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微型抗滑桩在滑坡治理工程中的应用

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16 西部探矿工程 2017年第1期 微型抗滑桩在滑坡治理工程中的应用 延 延 (中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西西安710077) 摘要:依据工程实例,在分析了复活老滑坡主要变形特征和其他影响因素的基础上,结合滑坡设计 安全系数值,选取以微型抗滑桩为主要工程措施的加固方案,不但解决了在狭小空间内滑坡治理工 程占用资源多、工期长、难度大的特点,而且控制了造价成本,达到了预期目标。 关键词:微型抗滑桩;预应力锚索;滑坡治理 中图分类号:TU753文献标识码:B文章编号:1004—5716(2017)01—0016—03 在滑坡治理工程中,特别是应急抢修工程,具有占 用资源多、施工工期紧、作业难度大、造价成本高等特 点。而微型抗滑桩具有桩位布置灵活、施工速度快、适 用性强、可在较狭窄作业面施工、工程造价低等特点, 特别是对于抢险加固工程可以争取宝贵的时间 ]。虽 然目前对于微型抗滑桩与周围岩土体的共同作用没有 形成系统深入的理论认识,且在工程应用中的一些重 要参数的选取通常是通过试桩试验或参照其他工程的 图1滑坡体相对位置图 经验取值而确定的盟],但施工后桩体与岩土体形成的复 合土工材料能充分发挥岩土体自身抗滑力这一优点已 经得到了广泛的认可 。文章正是基于微型抗滑桩的 这些特点,在某省省道滑坡应急抢修工程的应用实例 中,选取以微型抗滑桩为主要加固措施的治理方案,对 同类型的滑坡治理工程起到了借鉴作用。 1工程概况 根据滑坡区域钻孔资料及地质调查,地层由老至 新分述如下:(1)侏罗系中统延安组(J ),厚度大约 200m,主要分布于滑体上部,中下部局部人工切坡地 段基岩出露;(2)第四系上更新统黄土状土(Q4d ),厚度 4 ̄10m不等,少量分布于滑体两侧坡底处;(3)第四系 坡积土(Q4 ),广泛分布于区内滑坡段,是主要的滑体 堆积物,结构松散,厚度随滑坡规模变化。该滑坡区域 滑坡体地处陕北南缘山区,属残坡积层滑坡,坡度 23。~40。,极端高差约90m,地貌单元属山侧坡地,地形 起伏较大。滑体前缘毗邻过境省道,省道南侧依次为 在建河道和某矿业集团在建电厂,省道两侧村民民房 散落分布(见图1)。在当地改河工程河道开挖施工过 地下水为第四系松散层裂隙孔隙水,含水层岩性为山 间冲积平原的砂卵石土,其孑L隙水的分布与降水及河 流有关。 3滑坡变形因素特征分析 3.1主要变形特征分析 滑坡纵向长约90m,主滑方向170。,纵向坡面坡度 程中,坡面、省道及民房出现大量裂缝,其中滑体中上 部有4道明显裂缝,缝宽最大达2m左右,错台高度约 l~2m左右。若滑体一旦失稳滑移将发生大面积滑 坡,阻塞河道及周边交通,直接威胁电厂安全、人民生 23。~40。,后缘滑面坡度达65。,相对高差53m,面积9× 10。1TI ,总体积约为11.4x10 ITI。。滑体主要为坡积土及 全一强风化砂质泥岩风化壳组成的残坡积层,厚度8~ 18m,平均厚度约12m,结构松散,裂隙发育,空间上呈 中间厚,‘后缘及两侧较薄;滑床为下伏中风化砂岩,位 于强风化与中风化岩层交界面上,滑面较陡,属中型残 命财产安全和社会稳定,造成的环境破坏和间接损失 不可估量。 2工程地质及水文地质条件 收稿日期:2016—04—27修回日期:2016—04—28 作者简介:延延(1980-),男(汉族),陕西西安人,工程师,现从事工程地质及基建建设等方面的研究工作。 2017年第1期 西部探矿工程 17 坡积层复活的老滑坡。由于改河工程及过境省道的修 筑,滑体前缘大量开挖取土降低了阻滑段应力,破坏了 原有的稳定状态,使滑体土疏松并发育裂缝,地下水易 富集于滑体内的残坡积层与基岩的接触带,并对接触 带进行泥化、软化,降低力学强度,从而形成软弱带;滑 共3排159根,桩长均为20m;第二组位于滑体前缘,共 4排248根,桩长均为15m。钻孔孔径150mm,梅花型 布桩,桩间距1.5m,排距0.75m,桩体人中风化基岩不 少于2m。桩顶均布置砼框架梁,截面尺寸为400mmx 400mm,梁身混凝土标号C25,梁身间距250mm。 预应力锚索共2组67根:第一组位于坡面中部的 砼框架梁上,共1排19根,长度30m,锚固段长度lOm, 角度25。;第二组位于挡墙的肋柱上,共2排48根,长度 体后缘在下滑段应力的作用下发生塑性变形,使坡面 产生大量裂缝,导致地表水向沟谷汇集,部分直接垂直 人渗至中风化基岩顶面,使顶面上强风化泥岩层遇水 软化,形成软弱夹层,且老滑坡无排水设施,整体排水 不畅,因而加速了滑体的蠕动变形。当滑体前缘和后 缘的软弱带逐渐软化贯通并最终形成软弱面,在极端 条件下,滑坡将发生整体滑移。 3.2其他影响因素分析 过境省道是某矿业集团公路运煤专线及当地乡镇 交通要道,当地居民生活用电线路沿道路北侧布置,南 侧依次为在建河道和某矿业集团在建电厂。根据现场 地质调查,过境省道滑体前缘段是较为合理的施工规 划区域,但施工期间道路不能完全封闭,施工场地比较 狭窄,因此,对治理方案的可行性要求高;勘察期间正 直丰雨季节,降雨是诱发滑坡、崩塌等地质灾害产生的 最主要外在因素,尤其是暴雨和绵绵细 ,因此,对治 理方案的工期规划要合理;由于当地改河工程正在施 工作业,所产生的扰动也将加速滑体失稳,且存在交叉 施工作业,因此,对治理方案的安全性要求高;本次滑 坡治理工程是专项拨款项目,因此,对治理方案的工程 造价要控制。 3.3安全系数的确定 根据滑坡当前失稳状态对村民、省道、在建河道及 在建电厂的影响程度,按照相关设计规范 并结合该 区域以往工程勘察地质资料和本次地质调查资料,对 滑坡C、 值进行反复演算,最终确定了滑坡设计安全 系数值,即低于稳定性安全系数值的滑坡,要求治理后 数值达标。 综上所述,在分析了复活老滑坡主要变形特征和 其他影响因素的基础上,结合滑坡设计安全系数值,最 终选取了以微型抗滑桩为主要工程措施的加固方案, 不仅解决了在狭小空间内滑坡治理工程占用资源多、 工期长、难度大的特点,而且能够控制造价,达到预期 目标。 4滑坡治理方案 4.1工程措施 微型抗滑桩共两组407根:第一组位于坡面中部, 分别为25m、20m,锚固段长度分别为lOm、8m,角度分 别为2O。、25。,排距3m;均由5× 15.2ram的1860级钢 绞线组成,单根锚索设计拉拔力为400kN。 滑坡前缘布设肋柱挡墙,长度90m,肋柱高度4m, 截面尺寸600mmx6OOmm,间距4m,挡墙底部做地梁与 微型桩连接,肋柱间挡墙厚300mm,墙身混凝土标号 C25,墙体间距约24m留20ram伸缩缝。挡墙中间距地 面lm处布置一组21根仰斜排水孔,墙后对应设置卵 石堆囊,墙顶至陡坎应顺坡填方并夯实。 滑坡后缘外侧布置一条截水沟,将地表水汇集后 导流至西侧冲沟内;坡面设排水沟,将坡面地表水汇集 后排至西侧冲沟内,最终流人河道。滑坡治理方案工 程措施见图2。 图2滑坡治理方案工程措施示意图 4.2施工顺序 工程施工总体顺序:坡面及坡脚施工区域局部平 整一微型抗滑桩施工一预应力锚索施工一框架梁、挡 墙施工一排水系统。其中当微抗滑型桩完成大部分工 程量后可以并行其余的工程措施。 (1)微型抗滑桩采用跳排施工,施工工艺:钻进取 土成孔一清孔捞渣一放置钢筋笼一注浆管注浆一成桩 结束。 (2)挡墙及框架梁待微型抗滑桩施工完毕即可进 (下转第31页) 2017年第1期 西部探矿工程 31 对气动潜孑L锤钻进工艺参数进行优化调整,在钻机转 [3】王如生,殷琨,谭凡教,胡振阳,陈家旺.泡沫潜孔锤应用于水 文水井钻探的钻进工艺初探[J].吉林大学学报:地球科学版, 2004,34(4):639-642. 速、钻压、空压机风压及供风量等方面形成了一套较为 完善的方案,为气动潜孔锤钻进技术在井下施工大口 径孔的推广和应用建立了较为完善的理论和实践基 础。 [4]许刘万,刘智荣,赵明杰,史兵言.多工艺空气钻进技术及其新 进展[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(10):8—14. 总体来看,该工法在井下施工大口径钻孔中具有 较好的经济效益和推广前景,同时在地表狭窄空间开 展应急救援钻孔、水井和基础工程等方面也具有明显 的优势。 参考文献: [5]鄢泰宁.岩土钻掘工程学[MI.武汉:中国地质大学出版社, 2001. [6】王彦博,顾雪祥,张宗保,董树义.湖北铜绿山矽卡岩型铜铁矿 床同位素地球化学研究[J】.现代地质,201 l,25(4):730—739. [7】徐惠琴.变频器调速原理及运行过程中存在的问题和解决 方法[J1.机械管理开发,201 1(1):63—65. [8]陈礼仪.泡沫及泡沫钻进技术的理论与实践[D】.成都理工大 学博士学位论文. [9】万里平,何保生,唐洪明,林铁军,赵峰.冲砂洗井泡沫携砂规 律数值模拟研究【J1.西南石油大学学报:自然科学版,2013 f4):101-106. [1】商晓燕.矿山充填孔及尾砂矿充填回采技术的应用与探讨 [J].中国科技博览,2014(32):27-27. [2]吴贤勇,李伟军.基岩孑L钻探施工采用气动潜孔锤工艺[J】.西 部探矿工程,201 1,23(10):36-37,41. (上接第17页) 行,其中,挡墙应分段开挖并一次浇筑。施工工艺:桩 顶基础开挖 框架梁施工一墙体施工一锚索施工一墙 后填土并夯实一仰斜排水孔施工。 4.3施工注意事项 应性强,安全性高,工程造价低; (2)某省省道滑坡应急抢修工程采用以微型抗滑 桩为主要工程措施的加固方案,经过工后的变形监测, 滑坡体的整体与局部都处于稳定状态,变形得到有效 地控制,达到预期的整治目标,说明采用微型桩进行滑 坡工程治理是可行的,文章提出的加固方案是实用可 (1)微型抗滑桩妊应测放应准确,偏差不得超过±lOcm, 考虑沉渣的影响,钻孔实际深度大于设计深度0.5m,并 靠的,可供同类型滑坡治理工程参考。 参考文献: 【l】林灿阳.微型群桩在滑坡治理工程中的应用[J].路基工程, 2014(4):164—169. 保证进入中风化基岩层不少于2m。 (2)微型抗滑桩成孔采用风动钻进,禁止水钻成 孑L;成孔直径为150mm,桩长为15 ̄20m。 (3)微型抗滑桩桩孑L内注灰砂比为l:l(水灰比为 0.4~0.5)水泥砂浆,砂子采用石英质中细砂,采用从孑L 底到孔口返浆式注浆,压力不低于0.4 ̄0.7MPa,以确 [2 吕凡任,陈云敏,梅英宝.2]/J、桩研究现状和展望【J1.工业建筑, 2003,33(4):56—59. 保孔内浆液饱满。 5滑坡变形监测 滑坡已经处于蠕动变形阶段,在滑体、省道、河堤 及附近建筑物上共布设地表位移监测点2O个,其目的: (1)施工过程中监测滑坡的稳定性,确保施工过程 中滑坡体的安全; (2)施工后监测滑坡的稳定性,检验抗滑效果; [3】DINO KARTOFILIS,BRIAN O’GARA,FREDTARQuINIO, et a1.Titus Power Plant Micropile Retainingwall[J].Foundation Drilling.2006(32):10一l3. 『4]谢晓华,刘吉福,庞奇思.微型桩在某滑坡处治工程中的应 用『J1.西部探矿工程,2001,13(2):1 10—1 1 1. [5】唐传政,舒武堂.微型钢管群桩在基坑工程事故处理中的应 用[J].岩石力学与工程学报,2005,2(增刊):5 459—5 462. 『6 朱宝龙,胡厚田,张玉芳,等.6]钢管压力注浆型抗滑挡墙在京 珠高速公路K108滑坡治理中的应用『J].岩石力学与工程学 报,2006,25(2):399—406. (3)监测抗滑设施质量及使用期间的安全性。 滑坡治理工程施工完毕后,对省道、河堤、附近建 筑物以及肋柱挡墙的位移进行观测,从现场监测数据 来看,均控制在设计位移之内,达到了预期目标。 6结束语 (1)微型抗滑桩能适应多变复杂条件,不需大量开 挖土石方,不会形成较大的临空面,故施工速度快,适 [7】刘卫民,赵冬,蔡庆娥,等.微型桩挡墙在滑坡治理工程中的 应用[J】.岩土工程界,2007,1O(2):54—56. [8】延延,杜荣军,严芳.空间分析在铜川市耀州区地质灾害易 发性分区中的应用【J].水土保持通报,2010,30(1):146—150. 【9】GB 50330—2002建筑边坡工程技术规范【s】. 【l0】DZ/T 0221—2006崩塌、滑坡、泥石流监测规范[s]. 

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