边坡滑塌的治理
2015-10-31丁德文
丁德文
（广东广州520000）
边坡滑塌的治理
丁德文
（广东广州520000）
1 引言
边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。作为全球性三大地质灾害之一（地震、洪水、崩塌滑坡泥石流）之一的边坡失稳严重危及到国家财产和人们的生命安全。随着我国基础建设的大力发展，在矿山、水利及交通等部门都涉及到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识、合理设计、适当的治理，把边坡造成的灾害降低到最低限度，是岩土工程界的学者和工程设计人员必须考虑的问题。
边坡稳定受多种因素影响：①岩土的性质；②岩层的构造及结构的影响；③水文地质条件的影响；④地貌因数；⑤风化作用；⑥气候作用的影响；⑦地震作用。
边坡设计的基本资料：①工程地质报告；②水文条件；③地震资料；④土质调查试验报告；⑤相关工程资料；⑥同类边坡工程的经验资料；⑦边坡工程环境资料。
常用设计参数（土体物理力学指标）：①土的天然容重；②土的饱和容重；③土的浮容重；④土的空隙率；⑤水头梯度；⑥土的粘结力；⑦土的内摩擦角。
边坡设计基本原则：
1.1边坡处治的常用措施
（1）放缓边坡。
（2）支挡。
（3）加固。
①注浆加固；
②锚杆加固；
③土钉加固；
④预应力锚索加固。（4）防护
①植物防护；
②工程防护
a.砌体封闭防护；
b.喷射素混凝土防护；
c.挂网锚喷防护。
（5）排水
①截水沟；
②坡内排水沟。
1.2边坡工程设计的基本原则
（1）边坡设计中的极限状态设计原则
边坡设计要解决的根本问题是在边坡的稳定与经济之间选择一种合理的平衡。力求以最经济的途径使服务于工程建筑物的边坡稳定性和可靠性的要求。目前再边坡工程设计中主要是应用较成熟的结构可靠度理论，在保证边坡稳定性的前提下对支护结构采用极限状态设计原则。
（2）边坡设计中的荷载效应原则
在边坡稳定性分析与推力计算中涉及的主要荷载有：边坡岩土体自重，边坡上的各种建筑物产生的附加荷载，地下水产生的诸如静水压力，渗透压力等荷载，以及地震荷载。在边坡支挡结构设计中设计的荷载，根据结构设计原理有永久荷载、可变荷载及偶然荷载。各种荷载效应组合应根据有关国家现行规范，按照最不利原则进行。
2 实例分析
某工程于K0+488～K0+723路段北侧鱼塘段边坡产生滑坡失稳现象，为查明边坡失稳的原因，并为滑坡段边坡及其它鱼塘段边坡处理提供基本技术资料，为此对边坡失稳路段进行岩土工程勘察。
根据《局部地段勘察说明》，原水塘为陶土取土料场，水塘中后期沉积了淤泥质土，在本设计之前已填筑的鱼塘段路基在施工过程中未进行清淤处理，估计其填土施工时由塘边向塘中方向逐步推进，塘底的部分淤泥亦跟随挤向塘中方向，造成路基边坡附近的淤泥特别厚（钻孔位置淤泥厚度为3m，根据施工单位提供的塘底标高，结合钻孔的淤泥层层底标高，坡脚位置淤泥厚度为5.7m），同时填土高度大，且填土过程中并未按规范要求进行碾压，填土的结构松散，造成下部填土浸水软化，致使鱼塘段边坡滑坡失稳。
根据岩土工程勘察报告提供地基土层主要物理力学指标建议值，本设计对鱼塘段路基边坡的处理为：
（1）已产生滑坡失稳的鱼塘段路基：采用水泥搅拌桩及增设反压护道的处理方法。
先对裂缝位于已建路面内及距离现状路面边缘小于2m的路段，将靠人行道的第一条行车道混凝土路面板块进行破除，对于相应的基层及底基层则分别将距离保留混凝土板块边缘0.4m及0.7m之外部分凿除，凿除基层及底基层前应先于相应结构层切缝，以保证破除面整齐垂直；同时按设计要求开挖滑坡段路基。然后依次进行反压护道及水泥搅拌桩施工，在搅拌桩形成强度后，再对滑裂面进行压注水泥砂浆处理，注浆持荷不大于0.1MPa，最后按设计要求铺设格栅、分层填筑路基及重新浇注混凝土路面结构层。注意施工过程中在滑裂面未进行压浆处理之前应采取有效措施防止地面水渗入滑裂面。具体边坡处理详见图1～2。
（2）未发生滑坡失稳的鱼塘段同样进行水泥搅拌桩及增设反压护道的处理方法。具体边坡处理详见图3。
（3）对于鱼塘滑坡段污水管道，应先测量管道的井底高程，同时于管内检查管道的破损情况，对于管道断裂或管道脱节的位置应作开挖检查，更换损坏管道，同时可结合现状情况增设检查井（增设的检查井应处于滑裂面之外，同时对于管道流水方向若存在由低至高的突变位置，则采用沉砂井）予以衔接，以减少更换管道的范围；对于管节勾缝存在微小裂缝的位置，应凿除勾缝后重新采用膨胀水泥砂浆勾缝。注意污水管道的施工应在水泥搅拌桩形成强度后方能进行。对于位于拆除混凝土路面内的平入式进水井需拆除重建。
图1
图2
图3
（4）水泥搅拌桩复合地基处理的具体要求：
①材料要求
a.水泥搅拌桩水泥：采用42.5R水泥，且每延米的水泥用量不小于60kg。
b.土工格栅材料：采用GEOGS50-30钢塑复合土工格栅。其物理性能要求纵向每延米拉伸屈服力≥50kN/m，横向每延米≥30kN/m，纵向和横向屈服伸长率≤30%，纵向2%伸长率时拉伸力≥44kN/m，横向2%伸长率时拉伸力≥26kN/m，幅宽4.0m。
②施工要求
a.水泥搅拌桩28天龄期强度不小于1.5MPa。
b.水泥搅拌桩根据设计要求并结合现场地质情况实际确定，桩尖一般要求打穿软土进入持力层100cm。
c.水泥搅拌桩承载力达到80%后才能施加荷载。
d.水泥搅拌桩施工现场事先应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物，清除表土或淤泥。
e.搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。
f.施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，水泥搅拌桩的垂直偏差不得超过1%；桩位的偏差不得大于50mm；成桩直径和桩长不得小于设计值。
g.喷浆施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气（粉）管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气（粉）管路的长度不宜大于60m。
h.喷浆施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉量的粉体计量装置及搅拌深度自动记录仪。
i.当水泥浆液到达出浆口后，应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头
j.搅拌头每旋转一周，其提升高度不得超过16mm。
k.搅拌头的直径应定期复核检查，其磨耗量不得大于10mm。
l.成桩过程中因故停止喷浆，应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处，待恢复喷浆时再喷浆搅拌提升。
m.水泥搅拌桩施工过程中应避开现状管线位置，避免对管线造成破坏，其间距可作适当调整。
n.水泥搅拌桩28天龄期强度不小于1.5MPa后方可进行路基的填筑及注浆工作。
o.水泥搅拌桩的布置类型及间距详见相关设计图纸。
③质量检测要求
a.桩位：定位偏差不应超出50mm。施工前在桩中心插桩位标，施工后将桩位标复原，以便验收。
b.桩顶、桩底标高均不应低于设计值，施工的桩顶面应高出设计规定值0.5m，桩身直径不应小于设计值。
c.桩身垂直度：每根桩施工时应该用水准尺或其他方法检查导向架和搅拌轴的垂直度，垂直误差不应超过1%。
d.成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停灰面下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5%。
e.成桩后3d内，用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性，检验数量为施工总桩数的1%，且不少于3根；成桩28d后，采用钻芯片检测，检测数量为桩数的0.5%；采用压板试验检测复合地基承载力。
f.水泥搅拌桩检测项目及要求见表1。
经过上述处理后的路基，经过数月的通车考验后，未发现病害，道路运营状况良好，以上的处理方法效果显著。
[1]杨建国，魏勇幸.边坡地质灾害防治技术综述.路基工程，2000，6：4～7.
[2]赵明阶，何光春.边坡工程处治技术.人民交通出版社.
[3]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）.
[4]黄生文.公路工程地基处理手册.
表1 水泥搅拌桩检测一览表
U417.1
A
1673-0038（2015）16-0213-03
2015-3-26
丁德文（1980-），男，工程师，本科，主要从事路桥设计工作。
