某锚固高边坡病害原因及方案处治
水是边坡的大敌,若地下水或地表水管理或处治不到位,高边坡或早或晚均会出现病害;此外,工程质量是高边坡稳定的核心,若工程质量管理不到位,高边坡的稳定性就会大打折扣。
一、基本情况
某边坡高约50m,地表为厚约2.4m 的素填土,下伏强~中泥质薄层状板岩,产状近水平,位于突出山脊。原设计坡率 1:1~ 1:1.25,其中第一、第三级边坡采用锚杆框架,第二级边坡采用锚索框架加固,第四、第五级边坡采用三维植被网植草护坡。工程施工时,施工单位采用开挖一级、防护一级的模式进行施做。
图1 原设计工程地质断面图
图2 高边坡现场施工全景图
边坡开挖至一级边坡中部位置时,边坡的多级坡面、平台出现开裂、框架错位,坡顶上部的项目部场坪出现下沉,最远裂缝距坡口线约20m左右。基于此,现场采用反压一级边坡,坡后场坪设置20m长注浆孔进行应急处治。
图3 一级边坡中上部出现贯通剪切裂缝
图4 多级平台出现开裂
图5 坡顶场坪区的注浆现场
根据现场调查,技术人员拟采用对三级平台设置8m的宽大平台,四、五级边坡坡率放缓至1:1.5,并分别采用锚索和锚杆框架进行加固。在一级平台部位设置1.5×2.0×20m@5m的锚索抗滑桩进行加固,工程造价A万元。
图6 拟处治的工程地质断面图
二、病害原因分析
病害发生后,笔者应邀对现场进行了调查,结论如下:
1、坡体主要由薄层状强风化泥质板岩构成,岩土体性质差,易风化,遇水力学性质下降快。
2、坡体施工贯彻了边开挖边坡防护的理念,在设计基本合理的情况下,不应出现多级边坡失稳。因此,坡体多级失稳与工程施做不理想有较大关系。
3、坡体表面局部渗水,但考虑到边坡依附于突出的山脊,虽然两侧凹地有较丰富的地下水,但高边坡部位不应有较高的地下水位。因此,整体坡体地下水位在-2.0~3.5m的高水位,其地下水来源可能为上部生活有一百余人的项目部。
图7 坡体后部渗水严重
图8 项目部前部场坪地板下部居然有恶心的蠕虫活动
4、坡体大变形期间区内连降大雨,汇水沿项目部后部的场坪截水、前部的村道边沟大量渗入坡体。
5、坡体变形后在坡后场坪区采用深约20m的无加筋的注浆防护,造成大量浆体中的水进入坡体,加剧了坡体变形。
四、方案分析
1、拟采用处治方案工程规模较大,对地下水疏排和地表水截排重视欠缺,且刷方造成后部村道断道,方案宜结合病害成因进行优化。
2、考虑到已加固的边坡工程质量欠佳,故结合工程经验取滑体的1/7~1/10在三级平台刷方,边坡坡率取1:1,以快速稳定边坡,确保后部村道的正常使用和消减三级边坡欠合格锚索的“压力”,并将高约50m的高边坡分为上下级个“次高边坡”。
4、在二级边坡设置锚索十字梁进行补强,对一级边坡采用抗剪能力更大的钢锚管框架替换尚未施做的锚杆框架;对上部大平台后部的两级边坡采用锚杆框架进行加固,以确保村道和项目部的安全。
5、修补项目部生活区的截排水工程,并在一级边坡坡脚和上部大平台坡脚设置长20m以上的仰斜排水孔对坡体地下水进行有效疏排,提高坡体的自身稳定性。
图9 最终采用的工程地质断面图
该方案针对性强,工程造价约为析方案的0.15A万元。提出后取得了相关单位的肯定,并立即予以实施。
总结:
1、高边坡上部切忌布置规模较大的生活区,一是防止高边坡变形影响生活区的安全,二是防止生活区大量用水威胁高边坡安全。
2、治坡先治水,设置合理的高边坡截、疏、排措施是确保边坡长治久安的首要之选;处治工程措施应在考虑工程造价的基础上,合理结合既有建筑物的作用合理设置,防止造成当地或相关人员的生产生活不便。
3、高边坡抢险切忌采用大量注浆方案,尤其是没有钢筋、钢管等筋体的大量注浆,否则大量的浆体注入会造成地下水位快速上升。