水毁处置项目治理工程设计探究

水毁处置项目治理工程设计探究

【摘要】针对某水毁处置项目滑坡,根据该滑坡的工程地质特征,进一步分析滑坡的形成原因,例如特殊的地形地貌、外界降雨量过大等因素,采取适当治理工程设计,合理建设旋挖桩与连续梁,确保该工程项目滑坡得到更好的治理,明显提高公路项目的安全性与可靠性,防止公路路基出现大面积冲刷现象,不断减小外部环境因素对公路路基滑坡产生的不利影响,取得了不错成效,以此进行全面分析,旨在为类似项目提供一定借鉴与参考。

【关键词】水毁处置项目;滑坡特征;治理设计

0引言

受到外界降雨的影响,山区路堑公路在运行过程中容易出现滑坡现象,为了降低公路滑坡现象的发生概率,采取积极的治理措施特别重要,因此,本文结合某公路滑坡原因,制定出科学的治理措施,能够有效减小外界降雨带来的不利影响,提升公路项目的可靠性与稳定性。

1案例概况

在2019年9月29日晚上,盐津县盐井镇局部暴雨、单点暴雨,使得G247景泰—昭通公路椒子段西侧爆发山洪、泥石流,第二天上午,公路及东侧地面开始出现开裂变形,滑坡区公路东侧出现较多牵引及拉张裂缝。

2水毁处置项目滑坡特征分析

2.1滑坡概述。2.1.1基本特征。滑坡位于盐津县盐井镇椒子村柏香林村、G247景泰—昭通公路的东侧。总体坡向为71°,地形整体坡度在25°~40°之间,斜坡中部坡度较陡大约为45°,项目区最高点标高是408.3m,最低点为384.4m,高差为23.9m。滑坡表面分布着第四系崩坡积层含砾黏土和块石,下伏基岩是侏罗系中统自流井组泥岩和泥质砂岩,岩层产状是339°∠5°,和斜坡坡向形成斜交坡。2.1.2滑坡规模。该地区的滑坡西侧和后侧主要表现为裂缝,同时延伸到一定的潜在影响范围,地形标高为405m,东侧以坡脚河床作为临界点,北侧主要是裂缝延伸段,南侧主要表现为裂缝延伸段,同时存在一定的潜在影响范围[1]。在滑坡所处区域内,滑坡平面上部表现为椭圆形,横向宽度大约为80m,纵向长度大约为60m,主滑方向为67°,厚度为5~12m,滑动面表现为土石界面,滑坡方量大约为4.5×104m3,属于小型牵引式浅层土体滑坡类型[2]。2.1.3形成原因。该地区的滑坡主要表现为陡、缓斜坡组合形态,陡缓交替地形对后方陡斜坡地表水在滑坡后缘缓坡下滑有利,可以顺着软弱结构面,逐渐浸润土体,坡脚河流一侧会形成临空面,从而为滑坡的大面积滑移创造良好条件,特殊地形地貌是形成滑坡的主要原因[3]。同时,滑坡区因为覆盖第四系崩坡积含砾粉质黏土松散堆积层和下伏稳定基岩,会形成上软下硬的结构,下部基岩的透水性能比较差,属于隔水层,地表水下渗之后,顺着岩土界面逐渐渗流,一直到浸润滑动面,会降低滑坡的稳定性,特殊的岩土体结构是滑坡发生的主要内在因素。2.1.4发展趋势。该滑坡所处斜坡地区的坡脚受到河水掏蚀,滑体厚度在6~9m之间,形成崩坡积层含砾粉质黏土砂层,局部夹杂少量的块石,和下部基岩透水性差异较大,使得地表水出现大量下渗,增加滑坡体的重度,不断降低滑坡面的抗剪强度,形成稳定的滑动面,滑动面处于贯通状态,降低滑动面的可靠性与稳定性。受到外部车辆动荷载的影响,滑坡面特别容易出现牵引滑动现象,一旦遇到特殊的状况,容易出现剧烈滑动现象[4]。

2.2滑坡稳定性分析。结合《滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ0219—2006)》,参照《公路路基设计规范(JTGD30—2015)》规定要求,以及该滑坡所处环境与勘查资料可以得知,该滑坡地区存在较多地下水,需要按最高蓄水位389.0m进行计算,滑坡区地震基本烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计人员要全面考虑地震对滑坡稳定性的影响。因为滑坡位于盐津县盐井镇椒子村,威胁G247景泰—昭通公路椒子段周围人民群众的生命财产安全。根据滑坡危害对象、威胁人数、资产可以得知,该滑坡确定为滑坡防治工程等级为三级,相应地按规范确定各工况的设计安全系数,具体见表1。

3滑坡治理工程设计要点

3.1合理确定设计参数。结合该滑坡治理工程级别得知,在确定滑坡治理设计参数的过程中,设计人员要注意以下问题:(1)全面考虑设计工况。在该项目当中,属于正常工况Ⅰ(自重+地下水),抗滑动安全系数为1.15,抗倾倒安全系数为1.5。(2)对非正常工况Ⅰ(自重+暴雨+地下水)进行校核,确定抗滑动安全系数为1.1,抗倾倒安全系数为1.2。(3)对非正常工况Ⅱ(自重+地震+地下水)进行校核,确定抗滑动安全系数为1.05,抗倾倒安全系数为1.2。

3.2计算滑坡推力。滑坡推力的计算采取理正岩土6.5计算软件进行计算,结合滑坡推力计算结果可以得知,工况Ⅰ(自重)条件下滑坡的剩余下滑推力是最大的,属于最不利工况,所以采用工况Ⅰ滑坡推力作为设计推力,能够有效满足其他校核工况下各项要求,计算断面下滑推力和旋挖桩设置部位滑坡推力、设计推力,具体见表2~3。

3.3治理工程总体设计要点。在此次治理工程设计方案当中,决定采取旋挖桩+连续梁,具体内容如下:(1)旋挖桩项目。此次治理项目的主要保护对象是G247四级公路及公路以上房屋,不考虑公路下部的滑体,当前阶段,该公路出现严重的变形开裂现象,土体结构特别松散,如果没有进行有效的支挡,滑坡将会逐渐向后部牵引,从而引发大面积的滑坡。同时,由于公路下部存在陡坎,旋挖桩施工条件比较差,设计人员通过综合考虑各项影响因素,决定沿着公路外边线设置旋挖桩,起到良好的支挡作用,此种桩体的钻进能力比较强,而且成孔速度特别快,不仅可以提高公路的稳定性,而且能够有效缩短工程施工工期。同时,将桩体设置在路边,旋挖机能够直接放置在公路上,施工作业条件较少。后续可以结合路面标高、坡度及后期修复路面所需厚度,设计旋挖桩桩顶低于路面1.0m,桩施工完后重新修复路面。(2)连续梁项目。为了进一步提升旋挖桩的稳定性与整体性,设计人员可以在旋挖桩顶部设置钢筋混凝土连续梁,该连续梁的宽度和旋挖桩宽度相同,高度为0.5m。

3.4治理工程分项设计要点。(1)合理布置旋挖桩。旋挖桩顺着公路的外边线布置,桩截面微1.5m,桩顶标高根据公路坡度,自北东至南西,标高由原来的397.5m增加至398.5m,A型桩桩长为16m,B型桩桩长为14m,桩心距为4m。(2)旋挖桩工程设计计算。设计人员结合滑坡推力计算结果可以得知,旋挖桩施工完毕后,需要计算桩体的下滑力,分别按照2750kN/m、235.0kN/m,针对A、B型旋挖桩进行有效设计。在此滑坡治理工程当中,作用于旋挖桩上部的滑坡推力主要分布形式是梯形,桩底采用铰支撑模式,设计人员通过运用“k”法,准确计算出桩身内力,进而确定嵌入段土体地基水平比例系数m取6MN/m3,强~中风化泥岩、砂岩的地基水平比例系数m取60MN/m3,合理计算出旋挖桩的内力配筋量。

4结语

综上所述,通过对某水毁处置项目的滑坡形成原因和特征进行全面分析,并制定科学的治理方案,可以有效增强滑坡治理效果,明显降低山体滑坡现象的发生概率,进一步保障周围公路与人民群众的生命财产安全。

作者:李晰 单位:云南地质工程勘察设计研究院