APP下载

不稳定斜坡变形特征及防护措施

2020-12-09龚安州

世界有色金属 2020年10期
关键词:排水沟挡墙挡土墙

龚安州

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队,贵州 凯里 556000)

不稳定斜坡为在各种内在、外在因素的共同作用影响下,具备自然变形、失稳迹象或发生破坏的斜坡。在特大暴雨或持续性降雨等外在因素影响下,不稳定斜坡在很大程度上会进一步恶化,导致其潜在的危害程度可能达到重大级[1-3]。

因此,明确不稳定斜坡的变形破坏特征对边坡的评价及保护具有重要意义[4]。文章以某不稳定斜坡为例,分析得出其主要破坏模式为崩塌变形,在对崩塌变形的主要破坏特征进行分析后,结合主动防护和被动防护提出了该不稳定边坡的防护措施[5],用以指导不稳定斜坡的变形分析和防护措施研究。

1 不稳定斜坡概况

通过野外详细勘查及测绘、钻探等手段,查明了研究区地形地貌、水文条件、地层岩性、土层结构等情况。

该不稳定斜坡呈北西高,南东低,坡脚高程为907m,研究区最高点高程为934m,高差为27m,不稳定斜坡下方是学校。

通过详细勘查,当前条件下,不稳定斜坡因地形坡度较陡,地表物质主要为碎石土,结构较松散,孔隙较大,渗水能力较强该不稳定斜坡目前主要表现为局部垮塌、裂缝及坡面危石滚落。

2 不稳定斜坡分析

以原有校外小排水沟为界。排水沟南东为校园内,校园内的简易单砖挡土墙,高约2.5m,墙后为回填土堆积形成的陡坡,并未与墙有接触,因此墙后出现临空面。

排水沟北西为一斜坡,局部出现垮塌,垮塌呈近北西南东向展布,平面舌形,坡度在40°左右。垮塌方向110°,宽约5m~58m,均宽约45m,长约31m,厚约5m,垮塌体为碎石土。

在局部垮塌的正上方为学校蓄水池,在调查中发现蓄水池附近有水渗出,在地表1m远后,未见有水。在水池正下方约40m处的坡底部见有水流渗出。教师公寓楼北东角的地面出现两条地裂缝,最长的一条约6m,宽约2cm左右。

2.1 地层岩性

勘查区地层岩性由新到老分布有第四系(Q)、青白口系清水江组(Qbq),现分述如下。

2.1.1 第四系(Q)

碎石土层,碎石土呈褐黄色,碎石多以棱角形为主,碎石多为强风化变余砂岩,粒径多在50mm-70mm,大者可达120mm。

碎石含量在50%~70%,充填物为黄土。风化程度较强,锤击易碎,密实度为中密。夹少量黄色粘土,大部分为水田与旱地。

2.1.2 青白口系清水江组(Qbq)

在工作区内,岩石新鲜露头少见,多碎石土掩盖。偶见露头风化色为浅灰、灰白,新鲜色为灰绿及深灰色变余砂岩。岩层产状稳定,走向近南北向,倾向东,倾角15°~45°,一般40°左右,属单斜岩层。

2.2 主要威胁对象

目前整个不稳定斜坡区域都属小规模滑塌点,各滑塌点变形发生后仍处于蠕滑变形阶段,局部地段形成变形裂缝。任其长时间发展破坏,可能造成大规模的滑动。

一旦滑坡整体向下滑移,必然损毁下部民房及学校,严重威胁师生和周边居民的生命财产安全。该不稳定斜坡如果形成大规模的滑坡,危害较大,因此应尽快对该滑坡实施有效治理工程。

根据《贵州省地质灾害调查技术要求(试行)》表7和《突发地质灾害应急防治导则(试行)》T/CAGHP022-2018表A.1,该地质灾害危害对象等级为一级,灾害险情等级为大型。

3 防治工程等级

该灾害威胁工况交通设施重要性一般,危害对象等级为大型,潜在经济损失6000万元,并将造成严重的社会不良影响。

根据《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T32864-2016)表3、表4中相关规定,该灾害防治工程等级为一级。

4 评价结果

根据建立的计算模型、方法和确定的指标选取各典型剖面采用圆弧滑动方法进行稳定性分析计算,不稳定斜坡在自然工况下处于基本稳定状态;在暴雨等不利工况条件下整体处于欠稳定状态,考虑一定时间效应,碎石土长期在雨水等不利影响因素下,进一步破坏岩土体的结构、降低岩土体的力学性质。

因此该不稳定斜坡整体在不利工况下是处于欠稳定状态。有进一步发生破坏,演变为大面积滑坡的可能。

5 防治工程设计

根据对研究区的调查及地质特征,在不稳定斜坡区上部采取截水沟,下部排水沟+挡土墙的措施。根据勘查、实验、计算、验算及相关规范,挡墙修建为直立式。墙高4.5m,基础埋深不应低于1m,因为挡墙要预留一定高度临空面,防止上部有零星碎石及局部垮塌,墙上部预留不低于1.5米的临空面,以挡住向下滚落的零星岩块。

6 施工要点

(1)挡墙施工

①挡墙在施工前应预先设置好防排水措施;②挡墙采用毛石混凝土浇筑,毛石掺入量控制在挡墙总体积的15%~25%。混凝土等级不低于C30,毛石选用坚实、未风化、无裂缝、洁净的石料,毛石粒径不大于200mm,其强度等级不低于MU30;③挡墙以碎石土为持力层,基础埋置深度进入稳定土层不小于1m。挡墙基坑开挖后,必须确定其承载能力达到设计要求后方能进行挡墙浇筑。挡墙高度为动态设计,以实际开挖情况为准;④挡墙浇筑前,在基础基坑内先做一层厚度不小于100mm混凝土垫层后,再均匀排列铺放毛石,毛石间距不小于100mm,且离模板或槽壁距离不小于150mm,毛石插入混凝土约一半后,再灌混凝土,填满所有空隙,以确保毛石在挡墙结构体空间中布置均匀,浆体充分包裹。最后以此逐层铺砌毛石和浇筑混凝土,直至挡墙浇筑完成;⑤墙身每10m设置一道伸缩缝,在挡墙高度突变处及与其他建(构)筑物连接处设置伸缩缝,在地基土性状变化处加设沉降缝,沉降缝、伸缩缝的缝宽30mm,缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻丝或涂沥青木板,填塞深度不小于200mm;⑥挡墙墙身设置直径100mm的泄水孔,孔间距2.0m×2.0m,外斜坡度为5%,呈梅花型布置,最低一排距地面为0.3m,泄水孔应保持直通无阻,保证其有效排水。泄水孔孔后设置反滤包(或反滤层);⑦墙后优先选择抗剪强度高和透水性较强的填料进行分层夯实回填,其回填需在砌体或混凝土强度达到设计强度的75%以上后进行;墙后填土地表必须做好防渗处理,防止渗水对挡墙造成破坏。

(2)墙后土方回填施工

①土方回填需满足《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)相关要求;②回填碾压时,应采用薄填、低速、多遍、对称、均衡的施工方法进行;③填方地段挡土墙,且墙背地形横坡大于1:5时,应将墙背后三倍墙高范围内的植被铲除干净,并将斜坡地面开挖成台阶型,防止填土沿坡面滑动;④回填前需找好回填土料源,优先选择抗剪强度高和透水性较强的填料,不得使用淤泥质土、耕植土、膨胀性黏土和有机含量大于5%的土进行回填,土料含水量应控制并满足压实要求;⑤墙后回填土必须分层夯实,分层厚度250mm~300mm,下层土回填压实后,必须按照要求进行密实试验,待压实系数满足要求后,方可摊铺上一层土;回填土的压实系数λc不小于0.94,回填完成后,整体上回填土内摩擦角φ不低于32°;⑥回填土应采用3:7的土石比例进行回填,铺填时大块料不应集中,且不得回填在分段接头处;⑦开挖回填不得在雨期实施,控制好施工用水,做好施工排水。在降雨前应及时压实作业面表层松土,并将作业面作成拱面或坡面以利排水,雨后应晾晒或对填土面的淤泥清除,合格后方可继续填筑;⑧土方回填过程中,根据试验确定的土料最佳含水量、摊铺厚度、碾压及夯实遍数,对填筑过程进行严格控制;⑨性质不同的填料,应采取水平分层、分段填筑,并分层压实;同一水平层,应采用同一填料,不得混合填筑;填方分段施工时,接头部位如不能交替填筑,应按1:1坡度分层留台阶;如能交替填筑,应分层相互交替搭接,搭接长度不小于2m;压实填土的施工缝,各层应错开搭接,在施工缝的搭接处,应适当增加压实遍数;⑩在施工前应结合场区的水文地质条件,修筑明沟排水、沿场地周围开挖排水沟、合理设置场地填方坡度的方法进行排水,要求坑内不积水、沟内排水畅通。回填施工完成后,填土地表设置排水良好的地表排水系统。

(3)伸缩缝

①截排水沟按每15m~20m间距设置一道纵向伸缩缝,伸缩缝宽度为20mm,缝内沿结构的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或涂沥青木板,塞入深度不小于200mm;②挡墙墙身每10m设置一道伸缩缝,在挡墙高度突变处及与其他建(构)筑物连接处设置伸缩缝,在地基岩土性状变化处加设沉降缝,沉降缝、伸缩缝的缝宽30mm,缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或涂沥青木板,填塞深度不小于200m;

(4)防排水施工

①为确保场区排水系统畅通,根据具体情况在场内设置截排水沟,沟采用C25砼浇筑,沟内混凝土拉毛,沟底纵坡坡度不小于1.0%,并与场地排水系统有效衔接;支挡结构前缘处排水沟位置,离其支挡结构基础距离不小于0.5m;水沟可根据实际需要调整为排水暗沟,场内设置沉砂池,池内需定期清理;②挡土墙墙身按2.0×2.0m相互错开梅花形设置泄水孔,孔径为100mm,外斜坡度为5%,最低一排泄水孔高出最低地面300mm,且泄水管长应根据实际情况伸出板体,泄水孔应保持直通无阻,保证其有效排水;③对于填方边坡与放坡后重新回填的,支挡结构背侧采用反滤层泄水;对于挖方段边坡,支挡结构背侧采用反滤包泄水。

7 结论

在现场勘查的基础上,获取了不稳定斜坡区域的地层岩性特征。

在此基础上对该不稳定斜坡的危害程度进行评价,从主要威胁对象和地质灾害体破坏后造成损失两个方面进行分析,将该滑坡防治工程级别为Ⅰ级,该地质灾害危害对象等级为一级,灾害险情等级为大型。

不稳定斜坡治理以“挡土墙”为主的思路,并阐述了挡土墙施工要点。

猜你喜欢

排水沟挡墙挡土墙
浅谈重力式挡墙的稳定性及其影响因素
仰斜式挡墙单侧钢模板安装工艺探究
浅析下穿通道挡墙模板设计与施工技术
预应力钢筋混凝土板加固高速病害挡墙的应用研究
市政道路工程常用挡土墙类型探析
寒区隧道排水沟出口防冻设计研究
浅议桩基托梁挡土墙结构的设计与应用
加筋挡土墙在地震作用下的数值分析
住宅工程地下室挡土墙设计探究
皇家库府遇盗