多种支护方式在膨胀土边坡治理工程中的应用

张敏

【摘要】本文通过多种支护方式在某渠道工程膨胀土边坡治理工程中的应用，解决了渠道运行的安全隐患，取得了良好的治理效果，对类似工程的防治对策提供借鉴。

【关键词】膨胀土；边坡治理；施工方法

1 、工程案例

某输水渠道工程已正常运行多年，工程区部分位于膨胀土区域，地质情况较差，在一年多时间内，分别出现了两处由于膨胀土问题导致边坡局部变形现象，主要特征如下：

S1：变形体位于渠道右岸3级、4级边坡，主要是边坡表面拱形框格梁在同一位置出现连续性裂缝，长度约50米，经勘查确定为浅表层滑动。

S2：变形体位于渠道右岸2级、3级边坡，长度约250米，距离S1变形体200米左右，主要是过水断面渠坡抗滑桩桩顶附近衬砌板有开裂、错台等变形现象，初步判断1级马道以上2、3级边坡已发生变形，有可能导致发生深层滑坡。

2 、主要工程地质条件

该渠段多年平均降水量815mm，年降水主要集中在6～9月份。地下水一般上层滞水，上部粘性土一般不含水，土体一般处于非饱和状态，下部Q1粘性土、N层砂岩、砂砾岩含层间承压水，局部段在大气降水时含少量上层滞水。

3 、边坡治理工程设计与施工

3.1 S1边坡治理

3.1.1 支护措施

在50米范围内3、4級边坡（包括2、3级马道）布置深度为2.5米的水泥净浆锚杆，沿坡面方向和顺水流方向间距均为1.5m，梅花形布置，土体裂缝采用静压灌浆封闭。

3.1.2 主要施工方法

（1）处理范围内沿竖直方向钻设直径为110mm的灌浆孔，钻孔深度穿过相对松软区域并进入密实层内0.5m。

（2）注浆液采用纯水泥浆，灌浆前进行现场试验，确定最佳水灰比，灌浆压力不超过0.1MPa，做好孔口及周边土体保护，防止孔口土及周边土体破坏；当灌浆压力稳定在0.1MPa时不再吃浆，即可停止注浆。

（3）注浆完成后在注浆孔内插入直径25mm的三级钢筋，若灌浆前插入钢筋不影响灌浆，也可在灌浆前先插入钢筋，钢筋轴线与孔中心线重合。

（4）孔顶采用M7.5水泥砂浆封闭，水泥砂浆厚度不小于10cm，水泥砂浆顶面与耕植土底面重合。

（5）土体裂缝宽度小于1cm采用静压灌浆封闭，浆液采用纯水泥浆，裂缝宽度超过1cm应局部挖除，开挖坡比不陡于1：2；裂缝开挖基坑采用水泥改性土回填，分层、人工夯实，夯实后压实度不小于0.98。

3.2 S2边坡治理

3.2.1 原因分析

结合边坡表面混凝土框格梁及土体裂缝分布形式来看，该段变形体内可能分布有2条裂缝：一条分布于2级渠坡坡脚；一条分布于3级渠坡中下部；裂缝连续分布，呈联通趋势。

3.2.2 支护措施

（1）2级边坡增加直径1.3m圆形抗滑桩，桩长15m，桩间距3m；

（2）2级边坡坡脚处设微型抗滑桩，桩径0.3m、桩长10m、桩间距1m，桩顶设宽×高=0.3m×0.4m联系梁；

（3）3级边坡增加直径1.2m圆形抗滑桩，桩长12m，桩间距4m；

（4）2级马道内侧0.75m处设微型抗滑桩，桩径0.3m、桩长10m、桩间距1m，桩顶设宽×高=0.3m×0.4m联系梁。

3.2.3 主要施工方法

（1）圆形（I、 II型）抗滑桩施工

① 桩位放点及复核

测量人员对地面平面控制点采用电子全站仪做好桩位的轴线标记和桩位的测量放样，地面按设计标高进行测量放线，并在桩周边设置骑马桩，以便恢复桩位。

② 埋设护筒

首先准确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位中心三线合一，然后在钻杆顶部带桶式钻头在桩位处用钻头旋挖一个比护筒外径大、深度比护筒略小30cm的圆坑。然后用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入到位。

③ 钻孔

钻机就位准确后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始放慢旋挖速度，放斗稳，提斗慢，在孔口3～5m段旋挖过程中要通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正。

④ 钢筋笼制作及安装

钢筋笼按设计图纸加工制作。钢筋笼加工前调直主筋，焊接时，主筋的搭接应互相错开35d，且不小于500mm区段范围内，同区段内接头数不得超过钢筋总数的50%。

⑤灌注混凝土

导管采用直径φ300mm、壁厚5mm的无缝钢管，丝扣式连接，法兰盘之间垫有4～5mm的橡胶圈止水垫圈。下导管前，检查其是否损坏，密封圈、卡口是否完好，内壁是否光滑圆顺，接头是否严密，做水密和抗拉拔试验。

（2）微型桩、联系梁施工

微型桩施工采用小型旋挖钻机成孔，二级马道微型桩及联系梁在施工平台填筑前进行施工，钢筋笼采用5t平板车运输至现场，25t汽车吊站在二级抗滑桩施工平台上吊料斗进行浇筑。

4、 施工效果监测

S1、S2变形体边坡加固治理施工完成后，在各变形体起始断面、中部及相邻稳定渠段各级边坡均布置了测斜管、水平及垂直位移测点，根据近半年的边坡变形监测成果，边坡各观测点最大累计位移量为18.75mm，边坡加固效果显著。

5 、结语

（1）本边坡治理工程充分利用了多种支护手段对膨胀土边坡进行加固，有效地解决了深挖方段渠道改性土与原状土（膨胀土）间的夹层滑动及边坡土体浅表层裂缝问题。

（2）通过两种支护方式在本工程膨胀土加固中的实际应用，发现各支护方式均有不同的优缺点：水泥净浆锚杆适合处置浅表层土体裂缝导致的疑似边坡变形，施工速度非常快；抗滑桩适合于大范围的浅层滑动，施工速度慢，但是加固效果好，造价高，可作为边坡永久性支护。

（3）在S1、S2边坡处置过程中，经常受阴雨天气影响，雨水通过边坡土体裂隙渗透进入膨胀土与改性土结合面，导致变形进一步加剧，通过在边坡覆盖防雨布、开挖排水沟等防护措施后有效减缓了变形趋势。