微型桩挡墙在滑坡治理中的应用
微型桩挡墙是利用微型桩与挡墙相互组合形成的一种轻型支挡结构,笔者在十年前左右在公路滑坡治理中首次应用以来,取得了良好的应用效果。它由主要起抗滑、抗倾覆、抗剪和提供承载力的微型桩,以及起连接微型桩使其成为整体受力的、截面积较小的混凝土挡墙组成,是一种新型的轻型支挡结构,即常称为轻型微型桩挡墙。有需要时可在挡墙上预留锚索孔,从而形成轻型锚索式微型桩挡墙,从而更大幅度的提高支挡结构的加固力度。微型桩挡墙可利用微型桩对病害坡体进行预加固,然后分段开挖后浇注混凝土连接挡墙。由于其具有预加固的效果,挡墙的墙基可保持与地面平齐而不必下挖或预留过大的襟边,故对病害坡体扰动较小。且工程施作速度快,工程造价低,特别是适用于工程应急与有效减小工程对运营公路的干扰。有条件时可采用预制块进行挡墙装配,可进一步加快工程施工进度。某坡体主要由强风化泥质粉砂岩和中风化泥岩构成,岩体产状与坡向近正交,倾角28°。自然斜坡约15~25°,坡后为宽大平台。工程施工时采用了约1:1.5的坡率进行开挖,由于工程建设需要,施工在公路路基外侧开挖了宽大平台作为预制场地使用。工程开挖时下部预制场坪出现了一定的超挖而占用了公路范围,极易风化的泥质粉砂岩强度大幅降低,加之开挖坡度偏陡卸荷严重和坡体地下水的作用下,坡体发生了先后两次发生了体积分别为7.5万方和2万方的滑坡。其中变形后采用约1:1.2的坡率重新刷方后,在边坡开挖至距路基面约5m的位置时发生了第二次滑坡。坡体后缘下错约4m左右,平台部位出现局部鼓胀,预制场超挖边坡和上部路堑边坡出现卸荷开裂。
图1 第二次滑坡正面图
图2 出露滑面
图3 路边坡张拉裂缝与开挖平台鼓胀裂缝
图4 超挖边坡上部平台的纵向裂缝
图5 滑坡侧界羽状裂缝
图6 滑坡后壁
图7 极易风化的泥质粉砂岩
图8 坡脚地下渗水
图9 滑坡工程地质断面图
从工程地质条件来看,由于滑面倾角为28°,一旦边坡的坡率陡于滑面,即使放缓坡率仍不能控制坡体的变形,这就是滑坡与边坡的区别所在。而采用顺层面清方,则造成过大的征地面积和缓坡汇水面积过大不利于泥质粉砂岩的防护。尤其是随着边坡的下挖在路基坡脚存在更深层的潜在滑面可能,这更不利于顺层清方方案的使用。基于此,处治方案如下:1、考虑到雨季即将来临,在预制场坪部位设置顶宽、高度为5m左右的反压平台,有效控制坡体变形。且在反压前在其底部设置厚约0.5m的碎石垫层防止地下水蓄积。2、在公路路基上部的开挖平台部位设置长20m、Φ146的,纵、横向间距1.5m、梅花型布置的两排微型桩。其中微型桩位于公路路基标高以下的长度为8.5m,有效确保微型桩的锚固能力。微型桩出露地面4m,在其上浇注6m高的轻型挡墙后,墙后采用1:3的坡率对病害路堑边坡进行反压,从而确保了依附于浅层滑面与深层潜在滑面的坡体稳定与高边坡稳定。3、在路基坡脚设置高约3m矮脚墙对一级边坡进行防护,也间接保护了后部微型桩挡墙的安全。4、在微型桩挡墙浇注时预留PVC孔,从而在挡墙工程完工后利用其设置长度为20m的仰斜排水孔,有效截排坡后来水,提高坡体稳定性。其中挡墙上采用预留孔的作用是防止仰斜排水钻进时与钢管桩发生冲突。5、工程后期对应急反压体在确保超挖路基恢复的基础上进行适当卸载,并可适当加宽,从而有利于坡体的整体稳定与公路路基的安全。
图10 拟采用的工程地质断面图
该微型桩挡墙为主的处治方案施工速度快,工程造价低,可有效对滑坡、潜在滑坡和高边坡病害进行处治,是一个相对较优的方案。