典型填土滑坡支護(hù)工程施工難點(diǎn)分析對(duì)策

謝武平 朱文景 魏 昕 謝 超

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三0三大隊(duì) 湖南長(zhǎng)沙 410119）

1 工程概況

2015年1月，湘江東路K0+040-K0+200段北西面路基邊坡發(fā)生滑坡下沉，2015年3月對(duì)該段進(jìn)行了鋼管樁治理。2016年5月修復(fù)該路段時(shí)，發(fā)現(xiàn)該段有向北西向位移現(xiàn)象，拉張裂隙長(zhǎng)約20m，寬約5～15cm。2016年6月至7月初，因雨水沖刷，該段張拉裂隙繼續(xù)加大。

場(chǎng)地內(nèi)滑坡總體滑動(dòng)方向?yàn)樽阅舷虮被瑒?dòng)，滑坡體周邊張性裂縫發(fā)育，呈弧形。整個(gè)滑坡體前緣寬度約110m，順主滑動(dòng)方向長(zhǎng)約70m，根據(jù)變形觀測(cè)矢量圖確定主滑方位角20°，滑體最大厚度為18m，滑坡后緣張性裂縫發(fā)育，寬 5～20m，長(zhǎng)約 20～100m，走向 260～270°，與坡向斜交，且有交錯(cuò)想象，滑坡后緣錯(cuò)臺(tái)約0.8～1.5m。

1.1 地形地貌

場(chǎng)地處于湘江右岸一級(jí)階地上，原始地形南高北低，原始坡度約為7～12°，由于建房及修路修建開(kāi)挖和回填堆積等改造，現(xiàn)邊坡區(qū)地面標(biāo)高介于90.5～113.3m之間。場(chǎng)地地貌屬一級(jí)階地地貌；場(chǎng)地現(xiàn)狀微地貌特征主要呈臺(tái)階狀，原有斜坡區(qū)已被掩埋，該區(qū)位于湘江東路北側(cè)，交通便利。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)《湖南省地質(zhì)圖》及《湖南省構(gòu)造綱要圖》，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和1：5萬(wàn)冷水灘鎮(zhèn)幅區(qū)域地質(zhì)資料，滑坡區(qū)上覆第四系土層主要由第四系沖積層組成；基巖為一套以淺海相碳酸鹽巖為主，夾淺海相碎屑巖，主要出露為泥盆系上統(tǒng)余田橋組（D3s）灰?guī)r、泥灰?guī)r，厚60～150m，基巖產(chǎn)狀為153∠55°，區(qū)內(nèi)總體由一系列南北向及北東向的背、向斜組成?？辈靺^(qū)內(nèi)巖層以單斜構(gòu)造為主，未見(jiàn)較大規(guī)模斷裂構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單。

1.3 地層巖性

根據(jù)野外勘察結(jié)果，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)，場(chǎng)地巖土層主要為雜填土（Q4ml）、粉質(zhì)粘土（Q4al）、卵石（Q4al）、強(qiáng)風(fēng)炭質(zhì)灰?guī)r（D3s）、中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r（D3s）。

滑體土體物質(zhì)組成主要以雜填土為主，滑床主要為粉質(zhì)粘土和泥盆系強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)灰?guī)r，滑帶主要沿雜填土與粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)灰?guī)r接觸界面滑動(dòng)，以湘江河作為剪切破壞口。

1.4 水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地地表水主要為湘江，位于滑坡坡腳，水量充沛，水位升降大、流速大，對(duì)岸坡沖刷大；場(chǎng)地地下水主要類型為孔隙水及基裂隙水，孔隙水主要賦存于雜填土及卵石層中，受大氣降水及地表水補(bǔ)給，隨季節(jié)變化影響較大；基巖裂隙水賦存于泥盆系強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r風(fēng)華帶裂隙中，補(bǔ)給來(lái)源主要為地表水和大氣降水，雖然巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，但因其多呈半張開(kāi)～微閉合狀態(tài)，地下水徑流條件一般，以片狀流形式排泄于地勢(shì)低洼處，水量貧乏，透水性一般，有利于地下水積聚而造成上覆土軟化，是該滑坡滑動(dòng)的重要原因之一。

2 施工圖設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院2016年10月提供的施工圖設(shè)計(jì)的主要處治設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：

（1）在一級(jí)平臺(tái)上設(shè)置一排抗滑樁，每三根抗滑樁頂橫系梁，抗滑樁截面均為中2500mm，樁中心間距為5m，共30根樁。

（2）滑坡前緣采用樁基礎(chǔ)+冠梁+護(hù)面墻防護(hù)措施，樁徑1200mm，間距4m，樁長(zhǎng)8～13m，冠梁寬1.5m，高1m。

（3）已滑動(dòng)松散的路基體，采用挖除換填的處治措施，換填材料采用透水性較好的砂礫土，分層碾壓后，再進(jìn)行上部路基的填筑。

（4）滑坡后緣設(shè)4條縱向600×800mm的碎石盲溝。

（5）一、二級(jí)邊坡坡面均采用M7.5漿砌片石進(jìn)行護(hù)坡處理，且設(shè)PVC排水孔。

（6）滑坡施工期間位移、變形監(jiān)控、測(cè)量及分析，為施工及工程安全提供科學(xué)依據(jù)。

3 施工難點(diǎn)分析

3.1 施工便道、平臺(tái)及便道高邊坡的防護(hù)問(wèn)題

本工程坡腳為湘江，坡頂為市政公路，施工作業(yè)時(shí)，施工機(jī)械行駛路線從坡頂往下直接作用于滑坡上部，等于變相的增加了滑坡的下滑力，其滑坡體穩(wěn)定性將受到影響，且滑體土主要為未經(jīng)固結(jié)沉降或壓實(shí)的雜填土，無(wú)法承受旋挖鉆機(jī)、挖機(jī)、混凝土泵車的重量，加上自然坡度大，修建便道時(shí)不可避免要挖方形成高邊坡。

3.2 大直徑旋挖樁成孔難的問(wèn)題

本施工項(xiàng)目位于湘江河邊，處于滑動(dòng)斷層處，上部地質(zhì)情況主要為雜填士、粉質(zhì)粘土，河床下有沙層，在抗滑樁施工時(shí)，由于材料、機(jī)械荷載及施工荷載較大，對(duì)滑體土方產(chǎn)生的擾動(dòng)較大，極易引發(fā)孔隙水泄漏造成塌孔，引起安全、質(zhì)量事故。

4 施工對(duì)策

（1）施工所需旋挖鉆機(jī)、挖掘機(jī)、鋼筋、套筒等機(jī)械設(shè)備及原材料直接由施工便道進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。場(chǎng)地地面需承載力大于三一重工旋挖鉆機(jī)SR360型（履帶寬度0.8m、長(zhǎng)度6.0m）自重125T；50T吊車（單個(gè)輪胎接觸面積為0.075，支撐為0.25）吊裝鋼筋籠時(shí)（加鋼筋籠）重量：80T，共計(jì)為215T，P=M/A=205×10/（0.8×6×2+0.075×14+0.25×4=（A為機(jī)械對(duì)地基的接觸面積），機(jī)械所造成的壓力為：176.7kPa，雜填土無(wú)法提供這么高的承載力，必須采取其它有效保證安全措施。建議在反開(kāi)挖并回填壓實(shí)后，鋪設(shè)50cm片石（具體厚度根據(jù)實(shí)際需要決定）+20cm厚級(jí)配碎石+20cm厚C30混凝土面層。搭建各種臨時(shí)設(shè)施，按規(guī)范要求接通現(xiàn)場(chǎng)用電用水及施工排水措施。

由于旋挖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)半徑大，鉆桿高，自重大，在作業(yè)時(shí)需要將近8m寬的操作空間，在鉆機(jī)就位前使用挖掘機(jī)將原地面的淤泥及軟弱層清除，再平整整個(gè)場(chǎng)地并夯實(shí)做為鉆機(jī)的施工作業(yè)平臺(tái)，保證平臺(tái)的寬度不小于6m，并保證場(chǎng)地有一定硬度以免鉆機(jī)沉陷或傾斜。若場(chǎng)地軟土較厚，硬度不夠，則在表面鋪設(shè)50cm厚片石+20cm厚級(jí)配碎石平整碾壓后檢測(cè)承載力是否達(dá)到要求，再確定平臺(tái)是否再硬化，以保證鉆機(jī)施工作業(yè)的安全性。平臺(tái)及便道開(kāi)挖后形成了的高邊坡，建議對(duì)其進(jìn)行水泥漿噴漿防護(hù)。

（2）埋設(shè)鋼護(hù)筒

根據(jù)工程地質(zhì)條件和試樁經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如何保證在厚層的軟塑一流塑的淤泥和淤泥質(zhì)粘土層順利鉆進(jìn)成孔，避免在該地層發(fā)生縮徑坍塌等現(xiàn)象是施工成敗的關(guān)鍵。鑒于深厚的軟塑一流塑淤泥和淤泥質(zhì)粘土層的不穩(wěn)定性，根據(jù)我公司的施工經(jīng)驗(yàn)采用鋼護(hù)筒將敏感地層全部隔離，確保成孔安全。

設(shè)計(jì)圖紙中抗滑樁的鋼護(hù)筒埋設(shè)長(zhǎng)度統(tǒng)一為5m，為穿過(guò)上部的雜填土，考慮到抗滑樁及坡腳防沖刷樁鄰近湘江河邊，地下水豐富，會(huì)導(dǎo)致成孔過(guò)程中出現(xiàn)塌孔，建議將鋼護(hù)筒埋設(shè)至巖層。

施工前設(shè)置堅(jiān)固、不漏水的鋼制護(hù)筒，護(hù)筒在鋼模生產(chǎn)廠家定制，采用QB235、δ＞16mm鋼板加工制成，護(hù)筒內(nèi)徑為2800mm及1400mm，上下口外圍加焊加環(huán)。鋼護(hù)筒的埋置深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地下水位等情況確定長(zhǎng)度；機(jī)械設(shè)備采用500T振動(dòng)錘放。先將鋼護(hù)筒堆放在旋挖機(jī)鉆孔附近，鋼護(hù)筒放置的深度按每個(gè)樁的土質(zhì)確定，錘入的深度必須達(dá)到灰?guī)r中；埋設(shè)時(shí)必須注意護(hù)筒的垂直度，護(hù)筒放置應(yīng)緩慢平穩(wěn)機(jī)械均勻加力，確保鋼護(hù)筒順利成孔。

沉入和起拔鋼護(hù)筒間的主要工序及要求：在工程開(kāi)工前期短促的準(zhǔn)備時(shí)間里，在現(xiàn)場(chǎng)用振動(dòng)錘沉入和起拔。沉入深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地下水位等情況確定。在軟弱、易坍塌的地層中施工，由于鋼護(hù)筒的作用，極其復(fù)雜的地層都變成工藝簡(jiǎn)單、安全可靠的施工環(huán)境。挖到持力層后還可以取樣試壓，以便確定樁底的標(biāo)高。鋼護(hù)筒護(hù)壁優(yōu)點(diǎn)：①可縮短整個(gè)施工工期旋挖樁工藝簡(jiǎn)單，鋼護(hù)筒工藝安全可靠，它動(dòng)用的設(shè)備少，容易做到全面鋪開(kāi)，工期可以縮短便于趕工期。②安全性高。由于鋼護(hù)筒護(hù)住了第四系粉土及填土段，能保證樁內(nèi)穩(wěn)定性。

鋼護(hù)筒旋挖樁的工藝方法及原理：該工藝的施工過(guò)程就是用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒沉至巖層，并將護(hù)筒內(nèi)的土挖空減少下沉摩擦阻力，然后繼續(xù)用振動(dòng)錘插打直至無(wú)法下沉為止。然后繼續(xù)機(jī)械挖孔，直至樁孔施工完畢，完成樁的鋼筋混凝土澆灌工作。該工藝實(shí)施的關(guān)鍵工作是能將鋼護(hù)筒打至灰?guī)r層，取得止水和防止軟弱層孔壁坍塌的效果良好，確保挖孔順利進(jìn)行及混凝土澆筑的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)填土邊坡處理過(guò)程中的難點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出合理可行的專項(xiàng)施工方案，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，完成效果較好，但需要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，增加不小的投資。給設(shè)計(jì)單位建議在設(shè)計(jì)時(shí)一定要分析施工難度以及施工可行性，不能由于設(shè)計(jì)的不合理而增加過(guò)多的投資或是引發(fā)施工事故，同時(shí)給濫挖濫填、不按規(guī)范要求施工的單位和個(gè)人敲響警鐘。