支撑渗沟由于可以通过圬工基底破坏滑面和利用自身重量提供抗滑能力外,同时可以有效疏排坡体地下水或降低坡体含水率而提高坡体自身稳定性。因此,由于其具有独到的应用价值,故可以在一些地下水丰富或软弱地层类型的滑坡中代替抗滑桩等大型工程,有效提高工程的经济性指标。在支撑渗沟截面宽度多为2~3m,内部填充水稳性较好的硬岩、较硬岩大块石或片石,砼或浆砌片块石等形成的具有较好抗滑能力的基底位于滑面以下的稳定地层中不小于0.5m,且设置为台阶状。考虑到工程的施作方便性,支撑渗沟的深度不宜大于8m,多采用对撑的临时开挖措施,开挖到位后需尽快进行封底施作。
支撑渗沟能有效疏排地下水和降低土体含水率,可使其间的土体形成自然拱,此时自然拱以下的土体由于支撑渗沟的疏干作用而稳定,故支撑渗沟可以以一定的间距布设。布设间距主要依据滑体性质而多为6~15m,颗粒越小,间距越小,反之亦然。支撑渗沟的布设平行于滑坡主滑方向,并多采用成群布置在病害坡体前缘的形式,有时可与挡墙配合使用,起到疏排坡体地下水和支挡滑坡的作用。
其中支撑渗沟抗力:R=L×h×b×γ×f (1)
L为渗沟纵长m,h为渗沟平均高度m,b为渗沟截面宽度m,γ为渗沟填充料重度KN3/m,f为渗沟填料与基底的摩擦系数(与挡墙基底参数取值类似)
作用于支撑渗沟的下滑力为T=(b+d) (2)
b为渗沟截面宽度m,d为渗沟净间距m
故要求R=KTcosα-Tsinα×f (3)
α为滑面倾角,其余同上
某路堤通过地形呈相对负地形的凹槽部位,原设计填方边坡高约13m,下伏最大厚度约为6m的可塑~软塑状粉质粘土,其下土岩界面约为10~15°。在填筑至距路基顶面约4m的部位时,由于填方加载作用而形成工程滑坡。滑坡后缘位于路基中线附近,呈现弧状贯通性裂缝。坡脚前部出现多条挤压裂缝,剪出口位于坡脚以外45m的部位。形成了一个平均宽度100m,主轴长约63m,平均厚度约7m,滑面依附于土岩界面的体积约4.4万方的推移式滑坡。滑坡发生后技术人员进行应急卸载后,通过计算分析,核查得在路基填筑到位后的滑坡下滑力为294KN/m。在路堤一级平台设置了1.8×2.5×16m@5m的人工挖孔抗滑桩为主的工程进行处治,其中桩位处的滑坡下滑力为543KN/m,工程造价约0.16A万元,工期B月。
从地质条件分析,该滑坡的发生主因是人工加载于可塑~软塑状粉质粘土后造成的推移式工程滑坡。虽然永久处治工程在路堤一级平台设置1.8×2.5×20m@5m的人工挖孔抗滑桩为主的工程可以对滑坡进行有效处治,但存在如下不足:1、技术人员布置的抗滑桩位于于主滑段,没有有效利用前部的抗滑力或土压力,且滑体厚度较大,造成桩体长度较大。2、对滑坡的排水工程设置不足,没有贯彻“治坡先治水”而达到有效提高坡体自身稳定性,减小工程规模的目的。1、考虑到路堤前部的滑坡前部处于可塑~软塑状粉质粘土厚度约为3m左右,可以通过在抗滑段设置支撑渗沟进行有效处治。而支撑渗沟可通过开挖深度可达5~6m的挖掘机直接开挖施作,且在工序有效向衔接的基础上,可以实现支撑渗沟的快速施作。其中支撑渗沟长约28m,深2.5~4.7m,宽2.0m,间距10m一条,基底位于稳定基岩之中,采用C25砼浇注形成,内侧设置大块石进行回填。2、在路基内侧设置截水沟和截水盲沟,有效截排后部凹槽汇水,防止入渗造成路堤稳定性降低。
支撑渗沟在抗滑段的设置时,充分利用抗滑段的抗滑力,使所需抗力为294KN/m,明显较原方案桩位处的滑坡下滑力为543KN/m有着相对较优的效果,工程造价约0.06A万元,工期0.3B月。因此,无论是从工程设置的合理性、施工的方便性、工程造价等方面,均有着相对明显的优势。