巖土工程施工中邊坡新型加固技術(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉道芳

（江西省勘察設(shè)計(jì)研究，江西 南昌 330000）

邊坡按照其形成方式可分為天然邊坡和人工邊坡兩種，邊坡結(jié)構(gòu)是各類工程建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中是十分重要的組成部分。在開展各項(xiàng)活動(dòng)及建筑施工的過程中，根據(jù)工程需要會(huì)通過人為方式改變巖石圈表層的構(gòu)造。由于當(dāng)前巖土工程施工的規(guī)模不斷擴(kuò)大，使得邊坡工程的涉及范圍也逐漸擴(kuò)大，加之地形地質(zhì)條件的限制，巖土工程當(dāng)中的邊坡施工穩(wěn)定性受到了嚴(yán)重的威脅。一旦出現(xiàn)較大規(guī)模的滑坡事故，則會(huì)造成大量的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。因此，當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的研究人員逐漸將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了巖土工程施工中對(duì)邊坡新型加固技術(shù)的研究上，但目前相關(guān)研究表示，研究人員仍然無法全面地認(rèn)識(shí)到邊坡失穩(wěn)破壞的機(jī)理以及準(zhǔn)確的邊坡巖土力學(xué)參數(shù)，使得現(xiàn)有加固技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問題，無法有效提高邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。基于此，針對(duì)上述問題，本文對(duì)巖土工程在施工過程中的邊坡新型加固技術(shù)開展設(shè)計(jì)研究，并將新的加固技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際巖土工程項(xiàng)目當(dāng)中，對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行分析[1]。

1 巖土工程施工中邊坡新型加固技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 基于HDPE防滲膜的加固膜敷設(shè)

為了滿足邊坡施工加固設(shè)計(jì)需求，需要在工程實(shí)施過程中，對(duì)邊坡進(jìn)行加固膜敷設(shè)。因此，在本章的研究中，引進(jìn)HDPE防滲膜，進(jìn)行加固施工的初步設(shè)計(jì)，所謂HDPE防滲膜技術(shù)，是指通過利用輔助膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)行雨水滲漏過程中的隔離處理，以此種方式，避免土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強(qiáng)度受到影響，實(shí)現(xiàn)土體邊坡保持一定的面坡參數(shù)，提高結(jié)構(gòu)在承載指定重力情況下具有較高的穩(wěn)定性。

在實(shí)際加固處理時(shí)，使用此項(xiàng)技術(shù)，可以降低邊坡裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)，避免由于自身重力增加導(dǎo)致的邊坡土體位移。在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，施工人員需要先將HDPE防滲膜進(jìn)行平鋪，并根據(jù)工程實(shí)際需求，控制膜結(jié)構(gòu)的厚度。在此基礎(chǔ)上，按照標(biāo)準(zhǔn)的施工步驟，將膜結(jié)構(gòu)覆蓋在邊坡表面上，使用錨固方法對(duì)其加以固定。在完成膜結(jié)構(gòu)的固定后，按照60.0cm與50.0cm的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定錨固溝槽的寬度及其對(duì)應(yīng)深度，按照1.0m的標(biāo)準(zhǔn)搭建膜結(jié)構(gòu)，確保工程接縫位置與邊坡踢腳線處于一種平行狀態(tài)。以此種方式，進(jìn)行HDPE防滲膜的鋪設(shè)，不僅可以提高工程整體結(jié)構(gòu)的牢固性，同時(shí)也可以在一定程度上解決由于降雨導(dǎo)致的漏水現(xiàn)象[2]。

1.2 錨桿構(gòu)件選型與布設(shè)

完成對(duì)HDPE防滲膜的敷設(shè)后，對(duì)錨桿構(gòu)件進(jìn)行選型和布設(shè)，錨桿構(gòu)件的主要作用是通過將錨桿釘入到邊坡地層當(dāng)中，并依靠地層的抗剪強(qiáng)度傳遞起到加固作用。根據(jù)不同的邊坡結(jié)構(gòu)，按照錨桿固定的方式對(duì)其進(jìn)行選型。在巖土工程施工當(dāng)中，針對(duì)其邊坡的加固可采用粘結(jié)式灌漿型錨桿。按照?qǐng)D1所示內(nèi)容對(duì)錨桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行布設(shè)。

圖1 錨桿構(gòu)件布設(shè)示意圖

在對(duì)錨桿構(gòu)件進(jìn)行布設(shè)時(shí)，需要在各個(gè)錨桿之間增加支擋結(jié)構(gòu)，以此進(jìn)一步提高錨桿的穩(wěn)定性，從而起到加固的作用。在布設(shè)時(shí)還需要注意危險(xiǎn)滑移面內(nèi)巖土體的內(nèi)摩擦角度大小應(yīng)當(dāng)在10.5°～12.6°范圍以內(nèi)，并且邊坡滑移體底部邊界與堆積體底部巖層邊界應(yīng)當(dāng)重合，保證滑移面的底部邊緣傾斜角度始終與邊坡的傾斜角度一致，以此達(dá)到最佳的布設(shè)效果。同時(shí)在實(shí)際施工過程中，還應(yīng)當(dāng)將裸露在地表以外的錨桿通過錨頭對(duì)其進(jìn)行固定處理。在固定過程中，可根據(jù)實(shí)際工程情況，將錨頭直接附著在錨桿結(jié)構(gòu)頂端，或通過梁板結(jié)構(gòu)將其產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到巖土層結(jié)構(gòu)上，以此達(dá)到良好的穩(wěn)定效果。

1.3 噴射混凝土材料加固

在完成上述相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，需要使用混凝土作為加固材料，進(jìn)行邊坡結(jié)構(gòu)的綜合加固處理。在此過程中，需要將噴射機(jī)械設(shè)備作為輔助加固施工設(shè)備，利用壓縮空氣產(chǎn)生的動(dòng)力，將混凝土攪拌料與其他加固材料噴射到邊坡加固表層，當(dāng)材料凝結(jié)在一起后，可在2min～3min內(nèi)，快速發(fā)生硬結(jié)反應(yīng)，通過此種方式，可以實(shí)現(xiàn)在巖層表面增加一個(gè)保護(hù)層，從而降低巖土松動(dòng)等現(xiàn)象的發(fā)生。

在上述提出內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引進(jìn)干拌施工法，將攪拌完成的混凝土材料，按照一定的比例與施工中使用的骨料材料進(jìn)行融合，當(dāng)其充分融合后，裝入噴射設(shè)備，基于空氣壓力作用下，對(duì)其進(jìn)行噴射處理，此時(shí)，前端材料將與噴射水體發(fā)生混合反應(yīng)，可以直接噴射在結(jié)構(gòu)表層，以此形成一個(gè)混凝土封閉面。按照此種方式進(jìn)行加固施工，不僅可以提高結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)在施工過程中對(duì)材料的高空輸送，并避免地下水滲漏對(duì)工程施工造成的影響，從而達(dá)到一種對(duì)巖土工程邊坡結(jié)構(gòu)加固處理的作用[3-6]。

2 應(yīng)用效果分析

本文通過上述論述，提出了一種全新的邊坡加固技術(shù)，為了進(jìn)一步驗(yàn)證該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，將其應(yīng)用到實(shí)際巖土工程項(xiàng)目當(dāng)中，并對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行分析研究。將某地區(qū)某巖質(zhì)工程項(xiàng)目當(dāng)中的邊坡作為依托，該工程場(chǎng)地與市區(qū)的距離約為19公里，其施工場(chǎng)地內(nèi)部原始的地貌為丘陵地貌，巖土工程中各個(gè)邊坡的起點(diǎn)位置坐標(biāo)為：水平方向1542463.25m，垂直方向234357.61m，邊坡坡底高程為46.24m；終點(diǎn)位置的坐標(biāo)為：水平方向1537562.21m，垂直方向234064.21m，邊坡坡底高程為42.35m，邊坡高度為176m。該巖土工程項(xiàng)目當(dāng)中的邊坡屬于天然巖質(zhì)邊坡，在坡頂位置上沒有建筑物結(jié)構(gòu)，在整個(gè)工程區(qū)域內(nèi)存在一緊鄰坡底擬建的建筑物堆積體。該邊坡各個(gè)材料類型結(jié)構(gòu)的相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 巖土工程施工中邊坡物理力學(xué)參數(shù)對(duì)照表

在上述邊坡基礎(chǔ)條件下，利用本文上述提出的加固技術(shù)對(duì)該邊坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，并在完成加固后，選擇邊坡結(jié)構(gòu)上的五個(gè)節(jié)點(diǎn)作為特征點(diǎn)，在巖土工程施工完成后，利用微變形雷達(dá)對(duì)邊坡五個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移情況進(jìn)行記錄，通過五個(gè)節(jié)點(diǎn)上的位移情況，對(duì)加固效果進(jìn)行分析。從微變形雷達(dá)上獲取五個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)，并將其繪制成如圖2所示的邊坡節(jié)點(diǎn)位移記錄圖。

圖2 邊坡節(jié)點(diǎn)位移記錄圖

圖2中，兩條（a）虛線表示為邊坡上各個(gè)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)允許的位移范圍；（b）虛線表示為引入本文新型加固技術(shù)后各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移范圍。從圖2中曲線可以看出，選擇的五個(gè)特征節(jié)點(diǎn)其位移量均未超過-1.0mm～+1.0mm，充分滿足巖土工程施工中邊坡的位移可允許范圍。因此，通過將本文提出的新型加固技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際進(jìn)一步證明，該技術(shù)可有效降低邊坡結(jié)構(gòu)的位移量，提高邊坡整體穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

巖體是一種十分復(fù)雜的介質(zhì)，對(duì)其內(nèi)容、變形以及強(qiáng)度特性等認(rèn)知仍沒有得到充分和完善，因此當(dāng)前在開展各項(xiàng)巖土工程施工時(shí)，針對(duì)其巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性及加固處理研究顯得十分迫切。本文通過開展上述研究，提出一種全新的邊坡加固方法，并通過將其應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目當(dāng)中，證明了該技術(shù)的應(yīng)用效果和價(jià)值。在后續(xù)的研究中，針對(duì)本文上述提出的錨桿結(jié)構(gòu)還需要進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)新型加固技術(shù)的不斷完善。