沙潁河西蔡河閘上游滑坡處理設(shè)計

□劉繼偉 □張 眾（周口市水利勘測設(shè)計院）

沙潁河西蔡河閘上游滑坡處理設(shè)計

□劉繼偉 □張 眾（周口市水利勘測設(shè)計院）

滑坡是一種較為常見的地質(zhì)災(zāi)害，用于滑坡治理的方法也很多，如抗滑樁、抗滑擋土墻等。本文以沙潁河近期治理工程西蔡河閘上游右岸滑坡治理為例介紹了采用深層攪拌法處理土坡滑坡的設(shè)計，該方法的特性穩(wěn)定，應(yīng)用條件和使用方法便于操作，可供設(shè)計人員參考。

深層攪拌法；滑坡治理；設(shè)計

一、滑坡情況介紹

西蔡河閘位于河南省沈丘縣城區(qū)槐店節(jié)制閘下游左岸、西蔡河入沙潁河口處。閘上游右岸滑坡發(fā)生于2008年7月，滑坡體平面上呈長方形分布，塌滑后壁與前緣呈近似直線狀，走向基本平行于河道?；麦w長約180m，寬20～47m，最大滑坡塌滑深度5m左右，面積約5200m2，總方量約3.4萬m3。該滑坡的發(fā)生嚴(yán)重威脅著西蔡河閘右岸居民安全。

經(jīng)分析，組成滑坡的邊坡土體均勻性差，強(qiáng)度低，是滑坡發(fā)生的主要原因;事發(fā)前強(qiáng)降雨使土體飽和，強(qiáng)度降低，西蔡河閘施工時在坡腳處開挖導(dǎo)流溝，使阻滑力減小，是滑坡發(fā)生的誘因。

二、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

（一）工程地質(zhì)條件

根據(jù)滑坡勘察報告，滑坡處地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖積成因的壤土和粉質(zhì)粘土。滑坡面處的地層巖性為重粉質(zhì)壤土，屬中等～高壓縮性流塑狀軟～中硬土。飽和快剪強(qiáng)度：с=12kPa，φ=30°；殘余強(qiáng)度：с=18kPa，φ=10°。

（二）水文地質(zhì)條件

勘察期間測得河水水位29.90m。地下水主要為第四系松散層孔隙潛水，水位高程30.52～34.70m。除粉質(zhì)粘土為極微透水層、重粉質(zhì)壤土為微透水層外，其余各層均具弱透水性。

三、滑坡處理方案選擇

根據(jù)本滑坡具體情況提出了3個治理方案，方案一為抗滑擋土墻，方案二為抗滑鉆孔灌注樁，方案三為在滑坡體中下部打深層攪拌樁阻滑。

（一）抗滑擋土墻方案

根據(jù)地質(zhì)情況、擋土高度及滑坡體滑動推力，擋土墻結(jié)構(gòu)型式擬采用混凝土半重力式，在滑坡前緣沿河線布置，擋土墻高度為4.7m，底寬4m。

抗滑擋土墻方案主要工程量：C20混凝土1620m3，鋼筋量16.20t，草皮護(hù)坡 6840m2，土方開挖 24400m3，土方回填10900m3。估算工程投資165萬元。

（二）抗滑鉆孔灌注樁方案

根據(jù)滑坡推力在滑坡體中下部布一排樁，樁徑0.6m，樁長7m，樁距1.1m，共需布置176根樁。

抗滑鉆孔灌注樁方案主要工程量：C20混凝土348.34m3，鋼筋 55.73t，草皮護(hù)坡 6440m2，土方開挖 21330m3，回填 2080m3。估算工程投資177萬元。

（三）深層攪拌樁抗滑方案

根據(jù)滑坡橫斷面及地形情況，將攪拌樁布置在33.00m高程處，縱向平行于河道采用格柵布置，格柵間距5.4m，每個格柵單元長度4.9m，寬度2.79m，每個格柵單元縱向設(shè)3排樁，其中內(nèi)側(cè)兩排縱橫向套打，排距0.4m，樁距0.4m，外側(cè)一排縱向套打，樁距0.4m；每個格柵單元橫向設(shè)3排樁，排距2m，樁距0.4m。

攪拌樁方案主要工程量：草皮護(hù)坡6440m2，攪拌樁12096m，土方開挖21330m3，回填2080m3。估算工程投資110萬元。

（四）方案比選

抗滑擋土墻方案存在投資大，施工時需做臨時基坑支護(hù)，基坑降排水工作量大，工期較長等缺點(diǎn)；抗滑鉆孔灌注樁方案也存在投資較大，灌注樁施工需采取護(hù)壁措施，施工質(zhì)量不好控制等不利因素；而攪拌樁方案則不需臨時支護(hù)，施工方便，工期較短，工程量、投資較小，因此本工程采用攪拌樁方案。

四、滑坡處理設(shè)計

（一）深層攪拌樁抗滑設(shè)計

1.滑坡推力計算

根據(jù)滑動面形狀，滑坡推力采用如下公式計算：

由于滑動面位于第2層重粉質(zhì)壤土，殘余強(qiáng)度：c=18kPa，φ=10°，計算時殘余強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取ck=8kPa，φk=8°。經(jīng)計算剩余滑動推力為83kN/m。

2.攪拌樁入土深度按如下公式計算：

經(jīng)分析樁打入滑動面以下深度3.3m，滑動面以上樁長約3.7m，總長度7m。

3.正截面承載力按如下公式驗(yàn)算：

壓應(yīng)力驗(yàn)算采用如下公式：

拉應(yīng)力驗(yàn)算采用如下公式：

經(jīng)計算，樁體正截面壓、拉應(yīng)力均滿足要求。

4.沿滑動面抗剪采用如下公式驗(yàn)算：

經(jīng)計算，樁土在滑動推力作用下不會再沿滑動面滑動。

（二）滑坡處理的輔助設(shè)計

為防止滑坡體頂部地表水流入滑坡體而減小土體強(qiáng)度，增大滑坡推力，在滑坡體上部設(shè)截水槽，并通過排水槽導(dǎo)入西蔡河；對滑坡體上的地面裂縫采用粘土塞填處理，并在坡體上植草皮來減少滑坡體上的地表水流入滑坡體內(nèi)；對滑坡體內(nèi)有泉水出露處設(shè)法將泉水排導(dǎo)出滑坡體外。

五、結(jié)語

該工程于2009年8月竣工，經(jīng)過一個汛期的觀察，現(xiàn)坡體穩(wěn)定。深層攪拌樁用于土坡的滑坡治理要求滑坡體上有布置攪拌樁機(jī)械的地形條件，另外要求樁長范圍內(nèi)的土體承載力不宜大于150kPa。

與抗滑鉆孔灌注樁、抗滑擋土墻相比，深層攪拌樁具有施工方便，不需做臨時基坑支護(hù)，不需基坑降排水，工期較短，工程量、投資較小等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣應(yīng)用。

劉繼偉，男，周口市水利勘測設(shè)計院工程師，現(xiàn)從事水利勘測設(shè)計工作。

2010-05-19