王靜齋 王 偉 張艷君
同波路為金沙江上游波羅電站對(duì)外交通,隸屬西藏昌都地區(qū)江達(dá)縣,同波路現(xiàn)狀為四級(jí)公路,起點(diǎn)位于江達(dá)縣同普鄉(xiāng)317國(guó)道與同波路交界處,終點(diǎn)位于江達(dá)縣波羅鄉(xiāng)波羅電站初擬壩址附近,全長(zhǎng)約54 km。
同波路改(擴(kuò))建工程路面寬度按3級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)、平縱線設(shè)計(jì)指標(biāo)按水電工程對(duì)外交通Ⅳ級(jí)專用公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,設(shè)計(jì)速度為20 km/h,路面為水泥混凝土路面。K0+000—K45+000段路基寬度7.5 m,路面寬度6.5 m;K45+000—終點(diǎn)段路基寬度為6.5 m,路面寬度6.0 m。
同波路改(擴(kuò))建工程設(shè)計(jì)樁號(hào)K35+220—K35+460段邊坡自2015年11月開挖以來(lái),出現(xiàn)多次滑塌現(xiàn)象,陸續(xù)進(jìn)行過(guò)6、7次清理坡腳,隨挖隨塌滑。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,邊坡上部存在兩條裂縫。
滑坡體基巖主要為板巖,灰色,富含黑云母、角閃石等暗色礦物,局部夾石英巖脈。全風(fēng)化厚度3~5 m不等,強(qiáng)風(fēng)化厚度大于10 m。覆蓋層由上至下依次為:(1)坡積含礫壤土,褐黃色,可塑-硬塑,厚度1~2 m;(2)坡殘積碎石土,淺灰色,灰黃色,灰白色,碎石成分為板巖。局部見(jiàn)未完全風(fēng)化板巖。
基巖產(chǎn)狀:走向NW300~315°,傾向SW,傾角19~26°。裂隙發(fā)育情況不明顯,根據(jù)附近和對(duì)岸推測(cè),主要裂隙為順層向(傾角20~30°)和傾角65~80°兩組?,F(xiàn)狀邊坡坡度約45°,坡腳走向近SN向?;鶐r巖層傾向坡內(nèi)?;麦w表面植被缺失嚴(yán)重,樹木傾倒、雜亂,大部分為灰白色碎石土裸露?;伦笠砩嫌蝹?cè)發(fā)育有一沖溝,冰雪消融期和雨季有季節(jié)性流水。坡腳長(zhǎng)度約200 m。坡面主要發(fā)育有兩道裂縫,第一道裂縫(L1)高30~40 m,張開寬度5~15 cm。第二道裂縫(L2)高約60余m,寬度5~10 cm,為后緣拉裂縫。滑坡后緣為較緩一平臺(tái),植被較好,無(wú)傾倒破壞跡象。
分析認(rèn)為,該處邊坡為不穩(wěn)定邊坡。屬牽引式、中層(厚度小于25 m)滑坡,具雙層結(jié)構(gòu),由上部坡殘積碎石土,下部全強(qiáng)風(fēng)化狀基巖組層,從滑動(dòng)面和基巖巖層的關(guān)系來(lái)看,屬逆層滑坡,為淺表層滑動(dòng)形式。
計(jì)算采用樁號(hào)K35+290斷面,典型斷面見(jiàn)圖1。
圖1 K35+290現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定計(jì)算橫斷面圖
邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。
根據(jù)JTG D30—2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》,采用降低抗剪強(qiáng)度(R/K模型)的傳遞系數(shù)方法進(jìn)行折線形滑面的計(jì)算:
式中 WQi——第i個(gè)土條的重力與外加豎向荷載之和,kN;
αi——第i個(gè)土條底滑面的傾角,(°);
ci、φi——第i個(gè)土條底的黏聚力,kPa;內(nèi)摩擦角,(°);
li——第i個(gè)土條底滑面的長(zhǎng)度,m;
αi-1——第i-1個(gè)土條底滑面的傾角,(°);
Ei-1——第i-1個(gè)土條傳遞給第i個(gè)土條的下滑力,kN。
將邊坡土體劃分為n個(gè)土條,由上述二式逐條計(jì)算,直到第n條的剩余推力為零,由此確定穩(wěn)定系數(shù)Fs。
表1 邊坡巖土物理力學(xué)參數(shù)
根據(jù)JTG D30—2015《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》,公路路塹邊坡穩(wěn)定計(jì)算考慮以下3種工況。
正常工況:邊坡處于天然狀態(tài)下的工況。
非正常工況Ⅰ:邊坡處于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下的工況(由于暴雨或連續(xù)降雨?duì)顟B(tài)下土體飽水的程度受多種因素制約,如降雨強(qiáng)度,土的滲透系數(shù)等,考慮到邊坡碎石土雖結(jié)構(gòu)稍密,但空隙度較大,故偏于安全考慮,認(rèn)為非正常工況邊坡土體飽水)。
非正常工況Ⅱ:邊坡處于地震荷載等作用狀態(tài)下的工況(本工程路線區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g,根據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》可不驗(yàn)算抗震穩(wěn)定性)。
現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果
從計(jì)算結(jié)果可以看出,現(xiàn)狀邊坡正常情況下處于穩(wěn)定狀態(tài),但遇強(qiáng)降雨、連續(xù)降雨或者外力干擾極有可能失穩(wěn),需對(duì)邊坡進(jìn)行處理。
現(xiàn)狀路基邊坡尚未開挖到位,而路基左側(cè)即為藏曲河且路堤邊坡較高,向臨河側(cè)調(diào)線填方和擋墻工程量很大,增加投資巨大。因此該滑坡體治理不考慮調(diào)線方案,同時(shí)為減少對(duì)現(xiàn)狀邊坡的擾動(dòng)破壞,擬采用樁板墻+坡面排水的組合。
抗滑樁沿路基靠山一側(cè)水溝外邊線以外1 m布置,樁中心間距5 m,樁徑1.5 m×2 m。樁間板采用直板式,C25現(xiàn)澆混凝土,板厚0.5 m,板高5.4 m。
由于邊坡滑體松散,表水易于滲入,對(duì)滑坡構(gòu)成威脅,需在裂縫及削坡范圍外側(cè)做截水溝。如有明顯開裂變形的坡體,應(yīng)及時(shí)用黏土或水泥漿填實(shí)裂縫,整平積水坑、洼地,使降雨能迅速沿排水溝匯集、排走。外圍水溝應(yīng)設(shè)置在滑坡體或老滑坡后緣,遠(yuǎn)離裂縫5 m以外的穩(wěn)定斜坡面上,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形確定合適位置。截水溝迎水面需設(shè)置泄水孔,尺寸為100 mm×100 mm。
4.2.1 剩余下滑力計(jì)算
首先計(jì)算邊坡剩余下滑力,然后根據(jù)滑體坡角、坡形以及剩余下滑力和地形條件進(jìn)行樁板墻設(shè)計(jì)。邊坡剩余下滑力按3.3節(jié)兩公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)安全系數(shù)正常工況取1.25,非正常工況取1.15。
計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1,下滑力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 削坡后剩余下滑力計(jì)算結(jié)果
從計(jì)算結(jié)果可看出,非正常工況下(滑坡土體飽水)情況下,滑坡體的剩余下滑推力最大。故按照最不利原則,設(shè)計(jì)時(shí)采用暴雨工況下的滑坡推力。
4.2.2 樁身設(shè)計(jì)
初擬樁身斷面尺寸1.5 m×2 m,樁長(zhǎng)13 m,樁身懸臂段長(zhǎng)5 m,嵌入地面以下8 m,樁身按懸臂梁考慮進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。樁身最終配筋計(jì)算結(jié)果:面?zhèn)?Φ32,實(shí)際配筋面積6 433.6 mm2;背側(cè)16Φ32,實(shí)際配筋面積12 867.2 mm2;兩側(cè)配筋8Φ20;箍筋Φ18@200。
4.2.3 樁間板設(shè)計(jì)
樁間板采用直板式,C25現(xiàn)澆混凝土,板厚0.5 m,板高5.4 m。樁間板按簡(jiǎn)支板計(jì)算,樁間板最終配筋結(jié)果:6Φ26。
本滑坡體治理采用樁板墻擋護(hù),對(duì)現(xiàn)狀邊坡擾動(dòng)較小,對(duì)當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)系統(tǒng)影響較小,得到了當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門及審查專家的一致肯定。本工程目前已實(shí)施,經(jīng)歷2017年7月超標(biāo)準(zhǔn)洪水后未發(fā)生大規(guī)?;隆⑻?,治理效果較好,在類似滑坡治理工程中可以借鑒。
作者簡(jiǎn)介
王靜齋 男 工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222
王 偉 男 高級(jí)工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222
張艷君 男 工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222
(收稿日期2017-11-08)