山嶺路塹高邊坡抗滑綜合治理關(guān)鍵技術(shù)分析

蘇蕓SU Yun

（云南交投集團(tuán)云嶺建設(shè)有限公司，昆明 650200）

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)交通事業(yè)的發(fā)展，公路建設(shè)也在朝著大、難方向進(jìn)行。在對(duì)山嶺重丘區(qū)進(jìn)行方案對(duì)比時(shí)，隧道方案往往因?yàn)樵靸r(jià)和工期問(wèn)題無(wú)法較好的滿(mǎn)足實(shí)際情況，因此大多數(shù)情況下都是直接對(duì)其進(jìn)行開(kāi)挖，但由于地質(zhì)和邊坡高度問(wèn)題，開(kāi)挖后在降雨時(shí)，極易造成土體滑坡從而損失[1]。此時(shí)，采用抗滑樁處置或修建排水系統(tǒng)以及對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)的方案都不甚理想，因此有必要對(duì)其進(jìn)行綜合處理。

本文以某一云南山嶺重丘區(qū)陡坡地形路塹高邊坡為例，由于路塹開(kāi)挖及修筑便道，極易引起滑坡體，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，針對(duì)此情況，采用了在邊坡腳施作抗滑樁群和建立排水系統(tǒng)、路塹邊坡采用錨桿（索）框格梁等綜合治理方案，從而達(dá)到穩(wěn)固高邊坡的目的。最終治理結(jié)果表明，此方法不但行之有效地控制了山體滑坡的風(fēng)險(xiǎn)，而且操作簡(jiǎn)單，施工方便，不需大型機(jī)械設(shè)備，又能確保工期和質(zhì)量。擬為相關(guān)類(lèi)似工程提供參考[2]。

1 工程概況

云南某公司承建的高速公路K419+630～K419+720段，主要為泥質(zhì)粉黏土。由于路塹開(kāi)挖及修筑便道，極易引起滑坡體發(fā)生。原設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆拱形格防護(hù)，共五級(jí)邊坡。其中K6+790-K7+400 段在開(kāi)挖過(guò)程中坡體滲水嚴(yán)重，地質(zhì)多層明顯膨脹土發(fā)育，多為粉質(zhì)黏土、泥質(zhì)粉砂巖。該段邊坡于2018 年1 月出現(xiàn)第一次下滑坍塌并出現(xiàn)多條裂縫，2018 年4 月初裂縫出現(xiàn)擴(kuò)展趨勢(shì)。在雨季施工中受連續(xù)集中降雨的影響，右側(cè)邊坡出現(xiàn)裂縫發(fā)生大面積坍塌后仍出現(xiàn)大量裂縫并有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。為降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)、保證滑坡體的穩(wěn)定，決定采用在邊坡腳施作抗滑樁群和建立排水系統(tǒng)、路塹邊坡采用錨桿（索）框格梁等綜合治理方案，如圖1、圖2 所示。

圖1 地質(zhì)處置斷面圖

圖2 抗滑樁布置示意圖

2 復(fù)合結(jié)構(gòu)施工工藝技術(shù)闡述

2.1 工藝原理

①先行開(kāi)挖抗滑樁，依據(jù)實(shí)際開(kāi)挖掘露的地質(zhì)判定，動(dòng)態(tài)調(diào)整抗滑樁樁底標(biāo)高等設(shè)計(jì)參數(shù)；成樁后在樁頂設(shè)置水平位移變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，必要時(shí)在抗滑受荷側(cè)樁周，設(shè)置應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置。②隨后從路塹坡頂開(kāi)挖至抗滑樁樁頂，邊開(kāi)挖邊完成錨桿（索）框格邊坡防護(hù)；應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)錨索（錨桿）進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證的錨桿（索）抗拔力、錨索合理錨固長(zhǎng)度；及其合理的施工工藝參數(shù)[3]。③路塹開(kāi)挖、邊坡防護(hù)施工至抗滑樁樁頂后，工期允許時(shí)，應(yīng)做適當(dāng)?shù)氖┕ねｎD，待坡頂原地面、碎落臺(tái)等變形監(jiān)測(cè)，錨桿（索）應(yīng)力監(jiān)測(cè)趨于穩(wěn)定后，再進(jìn)行樁頂至路槽區(qū)域的路塹開(kāi)挖。④進(jìn)行樁頂至路槽區(qū)域開(kāi)挖時(shí)，邊開(kāi)挖邊安裝樁板墻的擋土板，并依據(jù)樁頂水平變形情況，采取合適頻率的變形監(jiān)測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行抗滑樁應(yīng)力監(jiān)測(cè)。⑤將抗滑樁開(kāi)挖、路塹開(kāi)挖掘露的地質(zhì)參數(shù)，坡頂、碎落臺(tái)、樁頂、樁周、坡腳、錨桿（索）變形監(jiān)測(cè)、沉降觀測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，自行組織對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。合理控制抗滑樁樁長(zhǎng)與錨固長(zhǎng)度、錨索總長(zhǎng)與錨固長(zhǎng)度、路塹坡比與路塹總高度等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。⑥采用三維激光掃描儀，對(duì)路塹整體進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，快速進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析；與全站儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、校核，保障數(shù)據(jù)可靠性。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)

依據(jù)行業(yè)綠色公路建設(shè)理念，及“雙碳”國(guó)家戰(zhàn)略要求，本工法通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工技術(shù)管理模式，采用先行開(kāi)挖上擋抗滑樁（等同“埋入式抗滑樁”工藝）、在抗滑樁頂受荷側(cè)設(shè)置應(yīng)力監(jiān)測(cè)、路塹開(kāi)挖至抗滑樁頂后邊加板邊開(kāi)挖的施工設(shè)計(jì)。保障施工階段安全生產(chǎn)可靠性、服役階段結(jié)構(gòu)耐久性同時(shí)，努力尋找最少路塹開(kāi)挖高度、最優(yōu)抗滑樁長(zhǎng)度、最優(yōu)框格梁錨固長(zhǎng)度，盡量減少路塹對(duì)原有天然植被的破壞與擾動(dòng)，合理控制工程造價(jià)[4]。該工法主要特點(diǎn)如下：①采用“埋入式抗滑樁”工藝，即先行施工上擋樁板墻的抗滑樁，與先開(kāi)挖路塹邊坡至抗滑樁樁頂，再施工抗滑樁相比，可有效規(guī)避路塹邊坡崩塌等，對(duì)人工挖孔造成的安全風(fēng)險(xiǎn)；②先行施工抗滑樁后，進(jìn)行坡頂至樁頂區(qū)域的路塹開(kāi)挖時(shí)，抗滑樁可有效鎖定坡腳，減小施工導(dǎo)致的工程滑坡風(fēng)險(xiǎn)，減小該區(qū)域坡面巖土變形值；也可為抗滑樁與樁周巖土間適應(yīng)變形贏得時(shí)間；③進(jìn)行樁頂至路槽區(qū)域路塹開(kāi)挖時(shí)，由于坡頂至樁頂區(qū)域巖土與框格梁變形風(fēng)險(xiǎn)降低，使得框格梁+樁板墻鎖定坡頂至樁頂區(qū)域巖土的可靠性明顯提升，可有效降低樁頂至路槽區(qū)域路塹開(kāi)挖的巖土與防護(hù)結(jié)構(gòu)變形風(fēng)險(xiǎn)。

3 綜合治理關(guān)鍵技術(shù)分析

本工藝適用于山嶺重丘區(qū)和土質(zhì)或石質(zhì)滑坡體“上擋抗滑樁板墻+錨桿（索）框格護(hù)坡”陡坡地形路塹高邊坡復(fù)合結(jié)構(gòu)的巖土開(kāi)挖、防護(hù)結(jié)構(gòu)施工，可根據(jù)土層埋深，調(diào)整抗滑樁長(zhǎng)度、樁截面和抗滑樁群布置形式。

3.1 操作關(guān)鍵技術(shù)分析

①挖掘程序視土層性質(zhì)及樁孔布置形式而定?？够瑯度何挥跍\層土體滑坡上，樁孔一字形布置時(shí)，一般采取間隔跳兩樁分批開(kāi)挖，避免孔間因間隔過(guò)小而造成坍塌，待混凝土灌注后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，再開(kāi)挖其它樁孔[5]。

②挖掘時(shí)，不必將護(hù)壁表面修成光面，要使樁孔壁凸凹不平，以增加樁的摩擦力。

③在挖樁孔的過(guò)程中，經(jīng)常檢查樁孔尺寸和平面位置，樁孔的中線(xiàn)偏差不得大于樁長(zhǎng)的0.5%，截面尺寸必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，不得有欠挖。

④挖樁孔時(shí)，有滲水應(yīng)及時(shí)支護(hù)孔壁，防止水浸泡孔壁造成坍孔，滲水應(yīng)予以集中排除，或用井點(diǎn)法降低地下水位。

⑤樁孔挖掘和支撐護(hù)壁兩個(gè)工序連續(xù)作業(yè)，中途不得停頓，以防坍孔。應(yīng)分節(jié)開(kāi)挖，分節(jié)高度0.6～2.0m，挖一節(jié)立即護(hù)一節(jié)，圍巖松散時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短分節(jié)，但不應(yīng)在土石層變化處、涌水處或滑面處分節(jié)。

⑥挖孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并經(jīng)測(cè)量人員測(cè)量認(rèn)可后，方可進(jìn)行孔底處理?？椎妆仨氉龅狡秸?、無(wú)松碴、污泥及沉淀等，嵌入巖層深度、巖層風(fēng)化程度和巖性情況應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

⑦灌注混凝土。1）在灌注前，應(yīng)檢查凈空斷面及孔深是否符合設(shè)計(jì)要求，鋼筋籠是否位于設(shè)計(jì)標(biāo)高，并鑿毛混凝土護(hù)壁。2）灌注混凝土必須連續(xù)作業(yè)，嚴(yán)禁中途停工，并及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。3）導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線(xiàn)和位置居中，逐步提升，如導(dǎo)管法蘭盤(pán)卡掛鋼筋骨架，可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管使其脫離鋼筋骨架，移至挖孔中心，當(dāng)導(dǎo)管提升到法蘭盤(pán)接頭露孔口上一定高度，可拆除一節(jié)和兩節(jié)導(dǎo)管，重新固定導(dǎo)管，漏斗接頭重新插入井口導(dǎo)管內(nèi)，校正好位置后，方可繼續(xù)灌注[6]。4）拆除導(dǎo)管動(dòng)作要快，時(shí)間一般不宜超過(guò)十五分鐘，要防止螺柱、橡膠墊圈和工具掉入孔內(nèi)，并注意安全，拆下的導(dǎo)管要立即清洗干凈，堆碼整齊。

3.2 抗滑樁關(guān)鍵技術(shù)分析

①挖孔時(shí)，進(jìn)口圍埂應(yīng)高出地面20cm，開(kāi)挖過(guò)程中，防止雜物從孔口掉入孔內(nèi)。②當(dāng)孔內(nèi)有滲水時(shí)，應(yīng)及時(shí)排除或用井點(diǎn)法降低水位。③挖掘暫停時(shí)，孔口應(yīng)覆蓋。④孔內(nèi)爆破后，應(yīng)迅速排除炮煙，并經(jīng)爆破員檢查無(wú)盲炮或盲炮排除后方可進(jìn)入孔內(nèi)作業(yè)。⑤當(dāng)孔深大于12m 時(shí)，應(yīng)對(duì)孔內(nèi)有毒氣體和CO2濃度進(jìn)行測(cè)定，并通過(guò)通風(fēng)后，方可進(jìn)入孔內(nèi)作業(yè)。⑥孔口上方搭設(shè)雨棚，防止雨水倒灌。⑦孔口的塔架應(yīng)搭設(shè)牢固，并在其上設(shè)置安全防護(hù)標(biāo)志。

其主要施工流程如圖3 所示。

圖3 抗滑樁施工工藝圖

為對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量分析，其主要質(zhì)量控制指標(biāo)如表1 所示。

表1 主要質(zhì)量控制指標(biāo)

3.3 高邊坡關(guān)鍵技術(shù)分析

①邊坡防護(hù)作業(yè)，必須搭設(shè)牢固的腳手架，對(duì)地基和腳手所用材料、扣件或連接件，要認(rèn)真檢查，合格后方可使用。②人工抬運(yùn)石塊和搬運(yùn)砂漿、混凝土等材料所用工具必須牢固可靠，如繩、筐、桶等。③格構(gòu)梁施工應(yīng)自下而上進(jìn)行，抬運(yùn)跳板應(yīng)堅(jiān)固，并設(shè)防滑條。④打設(shè)錨桿或勾縫應(yīng)自上而下進(jìn)行。嚴(yán)禁在施工完畢的坡面上行走，上下時(shí)設(shè)置爬梯。⑤錨桿孔施工鉆機(jī)的施工平臺(tái)應(yīng)進(jìn)行受力驗(yàn)算。⑥坡面防護(hù)工程施工應(yīng)采取必要的安全防護(hù)措施，如掛設(shè)安全防護(hù)攔截網(wǎng)，施工時(shí)禁止上下層交差作業(yè)。

其主要施工流程如圖4 所示。

圖4 高邊坡施工工藝圖

圖5 防護(hù)設(shè)計(jì)圖

4 結(jié)論

本文以某一云南山嶺重丘區(qū)陡坡地形路塹高邊坡為例，在采用“埋入式抗滑樁”施工工藝，降低抗滑樁施工安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；增加部分人工挖孔工程數(shù)量，但可以提前進(jìn)行地質(zhì)驗(yàn)證，為結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化提供可靠數(shù)據(jù)；也可以有效減低施工階段發(fā)生工程滑坡的施工安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在采用樁頂受荷側(cè)連續(xù)性巖土應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)信息化施工、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，達(dá)成結(jié)構(gòu)最優(yōu)、最環(huán)保、最安全、造價(jià)合理。最后，依據(jù)開(kāi)挖掘露的地質(zhì)記錄動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、抗滑樁頂巖土應(yīng)力動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、坡頂與碎落臺(tái)巖土變形常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、錨桿（索）應(yīng)力動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與邊坡、抗滑樁、錨桿（索）框格護(hù)坡的原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)比照，進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)調(diào)整。實(shí)現(xiàn)施工安全、結(jié)構(gòu)可靠、環(huán)保最優(yōu)、造價(jià)最優(yōu)。提出地質(zhì)參數(shù)、邊坡高度及坡比、錨桿（索）錨固長(zhǎng)度、上擋抗滑樁板墻結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)參考值數(shù)據(jù)，取得企業(yè)巖土設(shè)計(jì)與施工的“大數(shù)據(jù)”經(jīng)驗(yàn)積累。