贵州崇遵高速公路高工天滑坡综合治理与施工
[12-01 19:55:48] 来源：http://www.jianzhu518.com 建筑施工 阅读：9218次
1 工程概述
崇遵高速公路第五合同段K25+190~K25+320段路基,位于高工天古滑坡体边缘,边坡高度为40 m~50 m不等。原设计边坡坡度1∶0. 5,每8 m一级,每级边坡之间设2 m宽碎落台。边坡防护形式采用预应力锚索与地基梁结合防护,坡面采用普通砂浆锚杆挂网喷射混凝土防护。地基梁长度分为13 m和18 m两种,纵向间距2. 7 m,采用C30钢筋混凝土。每根地基梁采用3根或4根锚索索固,根据地质情况,锚索长度18 m~27 m不等,锚固段长度9 m,锚孔倾角15°。设计要求边坡施工一级一级开挖,开挖完成一级防护一级。（参考《www.jianzhu518.com》）
施工单位于2003年10月份开始施工,于2004年4月底完成大部分锚索和地基梁及喷射混凝土工程。2004年5月份,两次大暴雨后,坡面喷射混凝土出现裂缝,坡顶出现开裂,裂缝与路线交角约50°。随后一两天内裂缝开裂加快,出现与路线斜交50°下滑,部分地基梁拉断,锚索全部失效,古滑坡体激活,形成新滑坡体。经初步勘察,已经滑塌部分呈撮箕形,体积在10万m3左右,滑坡裂缝后缘呈陡壁状,且为碎块石堆积层。若已滑动部分继续向路线方向滑动,失去对整个坡体的反压作用,可能使后缘坡体发生更大滑动。
2 滑坡体产生原因分析
设计单位对古滑坡体重新进行地质钻探,经地面地质调绘及钻探资料分析,K25+190~K25+320左侧为一古滑坡体,滑坡体规模大。滑坡舌为现已开挖的路基部分,滑坡鼓丘位于现防护坡面,滑坡台阶为坡口以上的平台,滑坡后缘已被崩塌岩堆覆盖,属顺向坡。该古滑坡体在路基开挖前较稳定。经调查,约80年前,由于山洪等原因出现过一次滑动,但滑动规模较小。
新滑坡体形成机理分析:
1)该古滑坡体在长时间的蠕滑后,已形成相对稳定状态,然而路基开挖后,形成新的临空面,破坏了坡体的平衡。虽然设计采用锚索及地基梁,边坡喷锚等防护措施,但滑坡体下滑方向并不与路线方向垂直,锚索不能充分发挥锚固作用。
2)该滑坡体表面覆盖层较厚,主要分为两层,上层为块、碎石砂砾及粘土堆积物。下层为砂岩、砂质泥岩块石组成。由于坡面堆积物较松散,锚索按照设计张拉后,经过一段时间,受张拉力作用,地基梁下陷,致使锚索出现部分拉力失效,从而不能抵抗滑坡体下滑力。
3)滑坡体上方为水稻田,加之5月份两次连续强降雨,地表水排泄不畅,雨水沿松散的碎块石下渗,使古滑坡体形成新的软弱滑动面,诱导或触发滑坡的形成。
3 滑坡治理设计
3.1 地质勘察
地质勘察共施钻15个,经过对芯样分析,滑坡体为残坡积层、古滑坡堆积层及下伏基岩组成,其中残坡积层主要由块石、碎石砂砾及粘土组成,直径20 mm~1 500 mm不等,中间粘土含量10%~90%,厚度0. 8 m~4. 0 m,较为松散;古滑坡、崩塌堆积层由砂岩、砂质泥岩块石组成,层间夹少量粘土,块石直径200 mm~4 000 mm,含量约55%~90%,层厚为2.0 m~29.0 m。该层底部为紫色砂砾粘土、含砂质泥岩及砂岩风化残块,厚度0. 5 m~3. 0 m,为主滑动面。
3.2 滑坡治理设计要点
此滑坡体体积较大,如采用单一治理方案无法根治。根据地质勘察结果,结合实际情况,治理采用抗滑桩支挡防护、井字梁锚索防护、花管注浆防护及防排水、坡面植草等防护措施相结合的方案。
3.2.1 防排水
该滑坡体滑动产生原因最主要为裂隙水,特别是坡顶上水田,常年对滑坡体产生影响,为此,解决渗水问题为首要问题。排水采用防排结合,主要有:
1)由业主协调,对坡顶上面水田进行改造。改为旱田,以减少水对坡面的影响。
2)在坡顶处设计水沟,与原截水沟相连,防止坡角上水流冲刷及灌入滑坡体。
3)在滑坡体裂缝以后设置纵向渗沟,将坡体内地下水排入截水沟内,防止后缘坡体发生更大范围的坍塌。
3.2.2 花管喷锚
为防止地表水沿滑坡体上缘渗入,造成新的滑动,滑坡体上缘部分坡面采用花管(土钉)注浆防护,外面挂网喷射混凝土。花管采用外径33. 5 mm普通钢管,长10 m,间距1. 2 m,呈正方形布置。花管注浆压力不小于0. 8 MPa,注浆采用525纯水泥浆。花管(土钉)大样图见图1。
3.2.3 抗滑桩、挡墙支挡防护
根据地质勘察结果及滑坡体的大小进行推力计算后,确定采用两排抗滑桩防护。第一排设置于距路基边缘16. 7 m处,与左侧路线方向呈47°角,垂直于主滑动面,共设置9根,抗滑桩截面尺寸为2 m×3 m,桩间距为4 m,由地勘确定桩长20 m。第二排设置于路基边缘,分为A型和B型桩。A型桩4根,垂直于主滑动面方向设置,抗滑桩截面尺寸为2 m×3 m,桩间距为4 m; B型桩平行于路线方向设置,共13根,抗滑桩截面尺寸为2 m×3 m,桩间距为4 m。根据地形在K25+190~K25+211. 5位置设置抗滑挡墙,挡墙墙高6. 0 m。
3.2.4 预应力锚索及井字梁
顺主滑动面及路基面方向,设置两排井字梁锚索,以稳定边坡。井字梁9. 8 m×9. 8 m,梁体宽度为80 mm。十字交叉处采用锚索拉紧。每孔锚索采用7根15. 24 mm钢绞线构成,锚固段长度为9 m。钻孔孔径135 mm。锚索孔内自孔底一次性压满水泥砂浆,浆体强度不小于25 MPa,注浆压力不小于0. 15 MPa,锚索自由段采用防护油及塑料管隔离。锚索最终设计施加张拉力为1 500 kN,张拉为两次四级张拉,每级间隔时间30 min,每级拉力为375 kN。
3.2.5 坡面防护
在该段滑坡路线的切割坡面上采用挂网喷射混凝土防护,在侧向坡面上采用喷播草籽进行绿化防护。
4 滑坡治理施工要点及存在问题解决方案
高工天滑坡治理施工要点主要有: 1)花管(土钉)注浆施工。2)井字梁锚索施工。3)抗滑桩施工。在施工过程中存在如下问题: 1)花管及锚索施工中成孔困难,存在塌孔问题。2)花管及锚索注浆过程中由于裂隙发育,浆液无法注满。3)井字梁施工完毕张拉前,存在蠕动及张拉时下陷问题。针对以上存在的问题,制订了相应的解决方案。
4.1 成孔问题
由于滑坡体表层较为松散,在成孔过程中多次出现塌孔现象,特别是最初3 m~4 m左右极易塌孔,为保证成孔质量及施工速度,针对花管及锚索各自成孔要求,分别采取如下措施。
4.1.1 花管成孔
施工初期采用普通钻杆,钻进速度慢,且易塌孔。后采用螺旋钻杆,十字钻头,加快了施工速度,缩短了成孔时间。但部分孔眼仍然出现塌孔。对于此类塌孔孔眼,直接将花管套在钻机上钻进,然后边注浆边退出,待24 h后重新采用钻杆钻进,从而避免出现塌孔。
4.1.2 锚索成孔
由于锚索要求孔径较大,设计为135 mm,更易塌孔。为保证施工进度,最终决定采用以套管护壁成孔代替裸眼成孔。根据地勘资料及现场施工机具,采用3 m长140 mm套管。钻机采用MD-50型锚杆钻机及相应的跟管钻具,利用气动潜孔锤的冲击功对钻头做高频冲击的同时,经连接在钻头上方的专用接头,对套管靴产生高频锤击,使套管随钻头同步下入。当套管进入设计深度后,反向转动钻头,钻头便随钻杆一起从套管中提出钻孔。
4.2 注浆渗漏问题
由于该滑坡体大部分为块、碎石及粘土组成,裂隙发育。如果采用设计要求一次完成注浆,注浆数量很大,且无法注满。最终采用二次注浆完成。
首先在锚索制作时预埋两根注浆管,一根为活动管,可以拔出;另一根为固定管,其中锚固段每隔1 m开两个注浆孔。注浆时先使用活动注浆管,采用常压注浆,注浆压力控制在0. 2 MPa,边注浆边拔出活动管,拔出速度控制在注浆液扩散半径达到0. 5 m左右,浆液加入1%速凝剂。一次注浆完成后待24 h,开始二次注浆,注浆按照设计要求的压力完成。
4.3 井字梁蠕动及下陷问题
由于坡面较为松散,井字梁自重较大,在施工完成第一个井字梁后,发现其产生微小位移,为吸取前期施工的锚索由于地基梁下陷而拉力失效的教训,决定在井字梁周围采用花管注浆固结。根据井字梁大小,每个井字梁采用16根4 m长33. 5花管注浆,具体布置见图2,同时在锚索张拉时采用超张拉,以减小锚索失效率。