[摘要]本文基于某巖土工程案例,針對巖土工程中影響邊坡穩(wěn)定的人為因素、地質(zhì)因素,提出應(yīng)合理應(yīng)用格構(gòu)加固技術(shù)、HDPE防滲膜加固技術(shù)、抗滑樁加固技術(shù)、排水加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)等措施對邊坡進(jìn)行加固。
[關(guān)鍵詞]巖土工程;邊坡加固;施工技術(shù)
巖土工程項目領(lǐng)域中邊坡加固工程施工技術(shù)的應(yīng)用需要結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的項目特點(diǎn)與工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,因地制宜選擇合適的防滲膜護(hù)坡技術(shù)措施、抗滑樁支護(hù)技術(shù)措施、排水加固技術(shù)措施等加固措施,確保邊坡安全。
1工程案例
某邊坡坡高9m~30m不等,坡角60°左右,坡面幾乎無植被覆蓋,且坡面風(fēng)化作用較為嚴(yán)重;坡腳處已有高于地面2m的擋墻支護(hù);邊坡巖性差異較大,坡面下6m~8m內(nèi)為強(qiáng)風(fēng)化火成巖(安山巖),自身極易風(fēng)化剝落,強(qiáng)度較低且十分破碎;其下為中等風(fēng)化火成巖(安山巖),質(zhì)地較堅硬,風(fēng)化程度低,強(qiáng)度高。場區(qū)內(nèi)地下水主要為大氣降水入滲補(bǔ)給,降水多以地表徑流的形式排泄,不利于地下水的入滲補(bǔ)給。在施工的過程中,影響邊坡穩(wěn)定主要有以下因素。
1.1地質(zhì)因素
工程區(qū)域中的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜,地形開闊、降水量高、坡面巖體破碎、坡度較陡,降水多以地表徑流的形式排泄,在雨水長時間沖刷影響下,邊坡區(qū)域的巖土結(jié)構(gòu)缺少一定的抗剪強(qiáng)度,使得邊坡穩(wěn)定性不足,如果不嚴(yán)格控制,極易引發(fā)滑坡。
1.2人為因素
人為因素主要表現(xiàn)在:由于前期過度開發(fā),導(dǎo)致邊坡變得更陡峭;頂部區(qū)域還有外部荷載影響,在外力作用下對巖體原本的應(yīng)力平衡狀態(tài)造成一定的影響,極易引起邊坡失穩(wěn),發(fā)生坍塌事故。
2巖土工程中邊坡加固施工技術(shù)的應(yīng)用措施
工程受人為因素、地質(zhì)因素的影響出現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性的問題,應(yīng)采用有效的加固措施進(jìn)行處理,保證邊坡穩(wěn)定,主要技術(shù)措施如下。
2.1格構(gòu)加固技術(shù)
在邊坡加固工程中使用格構(gòu)加固技術(shù),主要是通過漿砌塊石和現(xiàn)澆鋼筋混凝土等形式,形成較為完善的護(hù)坡結(jié)構(gòu)體系,將錨桿與錨索等作為基礎(chǔ)進(jìn)行邊坡加固處理。其中格構(gòu)結(jié)構(gòu)將邊坡坡體剩余的下滑力、土壓力等分散到每個節(jié)點(diǎn)的錨固區(qū)域后,形成壓力平穩(wěn)的局面,使壓力穩(wěn)定地傳輸?shù)缴畈糠(wěn)定地層區(qū)域,最終形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),保證邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,并做好相應(yīng)的邊坡排水措施。與傳統(tǒng)邊坡加固技術(shù)相比,格構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用靈活性較高,可按照工程的具體情況對坡面進(jìn)行調(diào)整,以增強(qiáng)格構(gòu)結(jié)構(gòu)和坡面之間的貼合度,可隨坡就勢,在現(xiàn)澆混凝土過程中增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性和固定性。應(yīng)用于格構(gòu)巖土邊坡加固技術(shù)的材料較為豐富,不同材料的應(yīng)用效果也不同。在前源表層開挖過程中,漿砌塊石是保障邊坡失穩(wěn)或溜滑加固的最好材料;而現(xiàn)澆混凝土硬度和強(qiáng)度高,在邊坡穩(wěn)定性較差的情況下,可確保其加固效果。為確保有效運(yùn)用格構(gòu)加固技術(shù),應(yīng)遵循各項技術(shù)要點(diǎn)。在漿砌塊石技術(shù)應(yīng)用過程中,需注意漿砌塊石在邊坡區(qū)域中的設(shè)置,深度應(yīng)在整體格構(gòu)截面高度的2/3以上,施工過程中格構(gòu)表面應(yīng)保證平整度和密實度;如果使用毛石,則厚度控制在15cm左右,強(qiáng)度維持在MU30以上;如果使用水泥砂漿,強(qiáng)度應(yīng)控制在MU7.5以上。現(xiàn)澆混凝土應(yīng)用期間一是需要注意坡面的平整度,二是利用嵌入性的形式設(shè)置在邊坡上部分區(qū)域,三是存儲在專門的區(qū)域中預(yù)防出現(xiàn)結(jié)構(gòu)污染問題、銹蝕問題,四是根據(jù)設(shè)計要求堆放邊坡開挖棄渣,防止次生災(zāi)害的發(fā)生[1]。
2.2HDPE防滲膜加固技術(shù)
HDPE防滲膜加固技術(shù)措施適用于大體積松散土體邊坡的穩(wěn)定性維護(hù),施工工藝簡單、成本低廉,對松散土體(強(qiáng)風(fēng)化破碎邊坡)具有良好的適用性。針對工程坡面下6m~8m內(nèi)為強(qiáng)風(fēng)化的地質(zhì)條件,使用HDPE防滲膜加固技術(shù)不僅能夠增強(qiáng)邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,還能簡化施工操作的步驟、降低成本,確保加固工作的適應(yīng)性。同時,HDPE防滲膜還能起到隔離雨水的作用,預(yù)防裂縫的生成。為增強(qiáng)HDPE防滲膜加固技術(shù)的應(yīng)用效果,一是在鋪設(shè)防滲膜之前需要清理邊坡坡面的疏松巖土、堆積物、殘積物、滑坡體、草木及其他雜物,壓實、平整坡面,使坡面盡量平順、整齊光滑、無開裂,坡度均勻。二是使用一層1mm的HDPE防滲膜將邊坡的巖土體覆蓋,以防雨水滲入坡體,鋪設(shè)的厚度控制在1mm,預(yù)防厚度過高或過小導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。三是為了加強(qiáng)防滲效果,在HDPE防滲膜下鋪設(shè)一層鈉基膨潤土防水墊。HDPE防滲膜錨固采用溝槽錨固法,其錨固溝槽寬度為0.60m,深度為0.50m。
2.3抗滑樁加固技術(shù)
抗滑樁是穿過滑坡體深入于滑床的樁柱,利用抗滑樁插入滑動面以下的穩(wěn)定地層對樁的抗力(錨固力)平衡滑動體的推力,增加其穩(wěn)定性,起到穩(wěn)定邊坡的作用;但對正在活動的滑坡打樁阻滑需要慎重,以免因震動而引起滑動?够瑯稑抖诉M(jìn)入持力層深度,軟質(zhì)巖層中錨固深度為設(shè)計樁長的1/3;硬質(zhì)巖中為設(shè)計樁長的1/4;土質(zhì)滑床中為設(shè)計樁長的1/2;當(dāng)土層沿基巖面滑動時,錨固深度采用樁徑的2~5倍?够瑯兜牟贾眯问接邢嗷ミB接的樁排,互相間隔的樁排,下部間隔、頂部連接的樁排,互相間隔的錨固樁等;樁柱間距一般取樁徑的3~5倍,以保證滑動土體不在樁間滑出為原則?够瑯都庸碳夹g(shù)適用于淺層區(qū)域和中厚層區(qū)域的滑坡工程,適合本工程的邊坡加固處理,從根本層面解決邊坡失穩(wěn)的現(xiàn)象,避免邊坡變形,且施工過程中土方數(shù)量較少,工程周期較短[2]。在抗滑樁加固技術(shù)施工過程中,可采用機(jī)械設(shè)備成孔或人工成孔的方式進(jìn)行混凝土灌注。由于工程項目中抗滑樁技術(shù)質(zhì)量要求較高、工序煩瑣,因此需要嚴(yán)格按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等制訂完善的施工技術(shù)方案,保證施工質(zhì)量。從測量放樣環(huán)節(jié)到養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié),每個工序應(yīng)符合要求。為確保質(zhì)量,應(yīng)檢驗所有施工材料和使用規(guī)格均符合標(biāo)準(zhǔn)。在加固處理過程中,一是開挖時應(yīng)從兩邊區(qū)域向中間區(qū)域靠攏性開挖,不可有跳樁的現(xiàn)象。二是準(zhǔn)確測定樁體的位置情況,明確樁體位置后在中心十字交叉的區(qū)域設(shè)置樁位。三是成孔環(huán)節(jié)中保證中線誤差控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),截面尺寸合格孔口的平面位置符合標(biāo)準(zhǔn)。四是孔內(nèi)澆筑混凝土環(huán)節(jié)應(yīng)保證操作具有連續(xù)性,期間不可有停頓的現(xiàn)象,以免影響抗滑樁結(jié)構(gòu)質(zhì)量。五是開挖所產(chǎn)生的棄土不可隨意堆在孔口周圍,應(yīng)妥善處理。六是對鋼筋存儲環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理,施工過程中確保鋼筋籠綁扎質(zhì)量、焊接的質(zhì)量。并對每個操作環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制,增強(qiáng)抗滑樁加固技術(shù)應(yīng)用的安全性、穩(wěn)定性、可靠度[3]。
2.4排水加固技術(shù)
邊坡工程考慮到坡面下6m~8m內(nèi)為強(qiáng)風(fēng)化火成巖(安山巖),自身極易風(fēng)化剝落。場區(qū)內(nèi)地下水主要為大氣降水入滲補(bǔ)給,降水多以地表徑流形式排泄,不利于地下水的入滲補(bǔ)給,再加上受降水因素的影響,導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性低,對邊坡結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度造成影響,在該情況下,應(yīng)合理設(shè)置排水系統(tǒng),將地表水排除,以免影響邊坡的穩(wěn)定性。排水是邊坡治理的一個關(guān)鍵所在,在邊坡加固的基礎(chǔ)上設(shè)計邊坡排水系統(tǒng),以疏通排水體。一是根據(jù)邊坡所處地形,分別在坡頂和坡腳設(shè)置截水溝和排水溝,坡面設(shè)置急流槽,在每級平臺設(shè)置截水溝。二是整個邊坡中的水體通過坡頂截水溝、平臺排水溝匯入豎向急流槽,最后匯入坡底排水溝接入市政排水系統(tǒng)。三是坡腳設(shè)置相應(yīng)支擋性的結(jié)構(gòu),不僅可以增強(qiáng)抗水害的性能,還能保證邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、平衡性[4]。排水加固技術(shù)可按以下幾點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計、施工。2.4.1保留自然邊坡或放緩邊坡對植被覆蓋較好、坡體穩(wěn)定的邊坡,做到盡量保留。并對坡體過高或坡度過大的邊坡,首選人工削坡,通過放緩原坡體使邊坡穩(wěn)定性達(dá)到安全要求。2.4.2建立邊坡截排水系統(tǒng)通過坡頂截水溝、坡面急流槽、坡底排水溝等組成網(wǎng)絡(luò)排水,共同承擔(dān)防水排洪任務(wù)。(1)坡頂截水溝。主要利用主體結(jié)構(gòu)排水系統(tǒng),若坡頂無主體結(jié)構(gòu)則沿人行道設(shè)置,將坡頂以外水流截住,盡量減少對坡面的沖刷。(2)坡面急流槽。一是將坡頂截留水引至坡底,根據(jù)匯水面積確定坡面設(shè)置間距,斷面為階梯型。二是依坡面起伏匯聚坡面面流,常在沖溝處設(shè)置,斷面呈弧形。(3)坡底排水溝。所有自坡頂、坡面匯聚的雨水經(jīng)坡底排水溝流至排水管網(wǎng)。(4)檢查井(消能池)。每條急流槽與坡底排水溝交接處,設(shè)置檢查井(消能池)。