陕西凤永高速公路凌丰沟滑坡治理效果分析

2014-12-08马龙沈菊梅甘肃省临夏公路管理局甘肃临夏731100

中国科技纵横 2014年19期

马龙沈菊梅(甘肃省临夏公路管理局,甘肃临夏 731100)

陕西凤永高速公路凌丰沟滑坡治理效果分析

马龙沈菊梅(甘肃省临夏公路管理局,甘肃临夏 731100)

随着西部山区高等级公路大规模持续建设,滑坡及相关地质灾害日益增多。本文主要针对陕西凤永高速公路凌丰沟滑坡综合治理方案、治理特点、治特措施及其治理后效果进行总结分析,对治理后产生的缺陷及治理过程中发生的不可预见情况进行了综合分析说明。对同类滑坡治理工程有一定的借鉴作用。

凌丰沟滑坡治理方案滑坡治理效果

凤永高速公路为银川至武汉高速公路网,陕西境内凤翔路口至永寿段。计算行车速度为100km/h,路基宽度为26m,平均填土高度6．5m。S4K119+700—S4K120+700段滑坡,位于位于永寿县渡马乡境内的凌丰沟左岸黄土梁边斜坡地带,该滑坡由两个相邻的古滑坡组成,均为巨型黄土滑坡。图1为该滑坡平面示意图。

该段设计线路位于古滑坡后部,主要以填方或半填半挖形式通过。图2为该滑坡体治理设施横断面示意图。

1 滑坡稳定性分析

1.1 工程地质条件

凌丰沟滑坡古滑坡后缘呈圈椅状地形,滑坡平台与黄土梁表面形成巨型陡坎,高差60～80米,坡度45～60度。滑坡体轮廓清晰,滑坡物质由黄土状土和冲洪积亚粘土组成,古滑坡可分为Ⅰ、Ⅱ两个滑坡体,其中位于南侧的Ⅰ号滑坡体,宽约500米,长550米,滑坡体厚度13．1～43．6米,总体积约450万方;北侧的Ⅱ号滑坡体宽约320米,长280米,滑坡体厚度10～28．5米,总体积约180万方。两个古滑坡后期均分解产生次级滑坡,Ⅰ号古滑坡中前部形成了两个次级滑坡(编号为Ⅲ、Ⅳ),其中Ⅳ号滑坡体宽约240米,长280米,滑坡体厚度13～21米,总体积约75万方;Ⅱ号古滑坡中前部形成Ⅴ号次级滑坡,宽约350米,长280米,滑坡体厚度10．7～26米,总体积约100万方。滑坡区内地下水丰富,水位埋深2～18米,水力坡度8．8%～13．8%,在Ⅴ号滑坡体中有泉水渗出。

图1 凌丰沟滑坡平面示意图

图2 凌丰沟滑坡治理横断面图

1.2 稳定性计算

根据《岩土工程勘察规范》推荐的滑坡稳定性计算公式计算本滑坡的稳定系数。

其中

式中:Fs—稳定系数;

wi—第i块段滑体所受的重力(kN/m);

Ri—作用于第i块段的抗滑力(kN/m);

Ti—作用于第i块段的滑动分力(kN/m);

ci—第i块段土的粘聚力(kPa);

Li—第i块段滑动面长度(m)。

滑坡推力计算公式为:

式中:Ei—第i块剩余下滑力(kN/m);

Ei-1—第i-1块剩余下滑力(kN/m);

k—安全系数;

其余参数同前。

其中S4K119+900～S4K120+180段古滑坡处,拟设高速公路以路堤形式通过,中心填土高度13．7米,填土方量200～620m3/m,对该段滑坡体稳定产生不利影响,经稳定性分析计算,Ⅱ号滑坡体稳定系数降为1．06,小于规范要求,安全系数取1．25时,剩余下滑力2550KN/m,故需采取一定的治理措施,以保证滑坡路段路基稳定。根据滑坡特征及路线设计情况,制定了堆载反压+抗滑桩支挡的综合治理方案。

1.3 稳定性评价

根据现场地表调查,该段古滑坡均未发现近年来的变化活动迹象,表明其已处于稳定状态,滑坡勘察报告中,两处古滑坡整体均处于稳定状态,计算稳定系数为1．27～1．33。三个次级滑坡亦处于整体稳定或基本稳定状态,计算稳定系数为1．19～1．21,计算结果与定性认识相符地。

2 综合治理措施

2.1 堆载反压

反压范围设在起讫桩号S4K119+975～S4K120+200段线路左侧约160米,因该段道路主要以路堤形式通过,反压土方720～1540m3/m,共计堆载反压填方260000m3。反压区边坡为1:1．5～1:2,反压平台宽为2～3m,每个平台都带有像外5%的横坡,以便反压区雨水排除。反压区需临时占用土地38．9亩,反压区平台复恳21．5亩。

2.2 抗滑桩

抗滑桩设置于路基中线左侧约160m处的反压区坡角,段落起讫桩号S4K120+025～S4K120+229段,共计35根,桩体采用2．0×3．0m钢筋混凝土,桩间距6米,单根桩长24m,全桩采用挖孔工艺,并设C20钢筋混凝土护壁。

2.3 地下排水设施

在原地表布设六道1．2×1．5m渗水盲沟,其中四道垂直路线方向,两道位于天然冲沟内,两道位于坡面中部;另外两道沿路线方向布设,共计1450m。

3 施工中出现的问题

3.1 抗滑桩护壁施工中桩身截面发生了移位

32#、35#抗滑桩在桩身开挖并浇注钢筋混凝土护壁施工中分别在离桩底16m、7m位置处出现了护壁开裂并在孔壁土侧压力作用下向桩身截面位移,位移量为4cm和15cm。

3.2 移位抗滑桩处理措施

对于32#桩将侵占桩身截面的护壁部分用风镐凿除,将剩余部分用方木水平支撑加固,然后制安桩身钢筋,浇注混凝土到支撑位置后将水平方木拆除。

对于35#桩,将产生位移的护壁全部凿除,并将原护壁位置处的钢筋加密后重新浇注混凝土护壁,保证桩身截面的尺寸及桩身钢筋位置的准确性。为了保证新浇注混凝土在强度形成之前施工过程中的安全,在浇注混凝土护壁过程中采用边浇注边支撑的加固措施,在护壁混凝土形成一定强度后,制安桩身钢筋前拆除全部支撑。

4 通车后处理效果分析及认识

4.1 总体处理效果

根据交工通车后的运行来看该段古滑坡处理是一个非常成功的案例,在处理路段无路基下沉及滑坡活动的任何迹象。路面通行效果良好。

4.2 发生的缺陷及原因分析

在路面工程完工交工通车一年后,在S4K119+975～S4K120+025段左幅路中央产生了一条了宽约3cm的纵向裂缝。发生裂缝缺陷后第一时间对裂缝进行了沥青灌注。在现场进行了详细查勘,并对该滑坡路段具体施工进行了细致的分析。以便为下一步缺陷完善处理提供有力的技术指导。

通过对裂缝产生的各项原因分析。认为发生裂缝的主要原因有两条,第一条为该段进行了堆载反压增加了该段路基的自重。第二条是该段没有抗滑桩支撑。设计上抗滑桩设计范围为S4K120+025～S4K120+229段。裂缝产生的原因也是方方面面各种因素在不利条件下造成的。故造成裂缝的次要原因也有,如地表水排除不畅或地下水下渗至路基滑动面;也有施工中的一些原因,如改变该段路基填料采用比原设计比重大的材料填筑,就会增加该段路基自重,导致路基失稳,从而产生微小的滑动或沉降,在路面上就会反应为裂缝。