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浅谈滑坡治理工程的监控

发布时间:2021-03-12 09:45 人气:

  摘要:通过对滑坡治理工程的监理,浅谈滑坡治理原则,初步探讨了滑坡治理施工过程中需重点控制的施工工序、施工环节。

  1、引言

  所谓滑坡是指在一定自然条件下的斜坡上的土体或岩体在外界因素的影响和自重的作用下,沿着一定的软弱面或带,发生以水平位移为主的变形现象。作者在某高速公路施工监理时,地质原因、修路切坡及降雨产生大量滑坡。在处理滑坡时,根据不同的地形、地质条件和滑坡产生的原因,因地制宜地采取了排水、清方减载、锚杆、预应力锚索和抗滑桩、抗滑挡墙等防治措施,以求做到安全可靠、经济合理、讲求实效,确保路基安全。

  2、滑坡治理原则

  滑坡治理工程要树立防治结合,预防为主的原则,治理滑坡要树立治早、治本的指导思想。

  2.1预防为主、治理为辅滑坡的预防包括两个方面:一是避开滑坡;二是采取预防措施。

  避开滑坡主要是指工程设计阶段,不论遇到古滑坡还是新滑坡,都要及时做好、做齐、做细地质勘探资料,使资料具有指导性、预见性,分析工程建设将对滑坡稳定可能造成的影响,为使工程建设不破坏和影响滑坡的稳定性,尽量避开滑坡,以免滑坡对在建的工程设施造成危害。

  工程建设避不开的滑坡,应提前采取适当的预防措施,如适当增加排水工程,有利于排出地表水及地下水;适当增加支挡工程,比如路堑开挖中,先在坡脚施设抗滑桩或挡土墙等预加固工程,再开挖土体,均可有效防止工程滑坡的发生。

  另外,在治理滑坡的施工过程中,要采取正确适当的施工顺序,如清方减载要由上而下,开挖基坑要跳槽施工,开挖一段支挡一段,以避免对抗滑力的削弱,致使滑坡扩大和恶化。

  2.2 滑坡治理宜治早、治本工程滑坡按变形过程可分为:蠕动挤压阶段―山体或边坡出现裂缝,但未有明显错台;滑动阶段及剧滑阶段―裂缝开张,出现错台,若再遇有地下水或降水的影响,将会使滑坡体的位移更加加剧明显;压密固结阶段―滑坡体的消亡期,此阶段滑坡体滑动后,滑体处于新的相对稳定状态。治理滑坡最好将滑坡阻止在蠕动挤压阶段,此时治理滑坡,或于滑坡后缘适当清方减载,或于滑坡前缘加载反压或支挡,以迅速调整滑坡体的应力分布,改善其稳定性,达到事半功倍的效果,以减少危害和节省投资。若错过此治理时机,滑坡范围一旦扩大,不仅可能破坏已有工程设施,也将加大工程投资及施工难度。

  治理滑坡要本着“一次根治,不留后患”的指导思想,仔细分析滑坡产生的根本原因、发展过程、预测发展趋势,以防止滑坡进一步发展或以最不利情况为整治对象,采取相应的具体治理措施,既保证施工安全又保证永久安全。

  3、治理滑坡的工程措施

  治理滑坡的工程措施主要包括:地表排水、地下排水、清方减载、反压、支挡工程(包括抗滑挡墙、抗滑桩、锚索、锚杆、抗滑键、抗滑明洞、微型桩等)、滑带土改良(灌浆、旋喷桩、砂桩)、夯填裂缝、整平地表、环保与绿化等,这里主要讨论以下治理措施及控制要点:

  3.1清方减载清方减载是一种常用的工程滑坡治理措施,实施容易,可用于应急工程,也可用于永久工程,特别适用于滑坡形成期,效果明显,既可有效的削弱滑坡体的下滑力,又能减小支撑工程,并可有效保证施工安全。

  3.2排水俗话说“无水不滑”,可见滑坡与地下水和地表水存在着紧密联系。因此,治理滑坡首先着眼于对水的处理,特别是作用于滑动面的水。

  排水包括地表排水和地下排水两个方面,地表排水通常包括在滑坡体外修建截水沟,及在滑坡体内修建树枝状排水沟,以拦截流向滑坡的地表水及排引滑坡体范围内的地表积水,以避免地表水下渗,增大滑体重量,软化滑动带,降低其强度,减小滑坡自身的阻滑力。地表排水作为一种直接而有效的措施被普遍采用。排除地下水,最好是在查清地下水的补给和排泄的条件下,在滑体之外进行截流。排除地下水的措施常用的是排除边坡浅层滞水的支撑渗沟,一般适用于土质路堑坍滑、路堤坍滑的整治。某高速公路K253 000~K253 190滑坡治理工程,采用疏干孔排出地下水;急流槽、截水沟排引地表水。排水工程在施工过程中要勤于监督管理,保证排水的畅通及防渗。

  3.3锚杆近年来锚杆支护技术已愈来愈多地应用于边坡加固及滑坡治理工程中。某高速K253 000-K253 190滑坡治理工程,边坡高80m,施工环境恶劣,具有高、难、险的施工特点,选用了自重轻,便于高空作业的钻孔机械,经调研选用宣化产KQJ-100B潜孔钻,供风设备为广东复盛SP-417XC移动式螺杆空压机,并配备了SB10型液压砂浆泵及搅浆机等注浆设备。

  3.3.1造孔锚杆孔必须垂直坡面,孔深设计均为9.5m,锚杆长加0.5m,孔径为130mm,钻孔达到设计深度后,必须注意将残积在孔内的沉渣排出干净,保证清孔质量,以保证锚杆水泥浆体与孔壁的良好粘接。

  3.3.2锚杆加工及安装锚杆由2Ф32螺纹钢筋并列焊接而成,每隔2m必须设对中支架,使其在锚孔中居中。注浆管必须与锚杆同长,锚杆长设计9m,安装由人力送入孔中。K253 000-K253 190段边坡共设锚杆324棵,计长2916m.锚杆安装必须有监理旁站,既可保证锚杆加工质量、锚杆长度,同时又可再次检验锚孔深度及清孔质量。

  3.3.3锚杆注浆设计浆体强度≥25Mpa,所用水泥为425#普通硅酸盐水泥,水灰比为0.4,注浆过程中一定要保证注浆压力(达到1-1.5Mpa)及注浆的饱满度(由孔底向外返浆),为保证注浆质量,监理全过程旁站。

  3.3.4孔口压梁施工孔口压梁施工采用钢筋混凝土框格梁或锚杆肋梁,并将锚杆头进行封锚,以避免锚杆受到腐蚀。

  3.4预应力锚索预应力锚索应用于工程滑坡治理,具有施工快捷、效果明显等优点。K253 000-K253 190段共设锚索249棵,计5103m.

  3.4.1施工工艺流程

  3.4.2设备、材料选择主要设备有:15.4m3/min、气压0.9Mpa移动式螺杆空压机;MG-50A型钻机及KQJ-100B潜孔钻;JZ350型砂浆搅拌机;SB10型液压砂浆泵;ZB4-500型电动油泵;YCD150型液压千斤顶等。

  钢绞线选用低松弛预应力钢绞线,极限抗拉强度1860Mpa,锚具采用OVM锚具及夹片。水泥选用525#普通硅酸盐水泥(经试验:w/c为0.52时,R28大于25Mpa满足设计要求)。

  3.4.3造孔及清孔造孔前,首先用地质罗盘仪定向,以保证预应力锚索与水平夹角满足设计25o的要求,锚孔直径为130mm,孔深均为锚索设计长度加1m.钻进过程中遇有松散、破碎易坍孔的岩层,采用了压浆处理措施(w/c=0.35,早强剂2.5%),清孔时,用高压风反复吹,做到孔底没有淤水及锚孔干净,确保锚固效果。

  3.4.4锚索加工与锚索安装锚索加工在工作平台上进行,单棵锚索由6索ASTMA416-87a钢绞线组成,钢绞线的截取长度=锚固段长度 自由段长度 张拉端长度,采用砂轮锯切割。

  钢绞线要除锈、防腐,尤其自由段的防腐防锈应格外注意,有三个措施:

  ①钢绞线上均匀涂刷防腐材料;

  ②安装好塑料套管,破口、开裂处要进行处理;

  ③水泥浆灌注饱满均匀,以便形成不锈蚀的环境。

  导向锥有两大作用:

  ①保证锚索顺利下孔安装;②避免注浆管堵塞。因此,注浆管一定要伸入导向锥内。

  扩张环要按设计间距均匀安装,可用变形模量较小的尼龙或工程塑料制作,使既有利于钢绞线成棱形构造,又使钢绞线拉张时对浆体产生压应力。

  锚固段的防护网要认真裹护,对锚索既可起到防护作用,又可增加锚索与水泥浆间的粘结力。

  自由段与锚固段的止浆要做好,否则,自由段的塑料套管中会在注浆时出水。

  锚索安装可由人工徐徐将锚索送入孔内。

  对于锚索的加工制作勤于检查,保证加工质量,同时在安装时进行监理旁站,利用锚索长度,再次检验锚孔的质量与孔深。

  3.4.5注浆注浆工作应与成孔、装锚连续进行,这样可避免锚孔壁及孔内沉积物,影响注浆质量,注浆过程中严格控制好水灰比及注浆压力,注浆压力可达1-1.5Mpa,要保证有压注浆,及孔底向孔口返浆,保证注浆饱满。

  3.4.6张拉与锁定当灌注的水泥浆体及张拉台达到设计强度后,对锚索进行张拉,某高速公路K253 000-K253 190段滑坡治理中,设计单棵锚索承载力900KN,要求两次三级张拉,每级张拉的持荷时间均不小于15min,设计锁定预应力大于800KN,但不得超过900KN,施工中锁定预应力为880KN.

  3.4.7封锚锚索由框格梁或地梁联系起来,锚索张拉锁定后,在距工作夹片50mm处,切除多余的钢绞线,用C25混凝土封住锚头。

  3.5抗滑桩抗滑桩是在滑坡前缘或中部滑体较薄、推力较小处设一排或多排钢筋混凝土桩来稳定滑坡。由于其抗滑力大、对滑坡稳定扰动小,施工方便,目前在治理滑坡中被广泛应用,从应用形式来看可分为:

  ①埋式抗滑桩;

  ②悬臂式抗滑桩;

  ③锚索抗滑桩。这里主要讨论一下锚索抗滑桩。

  锚索抗滑桩由于在抗滑桩桩顶或上部配备了锚索,施加了横向拉力,改善了抗滑桩的受力状况,其截面较抗滑桩一般可以减小30%-50%,某高速公路K253 000~K253 190和K253 400~K253 580路段,滑坡治理工程中共设置锚索抗滑桩52棵,取得明显的经济效果。

  在锚索抗滑桩施工过程中需着重注意以下几点:

  (1)对滑坡体进行监控观测;

  (2)开挖过程中对地质变化的观察,对设计滑动面与实际滑动面的比较观测;

  (3)对地下渗水妥善处理;

  (4)桩的断面尺寸及垂直度;

  (5)施工安全;

  (6)锚索的要求已在预应力锚索中提到,在此不再赘述。

  4、结语

  4.1工程滑坡的产生地质条件是内因,边坡高度是主要外因,选线应尽量避免高填、深挖,避免不了的针对区域气候特点、地质条件,要调查分析岩(土)体的极限稳定坡高,确定合理的稳定边坡高度。

  4.2工程滑坡要以预防为主,治理为辅,合理增加预加固工程。

  4.3工程滑坡要治早、治本,一次根治,不留后患,清方减载是治理滑坡的有效措施;地面排水与地下排水是改善滑坡地质环境及治理滑坡必不可少的一项措施;抗滑桩和预应力锚索是治理滑坡的强制性措施,快捷、稳妥、可靠,且施工简便;抗滑桩与其它挡土结构结合的复合支挡结构将滑坡治理与边坡加固工程结合起来,效果较好。

  参考文献

  1、李聚金 岩土预应力锚固法 1994.9

  2、王恭光 滑坡灾害及其防冶技术 1998.10

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