa和10°；饱和状态下的粘聚力和内摩擦角分别为13kPa和9°。

3）滑坡推力（表1）。

4）承载力设计参数：中等风化泥质砂岩承载力特征值取650kPa。

5）基底摩擦系数设计参数：中等风化泥质砂岩对挡墙基底摩擦系数取0.5。

2.2 治理工程设计

桩板墙是滑坡治理的主要措施。根据各剖面滑坡推力及土压力，滑坡脚处布置A型抗滑桩8根、B型7根、C型7根、D型10根、E型8根。桩顶设置冠梁，桩间设置挡土板。在滑坡体中部设置一排抗滑桩，G型9根、F型2根、E型12根，桩顶设置冠梁。抗滑桩有关参数为：

1）A型桩截面1.2m×1.8m，长12m，悬臂段长6.6m，嵌入段长5.4m，桩间距6m，装间设置挡土板，板厚300mm；

2）B型桩截面1.4m×2.1m，长15m，悬臂段长8.6m，嵌入段长6.4m，桩间距6m，装间设置挡土板，板厚300mm；

3）C型桩截面1.8m×2.7m，长24m，悬臂段长14m，嵌入段长10m，桩间距5m，装间设置挡土板，板厚300mm；

4）D型桩截面1.8m×2.4m，长18m，悬臂段长11m，嵌入段长7m，桩间距5m，装间设置挡土板，板厚300mm；

5）E型桩截面1.2m×1.8m，长16m，悬臂段长10m，嵌入段长6m，桩间距6m，装间设置挡土板，板厚300mm；

6）F型桩截面1.2m×1.8m，长18m，悬臂段长11m，嵌入段长7m，桩间距6m，装间设置挡土板，板厚300mm；

7）G型桩截面1.8m×2.4m，长20m，悬臂段长12m，嵌入段长8m，桩间距5m，装间设置挡土板，板厚300mm。

表1 各剖面剩余下滑推力一览表

图7 治理工程布置平面图

图8 典型剖面示意图

3 桩板墙施工顺序及方法

图9 A型抗滑桩桩身配筋图

3.1 施工顺序

技术交底→桩孔施工（人工挖孔、护壁、预埋挡板钢筋）→抗滑桩钢筋笼制安→下段抗滑桩砼浇筑至设计位置（原始地面）→上段抗滑桩及挡板分段施工（挡板钢筋笼制安、排水管安装，桩板砼浇筑）

3.2 施工方法

抗滑桩：采用人工跳桩开挖，每向下挖深1m，浇筑1 节护壁。

挡板施工：桩间挡板按逆作法施工，每层开挖应控制高度为1.0m，最大1.5m，如土质条件差，应减小每层开挖的高度。开挖面应修整成直立状，表面平整。然后在设排水孔位置开挖出高200mm，宽200mm，深200mm 的凹槽，放入土工滤布包裹的反滤包，反滤包与凹槽之间的空隙用砾石填塞紧密防止滑落。挡板钢筋安装时应把护壁内预埋钢筋与挡板水平钢筋焊接，单面焊接，焊缝长度10d；与挡板结合处护壁应做施工缝处理；挡板竖向钢筋应插入土中200mm 以便与下一节挡板竖向钢筋连接；排水管应插入反滤包内，采用铅丝与钢筋网绑扎固定。