张 晓 航

(中航勘察设计研究院有限公司，北京　100000)

0　引言

建筑边坡工程技术近几年发展迅速，但是由于地质条件的复杂性与不确定性，既有边坡往往会出现各种问题，最常见、危害最大的就是滑坡。

2014年7月16日，受强降雨影响，贵州省贵阳市某储油库卸油区边坡发生滑坡，边坡挡墙破坏严重，造成部分油罐车被掩埋，油库铁路运输中断(见图1)。

滑坡体后缘边坡上建设有两个1 500 m3消防水罐(如图2所示)，在暴雨发生后均产生了不均匀沉降。1号消防水罐沉降最大184 mm，2号消防水罐沉降最大260 mm，不能满足设计要求。

消防水罐关系着整个库区的安全运行，故急需对卸油区滑坡提出可行的治理方案进行治理，保证油库安全正常的运行。

既有边坡工程加固方法可分为削方减载法、堆载反压法、锚固加固法、抗滑桩加固法、加大截面加固法、注浆加固法和截排水法等[1]。考虑水罐满载，并且满足坡顶水罐位置避让的要求，结合地层地貌、边坡重要性等级等因素综合考虑，处理方案采用边坡支挡+局部注浆加固处理的方式。

1　工程概况

1.1　自然地理及地形地貌

场区地处贵阳盆地东侧，位于贵阳市花溪区小碧乡，地势总体南东高，北西低，地形起伏较大，油库区卸油铁轨处于陡斜坡体下坡脚处，滑坡段原始地形低，为冲沟经填筑抬高后修建的消防水罐，储油罐位置及生活办公区均为挖方整平后修建，附近海拔1 137.00～1 197.60，相对高差为60.60 m，场区地貌类型属侵蚀、剥蚀低中山地貌。

1.2　地层岩性

根据工程地质勘察资料，场区覆盖层为填筑土及粉质粘土、碎石土，下伏基岩为二叠系吴家坪组泥质粉砂岩夹泥岩、炭质泥岩、硅质岩等，岩性较复杂，各土层性质如下：

①填筑土：灰黄色、褐黄色，成分为泥质粉砂岩、硅质岩碎石与粘土混杂填筑，碎石粒径20 mm～100 mm，呈棱角状，含量30%～70%，其间充填粘土，稍湿，松散至稍密，填筑时间约2年～10年不等，分布于场地地势较低地段，钻探揭露厚0 m～8.6 m。

②碎石土：灰黄色，成分为泥质粉砂岩、硅质岩，碎石粒径20 mm～50 mm，呈棱角状，含量50%，其间充填粘土，稍密，稍湿，钻探揭露厚0 m～4.2 m。

③粉质粘土：黄色、褐色，含粉砂岩、角砾、硅质岩碎石，粒径为2 cm～8 cm，呈棱角状，含量30%～40%，顶部见50 cm厚腐殖土(含植物根及残块)，呈可塑状，局部含水量较高呈软塑状，钻探揭露厚0 m～8.4 m。

④强风化层：灰黄色、青灰色，薄至中厚层状，泥质粉砂岩，局部夹泥岩、炭质泥岩、硅质岩，岩石节理，风化裂隙发育，内充填粘土，岩体破碎，岩芯呈碎块状、砂状，厚2.0 m～11.8 m。

⑤中风化层：深灰色、灰色，薄至中厚层状，泥质粉砂岩，层间夹不等厚泥岩、炭质泥岩、硅质岩，节理发育，岩体较完整，岩芯呈碎块状、砂状，少量呈短柱状、柱状。

1.3　地质构造

据《贵阳幅区域地质调查报告》，场区属扬子淮地台—黔北台隆—遵义断拱—贵阳复杂构造变形区，贵阳向斜的东翼。场区地质构造发育，岩层呈单斜状产出，岩体节理裂隙发育，节理间距20 mm～200 mm之间，切穿岩层层面，延伸远，节理很发育。

1.4　水文地质条件

场区地下水主要为基岩裂隙水及第四系松散岩类孔隙水，地下水主要靠大气降水及地表径流沿基岩空隙及裂隙渗透补给。经地表调查，场区附近地段未见泉点出露，下伏强风化基岩节理裂隙发育，为场区主要含水层，地表水下渗后，多赋存于强风化基岩节理裂隙内。

2　边坡滑坡机理分析

2.1　滑坡特征

场区原始地貌为山间谷地，滑坡区地势低，原始地形处于冲沟底部。滑坡区进行填筑后修建6 m高挡墙支挡，上部设置消防水罐，下部为铁路及输油管线。滑坡体平面形态呈“圈椅型”，主滑方向58°。滑坡左右分别以未破坏挡墙为界，滑坡后缘距消防水罐约1.0 m，滑坡前缘以破坏挡墙为界。滑坡平面尺寸为54 m×30 m，滑体平均厚度5 m，滑坡面积为1 620 m2，滑坡体积为8 100 m3，属小型滑坡。滑坡体物质组成主要为填筑土及粉质粘土，其中填筑土为碎石土。

2.2　滑坡机理

造成此边坡滑坡的机理主要分为两个方面:一方面是由于该区域下部粉质粘土层厚度较大，约8.4 m厚，且分布范围较广，另一方面是由于暴雨影响，大量雨水渗入，使得下部粉质粘土层吸水饱和，呈可塑～软塑状，同时抗剪强度参数降低，造成边坡稳定性下降，挡墙地基软化使得挡墙抗滑力不断减小，下滑力不断增大，当下滑力大于抗滑力时，边坡发生失稳破坏，造成滑坡。

3　双排抗滑桩加固治理分析

为了满足水罐不搬迁、不在原址拆除重建、储水时荷载作用下边坡安全性满足规范要求，决定采用坡顶设置排桩支挡对水罐荷载进行隔离，从而减少水罐荷载对边坡的不利影响。

双排桩设计桩长15.0 m，桩径1.0 m，桩间距1.8 m，排间距2.5 m～3.0 m，支护桩采用混凝土灌注桩。

3.1　旋挖钻机试桩

根据相关施工经验，拟采用施工方便、快捷的旋挖钻机进行灌注桩的施工。施工单位于2017年5月组织旋挖钻机进场进行钻孔灌注桩的施工工作。旋挖钻机先进行了成桩试验工作，发现桩从4 m的位置开始缩孔，无法继续成孔。施工单位改用6 m长钢护筒(见图3)，到8 m的位置仍然缩孔。

同时由于缩孔，造成周围地表下陷10 cm左右(见图4)，施工单位立即停止施工，将钻孔回填完毕，防止因大量取土及缩孔造成罐体倾斜，威胁库区安全生产。

3.2　人工挖孔灌注桩施工

施工单位及时将此情况反映给设计单位，通过设计单位和相关专家的研究决定，采用人工挖孔进行灌注桩的成孔。同时为了保证施工的安全快速，护壁采用钢护筒对灌注桩整桩进行护壁，钢护筒永久留置在土中，既保证了施工人员的安全，同时也保证了成桩质量(如图5所示)。

3.2.1人工挖孔灌注桩优点

人工挖孔灌注桩的优点是施工设备简便，场地条件许可时可以多孔同时开挖，节约工期。并且人工挖孔属于非挤土工艺，能够适应复杂的地质场地。

3.2.2人工挖孔灌注桩缺点

人工挖孔灌注桩的缺点是需要人工在地面以下的狭窄空间里进行挖掘，危险性极高。护壁的安全性，钻孔内空气的质量，施工人员的身体状况等不确定因素，使得该工艺危险性明显大于其他施工工艺。故在施工前，必须制定专项的安全施工方案，重点在于保证护壁的安全，同时采用送风量大的设备进行井下通风，下井前利用有害气体浓度检测仪进行检测，保证安全后，方可下井施工。施工过程中要及时和井下人员沟通，出现不适症状，立即上井休息，不可疲劳作业。现场负责人及安全管理人员要重点进行危险源的识别与评价，切实保证施工的安全，没有安全，一切都无从谈起。

4　注浆加固治理

因水罐已经发生了较大程度的倾斜，为了减少后期的沉降，采用注浆加固的方式对水罐基础底及周围局部区域进行注浆加固。

4.1　注浆加固机理

注浆采用水泥浆液为固化剂，通过高压注浆设备将水泥浆液经注浆管压入土体内，浆液通过压力扩散、渗透充填填土孔隙，在压浆影响范围内使浆液与土体形成一种特殊的水泥—土网络结构，起到固化土体、改善土的物理力学性质及水稳定性。同时钻孔内插入的注浆钢管形成竖向加筋水泥土柱体，对土层形成加筋体，相互作用达到提高②层填土的承载力及地基土模量，减少并控制基础沉降的目的。

4.2　注浆加固设计

根据油罐区已有的加固经验，本区域注浆采用袖阀管注浆，设计孔径150 mm，设计孔深6.7 m～11.2 m，浆体材料采用水泥浆，水灰比0.6，水泥规格为P.O42.5。

地基承载力估算。

按复合地基计算公式：fspk=[1+m×(n-1)]×fsk。浆液扩散半径取R=0.3 m,注浆点间距1.2 m,三角形布置,则置换率m=0.226，n取2.5～5.0，经计算处理后的地基承载力满足120 kPa的设计要求。

按场地注浆量的水泥综合掺和率估算，当水泥平均掺和率达15%时，水泥土强度可以达到0.5 MPa～1 MPa。所以，经水泥高压注浆后有关地基土承载力可以满足120 kPa的要求。

同时为了最大限度提高水罐环墙基础下地基土的承载力，达到更好的治理效果，外排注浆管设计成斜管，即以与地面成10°角的倾斜进行施工。注浆剖面图如图6所示。

5　处理前后沉降对比分析

注浆加固处理30 d后，建设单位委托第三方进行了试水工作，沉降观测数据如表1所示，处理效果非常好，达到了设计要求，能够保证水罐安全使用。

表1　沉降观测数据　mm

注浆后浆液充填土体情况如图7所示。

6　结语

通过以上分析，本文得到如下结论：

1)在地质条件复杂、地下管线复杂、施工场地受限的情况下，人工挖孔桩比机械成孔适应性更强。

2)人工挖孔桩施工过程中要对护壁的安全性、孔内有毒有害气体进行跟踪监测，保证施工人员的施工安全。

3)注浆加固对于既有建筑物地基加固效果良好，施工简便，质量易控。

参考文献:

[1]JGJ 123—2012,既有建筑地基基础加固技术规范[S].

[2]唐松涛,申琪玉.人工挖孔桩桩底注浆技术与应用[J].科学技术与工程,2010,10(25):6338-6342.

[3]冯奖.人工挖孔灌注桩的应用与安全施工[J].四川建筑科学研究,2007,33(3):128-130.

[4]刘之葵,梁金城,黄英娣.人工挖孔灌注桩的孔壁稳定性[J].矿产与地质,2003,17(99):648-650.