錨固與微型樁技術(shù)對(duì)滑坡應(yīng)急治理效果探討

劉 孟 黃 棟

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074)

錨固與微型樁技術(shù)對(duì)滑坡應(yīng)急治理效果探討

劉 孟 黃 棟

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074)

結(jié)合巴東縣白土坡居民安置區(qū)滑坡的工程地質(zhì)條件，分析了該滑坡的變形機(jī)制，闡述了錨固與微型樁技術(shù)在滑坡應(yīng)急工程中的治理措施，彌補(bǔ)了常規(guī)治理措施周期長(zhǎng)、易造成二次垮塌的缺陷。

滑坡，微型樁，預(yù)應(yīng)力錨索，變形機(jī)制

0 引言

中國(guó)每年因滑坡造成的經(jīng)濟(jì)損失均在十億美元以上[1]。但由于工程建設(shè)的需求，施工過(guò)程中遇到不同類型邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題日益突出。針對(duì)于已趨于失穩(wěn)狀態(tài)巖土體，但巖土體本身仍有一定強(qiáng)度的工況下，錨固與微型樁能在對(duì)巖土體應(yīng)力狀態(tài)影響最小的條件下，對(duì)巖土體進(jìn)行加固、發(fā)揮其本身的強(qiáng)度，及時(shí)、高效地解決巖土體穩(wěn)定性問(wèn)題。

20世紀(jì)70年代以來(lái)錨固技術(shù)獲得了蓬勃發(fā)展，在巖土系統(tǒng)得到迅猛發(fā)展且技術(shù)愈加成熟[2，3]，其利用預(yù)應(yīng)力鋼材的高抗拉強(qiáng)度、巖土體自身的強(qiáng)度及自穩(wěn)能力有效地節(jié)省了工程費(fèi)用并有利于施工安全，成為提高巖土工程穩(wěn)定性和解決復(fù)雜困難巖土工程問(wèn)題的最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一[4-6]。

微型樁一般是指樁徑為100 mm～300 mm 的小直徑鉆孔灌注樁[7]，其長(zhǎng)度比較大。該項(xiàng)技術(shù)是結(jié)合固結(jié)灌漿、樁基技術(shù)相聯(lián)合的新型地基處理工藝。固結(jié)灌漿技術(shù)是利用送壓設(shè)備將能夠固化的漿液材料通過(guò)鉆孔注入地層中顆粒的間隙、土層的界面或巖層裂隙內(nèi)，使其擴(kuò)張、膠結(jié)、固化，以降低地層的滲透性，增強(qiáng)地層強(qiáng)度，防止地基沉降、變形，從而使土層(巖層)的力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)都得以改善的處理技術(shù)[8，9]。

1 搶險(xiǎn)工程概況

巴東縣白土坡居民安置區(qū)滑坡位于長(zhǎng)江南岸、巴東縣城白土坡小區(qū)斜坡上，斜坡平均坡度25°。前緣剪出口黃海高程為414.00 m，直抵白四路，后緣拉裂縫黃海高程426.00 m～432.00 m，直至人行梯道；前緣、中部寬23.0 m左右，后緣較窄，約5.0 m；縱長(zhǎng)約37.0 m，平面面積約700 m2，體積約3 000 m3?？傮w地勢(shì)南高北低。

2 變形機(jī)制分析

搶險(xiǎn)工程區(qū)強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，為工程區(qū)發(fā)生滑移提供了有利的物質(zhì)條件。軟弱夾層為粘性土夾碎石，透水性較差，降雨通過(guò)節(jié)理裂隙滲入軟弱夾層，使軟弱夾層飽水，抗剪強(qiáng)度降低。加之2014年4月12日，白土坡居民安置區(qū)道路完善工程擋土墻基槽開(kāi)挖時(shí)，對(duì)白四路南側(cè)邊坡形成切腳，使坡腳出現(xiàn)約2.0 m高臨空面，從而引起泥灰?guī)r沿巖層中的軟弱夾層產(chǎn)生順層滑動(dòng)。

根據(jù)白土坡居民安置區(qū)場(chǎng)平規(guī)劃，未來(lái)對(duì)滑坡堆積體坡腳開(kāi)挖，開(kāi)挖后工程區(qū)可能發(fā)生的變形破壞方式有兩種：其一是滑坡堆積體沿滑動(dòng)面再次產(chǎn)生滑動(dòng)；其二是泥灰?guī)r及上覆滑坡堆積體沿巖層中新的軟弱夾層產(chǎn)生滑動(dòng)。

選取工程區(qū)滑坡典型剖面，計(jì)算典型工況：自重+人形梯道荷載情況下的穩(wěn)定性。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定性系數(shù)處于0.93～1.02,滑坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)歷持續(xù)降雨，將產(chǎn)生滑移失穩(wěn)，采取治理措施是必要的、緊迫的。

3 搶險(xiǎn)工程方案的選定

滑坡的治理措施主要有削坡減載、排水、支擋結(jié)構(gòu)和坡體內(nèi)部加固[10,11]。

削坡減載僅適用于推移式滑坡，該工程區(qū)坡體本身較緩，僅前部滑塌區(qū)較陡，此方法不適用于該搶險(xiǎn)工程。

該工區(qū)前部已經(jīng)滑塌，排水措施應(yīng)與工區(qū)治理同步進(jìn)行。

支擋結(jié)構(gòu)施工中往往需要大量開(kāi)挖土石方，對(duì)于本次應(yīng)急搶險(xiǎn)工程而言可能造成滑塌區(qū)第二次滑移破壞，又由于支擋工程所需工期較長(zhǎng)不適用于該搶險(xiǎn)工程。

經(jīng)過(guò)綜合分析提出采用微型樁+預(yù)應(yīng)力錨索+土石方開(kāi)挖+掛網(wǎng)錨噴等錨固與注漿技術(shù)的綜合治理措施。

3.1 微型樁

白土坡居民安置區(qū)道路完善工程擬建人行道南側(cè)12.5 m處布設(shè)一排鉆微型樁，水平間距2.0 m，樁徑150 mm，樁長(zhǎng)14.5 m(見(jiàn)圖1)。布設(shè)微型樁能夠有效的提高周邊土體的整體穩(wěn)定性，通過(guò)工字鋼和槽鋼為預(yù)應(yīng)力錨索提供固定端，為下一步預(yù)應(yīng)力錨索工程做準(zhǔn)備。

3.2 預(yù)應(yīng)力錨索工程

為保證滑坡整體穩(wěn)定性，根據(jù)計(jì)算下滑力，在工區(qū)布設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索防止滑坡體整體滑移。工程區(qū)南側(cè)靠西側(cè)布設(shè)3排預(yù)應(yīng)力錨索(見(jiàn)圖1，圖2)、靠東側(cè)布設(shè)4排預(yù)應(yīng)力錨索。錨索水平與垂直間距為2.0 m×2.0 m，相鄰兩排錨索按照梅花形布置，錨孔直徑為150 mm，傾角為15°，單根錨索設(shè)計(jì)錨固力為700 kN，錨索鎖定荷載為770 kN。

為降低群錨效應(yīng)，相鄰兩排錨索錨固端進(jìn)行了調(diào)整。

3.3 掛網(wǎng)錨噴工程

工程區(qū)垂直開(kāi)挖形成開(kāi)挖面后布設(shè)掛網(wǎng)錨噴與排水孔(見(jiàn)圖1)，工程區(qū)南側(cè)錨桿水平與垂直間距為2.0 m×2.0 m，錨孔直徑為110 mm，傾角為15°，工程區(qū)東、西兩側(cè)錨桿水平與垂直間距為2.0 m×1.5 m，錨孔直徑為110 mm，傾角為20°。錨桿鋼筋每隔1.0 m～1.5 m設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架并與錨桿鋼筋采用點(diǎn)焊焊接。工程區(qū)南側(cè)、東側(cè)錨桿長(zhǎng)度在垂直方向按2.0 m和3.0 m相間布置，錨桿端頭與預(yù)應(yīng)力錨索錨頭槽鋼連接。工程區(qū)西側(cè)錨桿長(zhǎng)度在垂直方向按4.0 m和5.0 m相間布置，錨桿端頭采用彎起形式與鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)鋼筋連接，彎起長(zhǎng)度500 mm，彎起角度70°，彎起圓弧直徑100 mm。

鋼筋網(wǎng)水平與垂直間距為200 mm×200 mm，錨桿結(jié)點(diǎn)處布設(shè)加強(qiáng)鋼筋，工程區(qū)南側(cè)加強(qiáng)鋼筋水平與垂直間距為2.0 m×2.0 m，工程區(qū)東、西兩側(cè)加強(qiáng)鋼筋水平與垂直間距為1.5 m×2.0 m，加強(qiáng)鋼筋與錨桿鋼筋焊接。

4 結(jié)語(yǔ)

1)工程建設(shè)中，尤其涉及到邊坡開(kāi)挖的，應(yīng)汲取盲目開(kāi)挖導(dǎo)致滑坡的教訓(xùn)，搜集地質(zhì)資料，查明工程區(qū)地質(zhì)條件，擬定合理開(kāi)挖方案，否則只會(huì)得不償失；

2)微型樁能夠?qū)σ炎冃螏r土體進(jìn)行局部加固，能夠有效的防止失穩(wěn)土體因施工需要發(fā)生再次滑塌；錨索可以對(duì)趨于不穩(wěn)定巖土體在擾動(dòng)盡量小的前提下，充分利用深處中風(fēng)化巖土體自身強(qiáng)度，為邊坡提供足夠的抗滑力，保證邊坡整體穩(wěn)定性；

3)為防止開(kāi)挖造成滑坡整體滑移變形，進(jìn)行邊開(kāi)挖邊進(jìn)行錨索工程的分段治理方法；

4)監(jiān)測(cè)資料顯示，自搶險(xiǎn)工程施工完成以來(lái)，居民安置區(qū)治理范圍內(nèi)變形趨勢(shì)得到控制，且一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。錨固與微型樁在滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)中有著對(duì)巖土體原始應(yīng)力狀態(tài)影響小、施工時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，是經(jīng)濟(jì)、有效的滑坡治理方式。因此，此治理方案可以作為滑坡應(yīng)急治理工程尤其相似地質(zhì)條件的滑坡應(yīng)急治理工程提供參考。

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Discussion on the effect of anchoring and minipiles technology in emergency landside rescue

Liu Meng Huang Dong

(ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074，China)

Combining with landslide engineering geology conditions of Baitupo relocation area in Badong county, the paper analyzes the landslide deformation mechanism, describes processing methods of anchoring and micro-pile technology in emergent landslide engineering, which makes up defects of common processing measures, such as long duration, secondary collapse and so on.

landslide, micro-pile, prestressed cable, deformation mechanism

1009-6825(2017)03-0056-02

2016-11-14

劉 孟(1990- )，男，在讀碩士； 黃 棟(1990- )，男，在讀碩士

P642.22

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