濟源市王屋鎮(zhèn)第一中學(xué)滑坡治理方法

陳涵思

（河南省資源環(huán)境調(diào)查三院，河南 鄭州 450000）

0 引言

2008年，濟源市王屋鎮(zhèn)第一中學(xué)西部邊坡發(fā)生滑動，主要表現(xiàn)為學(xué)校建（構(gòu)）筑物開裂，操場局部滑塌，此后每年滑坡體上都發(fā)生局部的小規(guī)?；?，坡頂及坡底建筑物裂縫還有加劇的趨勢，當(dāng)?shù)卣M行了應(yīng)急處置，將滑塌體清理后修建漿砌石擋土墻進行加固。2021年強降雨期間，該邊坡再次發(fā)生滑動，嚴(yán)重威脅學(xué)校師生及周邊居民約588 人的生命財產(chǎn)安全。為了避免人員傷亡和財產(chǎn)損失，濟源市對該滑坡采取了工程治理的措施來消除地質(zhì)災(zāi)害，具體工程量布置為：坡體整形9 500 m3，抗滑樁57 根（其中A 型C30 混凝土抗滑樁23 根，直徑1.0 m，樁長15.0 m；B 型抗滑樁34 根，直徑1.0 m，樁長9.0 m），擋板56 塊（C25 混凝土擋板板厚30 cm，板高1.5 m，板長2.6 m），C20 毛石混凝土擋土墻長74 m；漿砌石截水溝530 m；坡面綠化（撒播草籽）4 250 m2。通過坡體整形、抗滑樁施工、擋土板、重力式擋土墻、截排水、坡面綠化等工程和生物措施的實施，達到消除滑坡地質(zhì)災(zāi)害、保障周邊群眾生命財產(chǎn)安全的目的。

1 滑坡治理區(qū)地理位置

濟源市王屋鎮(zhèn)第一中學(xué)滑坡位于王屋鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°16'30.4″，北緯35°6'58.32″，王屋鎮(zhèn)政府東側(cè)，距濟源市區(qū)直線距離約37 km。項目區(qū)沿省道S312（連固線）、縣道可直達，交通十分便利。

2 滑坡特征

濟源市王屋鎮(zhèn)第一中學(xué)滑坡位于沖溝東側(cè)斜坡上，地勢總體東北高西南低，坡16°～20°?；滦螒B(tài)如圖1 所示，滑坡右側(cè)變形裂縫如圖2 所示。經(jīng)本次勘查，確定滑坡的規(guī)模為縱長約60 m，橫寬約230 m，面積約0.83×104 m2，滑體厚2～8 m，平均厚度約5 m，體積約12.6×104 m3，屬中型淺層土質(zhì)滑坡。平面形態(tài)呈“扇”形，主滑方向約262°。

圖1 滑坡形態(tài)

圖2 滑坡右側(cè)變形裂縫

3 勘查主要結(jié)論

3.1 滑坡類型

區(qū)內(nèi)由于建設(shè)場地過程中大量的開挖、切坡和回填活動，在斜坡前緣形成陡坡，產(chǎn)生臨空面，不利于坡體自身穩(wěn)定性［1］。斜坡表面的土體的滲透性較好，有利于降水的滲入，使土體軟化，抗剪強度迅速降低。土體在與重力的共同作用下易沿軟弱帶（滑帶）產(chǎn)生滑動變形，形成淺層土體牽引式滑坡［2］。

3.2 滑坡致災(zāi)等級

滑坡直接威威脅周邊學(xué)校師生及居民588 人，預(yù)計經(jīng)濟損失約3 650 萬元。按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864—2016）6.3 中表3滑坡防治工程分級標(biāo)準(zhǔn)，判定該致災(zāi)地質(zhì)體地質(zhì)災(zāi)害防治工程等級為一級。

3.3 滑坡穩(wěn)定性

滑坡區(qū)滑坡體在天然狀態(tài)下，處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài)。在連續(xù)降雨、暴雨、地震的影響下，滑坡體的穩(wěn)定性降低，處于欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)?；路€(wěn)定性與降雨的關(guān)系密切，在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在雨水的影響下其穩(wěn)定性降低［3］。穩(wěn)定性計算結(jié)果與宏觀變形分析吻合。

3.4 滑坡污染情況

區(qū)內(nèi)及附近無污染源，土層為未污染土，水、土壤對鋼筋混凝土的腐蝕性為微腐蝕性。

3.5 滑坡治理建議

根據(jù)滑坡的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及形成機制，考慮各種工況下的穩(wěn)定性，建議防治工程采用抗滑支擋體系和地表排水體系相結(jié)合的方案。

4 施工方法及工藝

4.1 坡體整形與清運工程

施工工藝為測量放線→原始坡面測量→自上而下、由北向南進行坡面清理→測量坡度→壓實→坡體整形后進行坡面測量。

①測量放線：按照設(shè)計圖紙，清理之后坡頂高程557.83～568.15 m，坡底標(biāo)高基本以擋土板高程為基準(zhǔn)，清理后標(biāo)高554.44 ～560.92 m。坡體整形之后的地形坡度8°～15°，坡體整形工程范圍、厚度符合施工設(shè)計圖要求。②施工順序：坡體整形工程自上而下、由北向南的方式進行，每段施工長度50 m。③滑坡體坡面清理：清理滑動的人工填土、坡積土，清理厚度1.5～2.6 m，平均厚度2.0 m，坡面清理面積4 750 m2，清理滑坡體渣土9 590 m3。④坡面整形后與周圍地坪平順連接，并用挖掘機反鏟壓實坡面。⑤清理的人工填土、坡積土采用挖掘機挖裝，自卸汽車轉(zhuǎn)運至棄土區(qū)，運距5 km，清運渣土9 590 m3。

4.2 抗滑樁工程

旋挖樁施工→鋼護筒制作與埋設(shè)→鉆孔施工→成孔檢查→鋼筋籠制作與安裝→樁身混凝土灌注→做好旋挖樁施工記錄→旋挖樁的質(zhì)量檢查。

4.2.1 施工要求。樁采用圓形旋挖樁，樁直徑1.0 m，樁成孔依據(jù)不同區(qū)域各類型而定［4］。①旋挖樁的施工嚴(yán)格按設(shè)計圖施工，將開挖過程視為對斜坡進行再勘查的過程來進行，配備相關(guān)技術(shù)人員及時編錄施工地質(zhì)情況，實行信息化施工。②鋼護筒的制作與埋設(shè)：長度不大于4 m 的鋼護筒，采用厚4～6 mm 的鋼板制作，長度大于4 m 的鋼護筒，采用厚6～8 mm 鋼板制作，鋼護筒高出施工地面0.3 m。鋼護筒埋設(shè)前，先準(zhǔn)確測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大于5 cm。埋設(shè)中保證鋼護筒斜度不大于1%，用粗顆粒土回填護筒外側(cè)周圍，回填密實。③鉆孔施工：鉆孔機成孔一般為清水施工工藝，無需泥漿護壁。若有地下水分布，且孔壁不穩(wěn)定，可向孔內(nèi)投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁。④成孔檢查：成孔達到設(shè)計標(biāo)高后，對孔深、孔徑、孔壁、垂直度等進行檢查，不合格時采取措施處理。成孔檢查方法根據(jù)孔徑的情況來定，當(dāng)鉆孔為干孔時，可用重錘將孔內(nèi)的虛土夯實。經(jīng)質(zhì)量檢查合格的樁孔，及時灌注混凝土。 ⑤鋼筋籠的制作與安裝可根據(jù)場地的實際情況按下列要求進行，待灌注的樁孔孔底沉渣必須清理干凈，經(jīng)檢查合格后，方可安放鋼筋籠。所準(zhǔn)備的材料應(yīng)滿足單樁連續(xù)灌注。⑥樁身混凝土灌注應(yīng)連續(xù)進行，不得留施工縫。樁身混凝土，每連續(xù)灌注0.5～0.7 m 時，應(yīng)使用插入式振動器振搗密實一次。對已澆注完畢的旋挖樁應(yīng)及時派專人用麻袋、草簾加以覆蓋并澆清水進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期7 d 以上。⑦做好旋挖樁施工記錄。旋挖樁屬于隱蔽工程，施工過程中，應(yīng)做好各種施工和檢驗記錄。對于發(fā)生的故障及其處理情況，應(yīng)記錄備案。 ⑧旋挖樁的質(zhì)量檢查包括原材料質(zhì)量、孔位偏差、樁身斷面尺寸、孔底高程、孔的偏斜、鋼筋籠焊接、鋼筋籠制作、混凝土試塊強度、樁身質(zhì)量。

4.2.2 施工情況。①抗滑樁鉆孔采用旋挖鉆進成孔工藝：旋挖樁的施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計圖施工，應(yīng)將開挖過程視為對斜坡進行再勘查的過程來進行，必須配備相關(guān)技術(shù)人員及時編錄施工地質(zhì)情況，以利于反饋設(shè)計、實行信息化施工［5］。 ②在樁位埋設(shè)了6 mm 厚鋼板護筒，護筒直徑1.2 m，埋深1.5 m，布設(shè)了泥漿池、泥漿循環(huán)槽。 ③鉆孔施工：干式旋挖鉆進，對于人工填土較厚區(qū)域采用泥漿護壁鉆進工藝。本項目多數(shù)樁孔采用干式旋挖工藝，進入砂巖之后為冷卻切刀，鉆孔內(nèi)注入清水。④成孔檢查：各項檢查指標(biāo)均達到設(shè)計要求。⑤沖孔換漿：本次采用徐工集團XR160E、三一重工SR285R 型旋挖樁機，多數(shù)采用清水冷卻切刀。終孔之后沉渣厚度基本為零，達到設(shè)計和規(guī)范要求。⑥鋼筋籠制作：嚴(yán)格按照施工設(shè)計圖進行制作，主筋搭接長度大于30 d，2 根一束的主筋布設(shè)，按照設(shè)計組裝焊接。⑦鋼筋籠吊裝：待沖孔換漿、孔底沉渣清理干凈之后，用吊車安放鋼筋籠，2根一束的主筋布設(shè)方向正對主滑方向。 ⑧混凝土灌注：本工程采用濟源市某有限公司生產(chǎn)的商品混凝土，通過罐車、泵車，實現(xiàn)了一次連續(xù)灌注。對已澆注完畢的旋挖樁用草簾加以覆蓋并澆清水進行養(yǎng)護。⑨旋挖樁施工記錄。對抗滑樁樁位、成孔、沉孔質(zhì)量檢查、沖孔換漿、鋼筋籠吊裝安放、混凝土灌注等均做了施工和檢驗記錄。⑩進行了鋼筋籠焊接、混凝土試塊強度、樁身質(zhì)量檢測等外檢工作。?本項目57 根灌注樁，樁位置、樁孔直徑、入巖深度、樁頂標(biāo)高、鋼筋籠位置、灌注混凝土量等全部達到設(shè)計和規(guī)范要求。

4.2.3 完成的實物工作量。①旋挖機挖孔：累計完成57根樁的挖空任務(wù)，挖孔總延米584 m，其中挖土117.6 m，挖巖石466.4 m。②清渣外運：累計外運石渣和泥土466.295 m3。③鋼凈籠制作57 個，使用鋼筋總量129.164 t。④商品混凝土灌注樁數(shù)57根，實際灌注C30 商品混凝土651 m3。⑤經(jīng)過樁身完整性檢測（超聲波透射法）的33 根樁，Ⅰ類樁（完整樁）33 根；樁身完整性檢測（低應(yīng)變法）監(jiān)測的24根樁，Ⅰ類樁（完整樁）24根；樁身質(zhì)量優(yōu)良率100%

4.3 擋土板工程

施工準(zhǔn)備→破樁頭→綁扎鋼筋→驗收鋼筋網(wǎng)片→支護模板→樁間擋土板混凝土灌注→混凝土養(yǎng)護→擋土板兩側(cè)土體回填→竣工驗收。

①本項目為保證抗滑樁與擋土板共同受力，按照施工設(shè)計圖將抗滑樁樁頂混凝土破除，露出鋼筋，使擋土板的鋼筋與抗滑樁主筋相連，按照設(shè)計圖紙綁扎鋼筋。②按照設(shè)計支設(shè)模板，支護鋼模板270 m2。③對模板位置進行檢查校正后，開始灌注C25 商品混凝土。④對澆筑后的擋土板進行苫布覆蓋，澆水養(yǎng)護。

4.4 擋土墻施工

測量放線→擋墻基礎(chǔ)開挖→振動壓路機壓實→3:7 灰土回填、壓實→碎石墊層→漿砌毛石砌筑、深沉縫→墻背土回填及反濾層堆放、濾水管安放→砌筑→墻體勾縫及表面加工→墻背邊坡夯填、整形→養(yǎng)護。

施工中的質(zhì)量控制。①材料選擇：施工用的水泥型號為袋裝PO42.5 級，砂為中粗砂，碎石粒徑為2～4 cm，石材選用灰?guī)r，塊徑不小于30 cm。材料進場后，見證取樣并送至實驗室進行檢測，材料性能、抗壓強度等指標(biāo)均符合設(shè)計要求。②基槽開挖：測量人員按設(shè)計要求對擋土墻中線進行測量放樣，基槽開挖以中線為中心向兩側(cè)開挖。原設(shè)計基槽開挖深度0.3 m，因滑坡體擾動土層的深度較大，故根據(jù)現(xiàn)場情況，經(jīng)設(shè)計單位變更，將基槽寬度變更為4.7 m，深度變更為3.25 m。開挖過程中，技術(shù)人員對基底土層，基槽深度、寬度、長度進行檢測，共檢測點數(shù)20 個，誤差在±20 mm 內(nèi)，符合設(shè)計要求，并將檢測結(jié)果報現(xiàn)場監(jiān)理進行驗收。③基礎(chǔ)處理：根據(jù)現(xiàn)場情況用3∶7 灰土對擋土墻基底進行了處理，在寬4.7 m、深3.0 m、長77 m 的基槽內(nèi)用3∶7 灰土進行了回填夯實，然后在灰土上部敷設(shè)0.3 m 厚碎石墊層。④配制砂漿：砂漿在現(xiàn)場進行攪拌，配合比送至實驗室進行檢測，配合比符合規(guī)范要求。⑤漿砌毛石：砌筑毛石時，做到了縱、橫縫互相錯開，每層橫縫厚度保持均勻，砂漿飽滿。監(jiān)理現(xiàn)場旁站指導(dǎo)施工，施工過程中，每隔10 m 對擋土墻高度及厚度進行檢查，共檢查點7 個，允許偏差控制在±20 mm。 ⑥深沉縫：漿砌石擋土墻砌筑過程中，每隔20 m 砌筑一條聚酯板深沉縫。⑦勾縫抹面：均由專業(yè)人員進行。

4.5 截排水溝施工

場地平整→測量放線→基礎(chǔ)開挖→基地夯實、砂石墊層→漿砌塊石→基槽回填→養(yǎng)護。

4.5.1 施工中的質(zhì)量控制。①施工放樣：主要對排水溝的軸線及高程進行控制，放樣時保證渠軸線符合設(shè)計要求，能對渠的開挖高程進行控制。②基槽開挖：根據(jù)土方開挖要求進行施工，做隱蔽工程記錄與簽證。③墊層施工：鋪設(shè)時按設(shè)汁要求進行施工，并做隱蔽工程記錄與簽證。④漿砌石砌筑：砌石采用鋪漿法砌筑，砌筑時，石塊采用分層臥砌，上下錯縫，內(nèi)外搭砌。砌石體尺寸和位置的允許偏差，不超過有關(guān)的規(guī)定。

4.5.2 完成實物工作量。人工溝槽土方開挖566.46 m3，砂石墊層47.2 m3，M7.5 漿砌塊石264.35 m3，砂漿抹面881.16 m2。

4.6 坡面綠化工程

施工結(jié)束后，對坡面撒播紫穗槐灌木、四季青面積4 250 m2。治理后俯瞰效果如圖3 所示。

圖3 治理后俯瞰效果

5 結(jié)語

通過抗滑樁+擋土板+擋土墻+排水渠相結(jié)合的方法施工后，一方面有效預(yù)防了該區(qū)域的水土流失，消除了滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響，另一方面減少了地質(zhì)災(zāi)害造成道路、通信、電力線路的經(jīng)濟損失，避免對群眾生命財產(chǎn)造成威脅，對改善群眾的生產(chǎn)生活及環(huán)境質(zhì)量具重要意義。