半坡桩滑坡病害处治方案优化
一、基本情况
某滑坡呈“口小肚大”形态,圈椅状明显。主轴长约225m,宽约80~117m,平均厚约16m,体积约28万方,属中型堆积体滑坡。原技术人员采用设置半坡桩+坡脚矮挡墙进行处治的措施。其中半坡桩参数为1.5×2.0×25m@5m,桩上设置两孔长25m的锚索。抗滑桩出露地面长为6m,采用桩间挂板进行防护。挡墙高5.5m,其中地面以下1.0m。
雨季期间由于暴雨作用,造成滑坡发生大面积浅层滑塌、溜塌越顶,或从桩间挂板下部滑出,桩前滑体大面积开裂、滑塌、溜滑等多种变形。
图1 滑坡病害全貌
二、技术人员拟采用方案
1、沿滑坡周界上部的稳定坡体中增设截水沟,加强地表水的截排,防止进入滑体而引发病害。
2、加高坡脚挡墙1.0m,挡墙与半坡桩滑体采用1:1.2左右进行刷坡后,设置9~12m长的锚杆框架进行加固。
3、修复桩间挂板,并适当加深至地面以下1.5m设置(7.5m范围),继而对桩后斜坡采用1:1.33进行刷坡或回填,以稳定后部滑体稳定性。
图2 技术人员拟采用的工程地质断面图
三、病害原理分析
1、该滑坡病害系降雨造成,也即水作用明显。故病害防治应重点加强地表水与地下水的截、疏、排工程设置,提高坡体的自身稳定性。否则,在水的作用下,即使用采用较缓的边坡坡率,也仍可能发生溜滑、滑塌等边坡病害,甚至可能诱发滑坡整体复活。
2、该滑坡体积较大,故原设计采用1.5×2.0×25m@5m半坡锚索桩存在一定的安全隐患,建议核查原设计的滑坡下滑力,并在满足对应公路等级安全系数的前提下,核查抗滑桩的“结构”抗滑能力。
需要说明的是滑坡后部为高陡的自然坡体,常年存在基岩崩塌和堆积体滑塌问题,故下滑力核查应对滑体的自然加重进行必要的考虑。
3、确保半坡桩锚固段的锚固能力,在现基岩完整性较差的情况下,应依据岩土体性质扣除桩前10m左右范围内的滑面以下锚固力,即现锚索桩的锚固段实际约为8m,这作为长25m的锚索桩来说是偏短而不安全的。故建议依据“岩土体性质的锚固力”核查原设计抗滑桩的抗滑能力(桩前土体处于变形状态,不能考虑桩前抗力或土压力)。
四、笔者建议的优化方案
1、考虑到半坡桩与坡脚挡墙之间堆积体大面积变形,且土体富水、松散。在此坡面上设置锚杆框架效果有限,且考虑到堆积体厚度较薄,其不断的发展变形会牵引后部坡体,即影响抗滑桩的稳定。故建议挡墙后部以土岩界面为限刷掉堆积体。
2、桩前堆积体刷掉后,在现地面标高部位设置抗滑桩挂板,并在桩体土岩界面部位的两桩之间挂板后部设置高1.5m的砂砾石透水层,既能有效疏排桩后集中土界面处的地下水,又能防止桩后细颗粒带走而可能发生坡体变形。
3、建议依据抗滑桩安全度的核查基础上,在抗滑桩间新增挂板部位设置2孔直径为130mm以上的锚索(抗滑桩上不能设,否则钻孔会打穿桩体造成桩体受力破坏),有效补偿抗滑桩的锚固段偏短造成锚固力偏弱的不足。
4、在桩间挂板部位设置一排长约30m、倾角适度的仰斜排水孔(穿透土岩界面),有效疏排一定范围内滑体部位的地下水,提高滑体的自身稳定性。
在坡脚挡墙后部设置长约6.5m,穿过土岩界面的仰斜排水孔,疏排墙后积水。一则可以提高挡墙的稳定性,二则可以防止地下水沿墙底渗流进入路基造成路面破损。
5、对桩后塌空坡体进行回填,有效利用抗滑桩提高后部滑体的稳定性,但不但建议对上部滑体进行刷坡,并在桩后回填平台设置高约3.0m的透水性格宾挡墙,以拦截可能的溜滑体或落石。
6、滑坡后部为高陡的自然坡体,常年存在基岩崩塌和堆积体滑塌问题,故宜在滑体平缓部位设置必要的崩塌落石拦截措施,防止危岩滚落至路面。
7、原路基外侧弃置了大量弃渣,但弃渣紧邻河流,建议核查弃渣是否存在河流冲刷问题,防止弃渣变形牵引路基变形,必要时应弃渣前部设置必要的防护工程。
图3 笔者建议的工程地质断面图