利用土体自重治理全风化泥岩滑坡

2017-05-18晏兴文

四川建筑 2017年2期

关键词：挖机滑面滑体

晏兴文

(中国十九冶集团有限公司工业建设分公司, 四川成都 610000)

利用土体自重治理全风化泥岩滑坡

晏兴文

(中国十九冶集团有限公司工业建设分公司, 四川成都 610000)

文章阐述了在降低成本、缩短工期、确保质量和安全的情况下如何对土体滑坡进行治理，即事先通过对滑坡土体进行地质钻孔勘探，找出滑坡的滑面，在施工中打断滑面，分解滑坡土体，从而实现对土体滑坡的治理。

土体自重；治理；全风化泥岩；滑坡

对于传统的滑坡治理通常采用的方法有打锚索、锚杆、打抗滑桩、修抗滑挡墙等，虽然这些方法都能有效治理滑坡，但从成本上考虑花费比较高，而且是群体作业，安全危险性极大，且工期较长不利于雨季抢险。通过实际工程实践得出对于滑体倾角较小的滑坡可以利用土体自身重力来实现对滑坡的治理。

1 工程概况

攀枝花市黑沙钒钛科技有限公司20×104t/a高性能钒钛铸件工程中的滑坡地段绝对标高1 360.0 m，位于卸料平台上部。该地段整体暂时相对稳定，若在暴雨和地震情况下存在继续滑动的可能，滑坡平面位置和剖面见图1、图2，图中挡墙为山体下原有公路挡墙。滑面上部滑体堆积层土体为素填土，滑面下部土体为风化泥岩。从图2中可以看出该滑面有沿下面向下滑的趋势，滑体倾角48°。后缘裂缝在平面图的正上方，前缘露头在平面图的正下方。该滑体从后缘裂缝至前缘露头水平距离为78.06 m，根据倾角得出斜长大约116.6 m。

图1 滑坡平面

图2 滑坡剖面

2 滑坡治理

2.1 方法

由于滑面上下部都为土，所以滑面上下部土体都易采用挖掘机挖掘，故采取沿后缘裂缝滑面滑动方向分段垂直向下开挖(开挖过程中稍微放坡)，一旦挖到滑面位置处，破坏后缘裂缝滑面后即停止开挖，开挖完成后再分层(300 mm/层)回填碾压至坑顶标高，与滑面形成反坡，压实度必须大于90，这样基槽回填土的自身重力就相当于一堵挡墙，从而达到以土挡土的目的。

2.2 治理难点

2.2.1 沿后缘裂缝开挖的间距、长度和宽度的计算规则

开挖间距的确定是为了防止在开挖过程中出现塌方及滑坡的重要因素。假设从图3所标示位置处开挖，以滑面上部土体为研究对象(图4)，该研究对象所受力示意见图5。

图3 开挖位置示意

图4 研究对象t1

图5 研究对象t2受力

图5中：f为上部滑体t1受到的沿滑面向上的静摩擦力；N为垂直于滑面向上的支持力;G为上部滑体t1自身所受重力。

t1受力分解如图6所示。

图6 t1受力分解

若要使开挖过程中上部滑体不会滑动，即上部滑体处于平衡状态，处于平衡状态的极限为f=fm为最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力即f=fN=uN。即：

uN=GsinQ

N=GcosQ

U(土体间摩擦系数)和Q可以通过地勘单位的地勘资料得出，所以只有N和G两个变量，从而可以计算出N和G。然后由计算出来的上部滑体自身所受的重力G，根据G=mg，g=9.8 N/kg，推导出上部滑体质量m，由于m=pv，p可以根据地勘资料中的土壤的密度得出，从而推导出应该开挖的间距和开挖基坑的长、宽。该计算涉及多个参数，所以地勘资料一定要充分。

2.3 治理重点

2.3.1 土方开挖

得出开挖的间距后，为保证施工安全，先破坏后缘裂缝，因为滑面的滑动方向是从后缘裂缝至前缘露头方向，开挖应从滑体两侧向中间至上而下开挖，禁止全面拉槽开挖，在开挖后缘裂缝的过程中即使出现山体滑动也是开挖点下方土体向前段露头方向滑动，不会对上方开挖机械及开挖人员造成伤害。破坏后缘裂缝开挖过程中，技术员一定要在现场检查观察开挖情况，一旦挖到滑面位置处(滑面位置为滑面上下部土体交接处，由于两种土质完全不一样且有裂缝，开挖过程中很容易分辨)，打断滑面后(即挖至滑面以下500 mm)即开始回填(图7)。

图7 回填示意

2.3.2 土方回填

开挖与回填相结合，开挖出一段后尽量优先采用压路机碾压分层回填，每300 mm/层回填土，压路机来回碾压3遍为宜。压路机碾压遍数不宜过多，否则容易出现弹簧土。局部狭小区域或者压路机无法到达处，可用挖机挖斗夯击回填土壤。回填完后做土工压实度试验，压实度必须达到90以上。回填应遵循自下而上的回填方式，尽量避免除回填机械以外的其它震动。回填完一段又继续重复以上开挖步骤(从两侧向滑体中间继续开挖)。所有分段位置开挖回填完后如图8所示。

图8 分段回填示意

2.3.3 削减上部土体

压实完成后土体尽量削减成较平缓的坡度做成台阶形，从而进一步减少了上部滑体的重力，以增加稳定，最终形成平台边坡形式，最后种上草坪，达到护土美观的要求。最终治理效果如图9、图10所示。

图9 边坡平台线

图10 去除边坡平台线上部多余土体示意

3 质量控制

(1)土方回填采用分层回填压实，每层回填厚度不超过300 mm，每层回填土压路机来回碾压3遍。最终碾压完成后，请检测单位做土工压实试验。

(2)个别狭小空间压路机无法进入碾压时，可用挖机挖斗分层夯击夯实，每层回填厚度不超过300 mm。

4 安全措施

4.1 安全措施

(1)开挖过程中如遇土中埋有孤石，应先将边坡上孤石清理掉，防止开挖过程中，孤石从边坡滚落砸伤作业人员或砸坏施工机械。

(2)为防止操作人员无法辨识滑面，导致开挖过深，引起安全隐患，技术人员必须在机械作业时守候在施工现场，随时观察土层开挖情况，只要机械挖至滑面，应立即开始回填，以防挖至过深引起滑坡。

(3)挖机作业时，压路机应停放在安全位置处，待需要回填碾压时再开至现场，同时备用一台挖机，如果遇到地震或其他因素引起滑坡，另一台挖机可以及时调至施工现场进行施救(我单位在该工程中同时有挖机在另外一项单项工程中进行基础开挖，所以满足备用挖机条件)。并在现场设置就近医院电话、报警电话牌等，启动安全应急预案。