某機(jī)場飛行區(qū)邊坡治理應(yīng)急設(shè)計方案

張繼平，劉直芳

(1．四川成都雙流國際機(jī)場建設(shè)指揮部，四川成都610000;2．四川大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，四川成都610064)

成都雙流國際機(jī)場新飛行區(qū)整平在其南端東側(cè)形成長約600 m，高5～23 m的邊坡，其中局部段邊坡上部1～5 m厚為棄土堆填，當(dāng)?shù)囟慕◤倪吰虑熬壗?jīng)過。前期設(shè)計邊坡坡比1∶2.0，邊坡形成后支渠施工采取全面開挖，渠槽開挖后坡腳遇到降雨和地下水滲出被浸泡，局部邊坡發(fā)生滑動［1］、［2］。為確保該開挖邊坡穩(wěn)定，在坡腳采用樁長8 m，截面1.5 m×2 m，嵌入段長4 m的抗滑樁+樁間擋土板治理，同時樁后邊坡坡比改為1∶2的兩級邊坡，并用鋼筋混凝土格梁護(hù)坡?；轮卫砉こ掏瓿珊筮吰聸]有異常現(xiàn)象出現(xiàn)。

隨后因工期緊迫，二支渠又采用了全面開挖，局部并出現(xiàn)了超挖，之后治理邊坡出現(xiàn)變形現(xiàn)象，再疊加后期降雨影響，渠道內(nèi)積水，因邊坡開挖(超挖)和渠道內(nèi)積水浸泡的雙重影響，導(dǎo)致加固處理后的邊坡變形加劇，使得樁發(fā)生傾倒變形，樁頂最大傾斜位移達(dá)40 cm左右，格構(gòu)護(hù)坡部位也出現(xiàn)拉裂下沉，并形成了完整的圈椅狀地形。針對邊坡失穩(wěn)跡象，將邊坡變形滑動較嚴(yán)重地段樁前水渠改為涵管通過并回填土反壓［3］、［5］。采取上述措施后雖然邊坡變形滑動速度相對減緩，但邊坡仍在繼續(xù)緩慢變形滑動。本文針對邊坡工程治理設(shè)計，以保證機(jī)場正常安全運(yùn)營。該設(shè)計工作的主要目的是推薦合理的工程治理方案，在勘查報告推薦的巖土體參數(shù)的基礎(chǔ)上，選定設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行防治工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對監(jiān)測工程、施工組織、環(huán)境保護(hù)等進(jìn)行設(shè)計，預(yù)算防護(hù)工程費(fèi)用。

1 滑坡穩(wěn)定性分析

2009年11月1日現(xiàn)場查看，在抗滑樁段邊坡出現(xiàn)變形，主滑方向292°，變形滑坡軸長50.0 m，寬162.0 m，厚約10.0 m，面積約8 000 m2，方量約75 000 m3，其變形范圍與邊坡勘察時基本一致，變形主要表現(xiàn)在:①滑坡邊界重新形成，并形成圈椅狀裂縫，其中后緣拉裂，裂縫長50.0m，寬20～50 cm，錯距達(dá)30～60 cm，最大達(dá)到1.0 m;②格構(gòu)破壞，多處格構(gòu)拉裂變形破壞;③抗滑樁發(fā)生傾覆位移，樁頂面傾斜坡度達(dá)7～8°，樁頂位移量一般10～25 cm，最大可達(dá)50 cm。

1.1 邊坡變形原因分析

根據(jù)現(xiàn)場查看和對前期的勘察、設(shè)計、施工的資料分析，治理工程所在斜坡出現(xiàn)變形主要有以下原因。

(1)地質(zhì)因素，從勘察資料得知，雙流國際機(jī)場新飛行區(qū)成都西南部牧馬山西北邊緣微丘地帶，表部地層為中更新世(Q2 fgl)黃褐色至褐色粘土、粉質(zhì)粘土夾漂卵石，粘土具有弱膨脹性;下部為白堊系灌口組紫紅色(K2g)泥巖，全風(fēng)化層厚度3～7 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度大于5 m。滑體物質(zhì)為具有微膨脹性的砂卵石粘土，抗滑樁變形處其嵌固端地層為泥質(zhì)砂巖，其全風(fēng)化厚度相比其他地段厚，導(dǎo)致其錨固力比其他抗滑樁弱;

(2)邊坡工程竣工后，樁前二支渠開始施工，由于工期緊，施工過程中采取全斷面開挖、并出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，為變形提供了臨空面，開挖后邊坡即產(chǎn)生變形就是佐證;

(3)降雨是變形的主要因素，樁前二支渠施工全斷面開挖后的第三天，適逢下雨，雨水浸泡等導(dǎo)致抗滑樁錨固端泥巖巖體力學(xué)性質(zhì)快速下降而發(fā)生傾覆位移，后雖采取回填、涵管等方式處理后對整體變形有一定的控制。另一方面，邊坡變形使變形體中形成許多裂縫，在降雨時地表水多沿裂縫直接滲入，而導(dǎo)致微膨脹的粘土(滑帶土)的力學(xué)性質(zhì)降低，使邊坡變形得以繼續(xù)發(fā)展，這在經(jīng)過應(yīng)急處理后邊坡變形破壞特征雨前與雨后的變化監(jiān)測得到證明。

1.2 穩(wěn)定性分析與預(yù)測

到目前為止，抗滑樁最大傾斜位移達(dá)40 cm左右，中部臺階最大沉降量達(dá)30～40 cm，后緣下沉量達(dá)到1 m以上。雖受歷次降雨影響滑坡兩側(cè)邊界裂縫明顯可見，裂縫已貫通到邊坡中部臺階，坡面局部鼓脹或沉陷，鋼筋混凝土格梁部分破裂，二支渠內(nèi)側(cè)素混凝土斜墻個別部位出現(xiàn)裂紋，但坡腳前方未出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，本次滑坡滑動面與前期治理滑坡滑動面基本吻合，因此該滑坡為一個推移式滑坡，并且是前期滑坡的復(fù)活。為此，邊坡治理刻不容緩。

2 邊坡應(yīng)急設(shè)計

根據(jù)滑坡的變形現(xiàn)狀、危害對象，受災(zāi)對象及其損失程度、施工難度等因素，綜合確定機(jī)場滑坡防治工程等級［1、2、4］?；乱坏┦Х€(wěn)，直接影響機(jī)場的安全運(yùn)營，除經(jīng)濟(jì)損失外，還將造成不良的社會影響。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害防治工程分級，確定該滑坡防治工程等級為Ⅱ級?；轮卫順?biāo)準(zhǔn)按50 a運(yùn)行期考慮。降雨強(qiáng)度近20 a一遇暴雨計算，50 a一遇暴雨校核。

在變形嚴(yán)重段后緣部位進(jìn)行適當(dāng)削坡減載，降低邊坡下滑力。在前期治理抗滑樁之間設(shè)置抗滑樁，同時對已變形破壞的混凝土格構(gòu)與排水溝進(jìn)行修復(fù)，加強(qiáng)滑坡變形監(jiān)測。

依據(jù)邊坡的坡形、工程巖組和巖土體工程地質(zhì)特性，考慮到工程重要性和已有抗滑樁提供的抗力，本次安全系數(shù)取1.15下的暴雨工況滑坡剩余下滑力1 163.7 kN/m。

2.1 穩(wěn)定性與剩余下滑力計算

計算方法采用瑞典條分法，計算公式為:

式中:Wi為垂直荷載，包括土條自重和其上部的建筑荷載;Qi為水平荷載，包括水平孔隙水壓力和其他水平荷載;Ui為剪切面上的孔隙水壓力的合力，與剪切面正交;Zi為水平荷載;Qi作用線距滑弧圓心O的垂距;c'i、φ'i為剪切面抗剪強(qiáng)度;R為滑弧半徑;li為土條底面長度;αi為土條底面傾角。

圓弧滑動的計算模型如圖1所示，計算結(jié)果如表1。

圖1 圓弧滑動計算模型

表1 計算結(jié)果

2.2 巖土體物理力學(xué)參數(shù)

本高切坡安全等級為二級，以勘察報告為依據(jù)，選取防治工程設(shè)計巖土體物理力學(xué)參數(shù)的建議值如下表2和表3。

表2 巖體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值表

表3 滑體土容重、抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值表

3 結(jié)論

在勘查報告的基礎(chǔ)上，利用勘察成果資料結(jié)合實(shí)地調(diào)查、按照相關(guān)規(guī)范的要求對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析及評價;按照滑坡變形現(xiàn)狀，結(jié)合專家意見和相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行了邊坡應(yīng)急治理設(shè)計。防治工程施工時嚴(yán)格按設(shè)計施工。施工時做好記錄，作好邊坡變形監(jiān)測，應(yīng)及時反饋，作到動態(tài)管理，動態(tài)設(shè)計，根據(jù)邊坡變形情況和地質(zhì)條件的變化及時進(jìn)行設(shè)計變更，保證工程施工與邊坡可能發(fā)生變形相吻合。工程施工過程及完工后，必須按規(guī)定進(jìn)行監(jiān)測，以保證施工過程中的安全和檢驗(yàn)防護(hù)工程的效果。

［1］GB 50330－2002建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范［S］

［2］DZ/T0219－2006滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范［S］

［3］GB 50007－2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］

［4］GB 50010－2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］

［5］GB 50011－2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］