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[摘要]道路修建时,人工切坡修路常造成坡脚临空,形成潜在的不稳定边坡。在强降雨季节,由于雨水对坡体冲涮,容易造成道路边坡产生崩塌,形成地质灾害。为较好地进行道路崩塌地质灾害治理,可采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆的方法。
[关键词]道路崩塌 地质灾害治理应急抢险 混凝土挡土墙 灌注水泥砂浆
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-333-2
1前言
由花岗岩风化残积土组成的道路边坡,在道路修建时,常因人工切坡修路常造成坡脚临空,形成潜在的不稳定边坡。而花岗岩风化残积土具有遇水极易变形和崩解,物理力学性质较差,抗剪强度较低;在暴雨等不利工况下,由于雨水对坡体冲涮,容易导致边坡产生崩塌等地质灾害。为较好地进行道路崩塌地质灾害治理,可采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆的方法。
本文介绍笔者在广州市增城某景区道路崩塌地质灾害应急抢险工程中采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆进行治理的方法及取得的效果。
2工程实例
2.1工程概况
工区位于广州市增城区荔城街北西侧,属于丘陵地貌,山体一般坡度约25~45°。增城区位于广州市的北部,属南亚热带季风气候,全年气候温和,雨量丰沛,暴雨是诱发地质灾害的主要因素之一。
根据区域地质资料及现场调查成果,调查区出露的地层有主要为第四系,出露岩石为花岗岩,岩石风化较强烈。第四系广泛分布于勘查区坡脚及山坡表层,呈灰黄、褐黄、紫红色,主要由花岗岩风化残积而成,以砂质粘性土为主,含砂质。
受强降雨的影响,工区有段道路诱发地质灾害,地理坐标为东经113度43分45.5秒;北纬23度19分27.2秒。水泥路面宽5m,水泥路面路基因水土流失严重,部分被掏空,淘空宽度约1.5m,高度2.5m,受影响的范围长度为25m,水泥面部分悬空,严重威胁到过往车辆及行人安全。周边也因水土流失,潜在有崩塌或边坡滑动的危险,若任由发展,将导致道路进一步毁坏及失去其功能。需进行地质灾害治理应急抢险施工,恢复道路的正常使用。
2.2边坡稳定性总体评述
根据现场调查和勘察资料,边坡发生崩塌后,未见新的拉张、剪切、羽毛状、鼓张、扇形状等裂缝,因此,可判断边坡未形成整体滑移面,未发生明显的位移和变形,产生整体滑坡或整体崩塌的可能性小。结合边坡的形态特征,已发生的崩塌的原因和特点,边坡目前处于欠稳定状态。
边坡坡积、残积层、全风化层、强风化岩、楔形下滑体,处于暂时稳定状态;在降水所形成的渗流长期作用下,土层微粒因渗滤而流失,易因淘蚀而形成软弱结面;在较长时间强降水的作用下,土体因暂时饱和而自重增大,抗剪切强度降低,边坡抗崩塌、抗滑能力降低;坡顶、坡面汇水对边坡的冲蚀破坏,易产生局部失稳的情况;地下水上升,裂隙充水,边坡的静水压力及动水压力增大。
根据上述情况,可判断,在不利的气象条件下,出现大规模滑坡的可能性较小,但边坡上部的坡积层、残积层、全风化、强风化层发生局部失稳,形成了小规模的崩塌。
2.3地质灾害治理方法
根据边坡的特点,提出了下述治理方案:
路面修复+混凝土挡土墙+灌注水泥砂浆+修复排水沟+涵洞
(1)路面修复:现路面经过来回车辆行人碾压,加上下部无土层顶托,已开裂,需要对其进行修复。采用C30混凝土,采用沥青砂浆进行填缝。
(2)修筑重力式混凝土挡土墙:挡土墙均采用混凝土,砼强度等级为C30。
(3)灌注水泥砂浆:在路基下被淘空的范围及预留路肩空隙中灌注水泥砂浆,水泥砂浆配比采用1:1:3。
2.4地质灾害治理施工过程
2.4.1施工工艺流程
本工程地灾治理施工顺序和工艺流程见右图。挡土墙施工、砌筑工程、修筑涵洞、路面修复及其它工种采用平面分区流水均衡插入立体交叉作业施工。一项工序紧跟一项工序向前推进,既在平面分区流水,又均衡施工,互不干扰,大大加快了施工进度,缩短工期。
2.4.2混凝土挡土墙施工方法
采用混凝土挡土墙对边坡进行加固。塌方区域修筑挡土墙长度为27m。经设计验算,本工程挡土墙设计底宽为2.6m,顶宽为1m,高度为4.2m。挡土墙均采用混凝土,砼强度等级为C30,为增加挡土墙的稳定性,避免挡土墙产生开裂现象,在灌注混凝土时,可投放少量的片石。挡土墙垫层厚度0.10m,采用C15垫层。开挖挡土墙时,需将已塌范围的松散土石层挖除。为确保地灾治理效果,需将路基下面宽1m范围的松散土层挖除,同时,开挖挡土墙的土体,需有一定的坡度。
2.4.2.1基槽开挖
采用挖土机进行基槽开挖,将治理的范围按一定的坡度开挖至设计深度。开挖至基底设计标高以上15cm时,重新进行测量放样,确定开挖正确不偏位的情况下改用人工清理,确保基底土质符合设计要求。
2.4.2.2基础施工
对基底进行验槽,确认基底土质达到设计要求后,立即安排浇筑基础混凝土,采用插入式振动棒进行振捣,将混凝土振捣密实。混凝土浇筑完成后及时养护,在基础初凝前在基础上墙身部分插入钢筋,使基础与墙身连接紧密。
2.4.2.3安装模板
基础浇筑完成后,按据设计图放出挡墙墙身浇筑边线。然后进行安装模板,模板采用木模板,安装模板时,保证模板具有足够的强度、刚度和稳定性,能承受新浇筑混凝土的重力侧压力及施工中可能产生的各项负荷。模板的接缝需紧密,不得漏浆; 模板与混凝土的接触面应清理干净,并确保底部接触紧密,防止底部漏浆。采用打入铁钉的方法将方木与模板连接,采用φ14螺丝拉杆与直径50mm的横向钢管、竖向钢管来固定,竖龙骨加固,并配以山形扣紧固,对螺线拉杆按1000×500的间距布置,设置时将泄水孔位置与螺杆重叠布置,在混凝土浇筑完成后,可将螺杆取出来。 2.4.2.4墙身浇筑混凝土
施工前应仔细检查模板安装的牢固程度。确保模板牢固后,混凝土可采用沿槽浇筑,浇筑过程中,采用C30商品混凝土,严格控制配合比。混凝土应分层进行浇筑,为确保不发生爆模的情况,在施工过程中,分2次浇筑,采用插入钢筋及插入片石的方法,来连接两次浇筑的混凝土。浇筑混凝土期间,有专人检查模板稳定情况,如发现有松动、变形、移位时应及时处理。混凝土浇筑过程中,及时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。采用插入式振动棒进行振捣,将混凝土振捣密实,振捣应避免碰撞模板。挡墙沿墙身方向每隔8~10m设一道伸缩缝,缝宽2cm。
2.4.2.5混凝土养护
混凝土养护期间,及时对混凝土暴露面进行洒水养护,并保持暴露面持续湿润,直至混凝土终凝为止。
2.4.2.6混凝土拆模
在混凝土浇注2天后,可将模板拆除。
2.4.2.7墙背回填
当墙身混凝土达到设计强度70%以上时进行挡墙墙背回填,以确保混凝土墙体的质量。墙背回填材料采用透水性填料,并分层填筑夯实。
2.4.3灌注水泥砂浆
在挡土墙完成之后,对挡墙边与道路之间的空位及道路水泥路面下的被淘空处灌注水泥砂浆。由于地灾隐患点处于急弯位,为确保行车安全及设置安全防护栏,确保路肩宽度,挡土墙内边线离公路边线不小于0.60m。在路基下被淘空的范围及预留路肩空隙中灌注水泥砂浆,水泥砂浆配比采用1:1:3。灌注水泥砂浆范围,长27m,宽1.10m,高4.20m。
3结束语
本次道路崩塌地质灾害治理,主要采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆进行治理,选用合理的治理方案及施工方法,根据地区岩土层特点,本着对工程质量的终身负责,以“科学、经济、优质、高效、适用”为原则。以认真负责、严谨求实的理性态度,对项目管理机构设置、劳动力安排、施工进度计划、机械设备及材料配备、主要分部分项工程的施工方法、质量控制措施、安全生产措施、文明施工施等诸多方面进行了尽可能充分的考虑,以突出施工组织设计的科学性和可行性。本着以机械为主,人工施工为辅的施工方法,科学组织,充分发挥我单位的优势,为本项目地质灾害范围进行应急抢险治理发挥重要作用。保证了工程质量、缩短了工期,达到交付满意工程的目的,取得了较好的治理效果,得到业主的好评。
[关键词]道路崩塌 地质灾害治理应急抢险 混凝土挡土墙 灌注水泥砂浆
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-333-2
1前言
由花岗岩风化残积土组成的道路边坡,在道路修建时,常因人工切坡修路常造成坡脚临空,形成潜在的不稳定边坡。而花岗岩风化残积土具有遇水极易变形和崩解,物理力学性质较差,抗剪强度较低;在暴雨等不利工况下,由于雨水对坡体冲涮,容易导致边坡产生崩塌等地质灾害。为较好地进行道路崩塌地质灾害治理,可采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆的方法。
本文介绍笔者在广州市增城某景区道路崩塌地质灾害应急抢险工程中采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆进行治理的方法及取得的效果。
2工程实例
2.1工程概况
工区位于广州市增城区荔城街北西侧,属于丘陵地貌,山体一般坡度约25~45°。增城区位于广州市的北部,属南亚热带季风气候,全年气候温和,雨量丰沛,暴雨是诱发地质灾害的主要因素之一。
根据区域地质资料及现场调查成果,调查区出露的地层有主要为第四系,出露岩石为花岗岩,岩石风化较强烈。第四系广泛分布于勘查区坡脚及山坡表层,呈灰黄、褐黄、紫红色,主要由花岗岩风化残积而成,以砂质粘性土为主,含砂质。
受强降雨的影响,工区有段道路诱发地质灾害,地理坐标为东经113度43分45.5秒;北纬23度19分27.2秒。水泥路面宽5m,水泥路面路基因水土流失严重,部分被掏空,淘空宽度约1.5m,高度2.5m,受影响的范围长度为25m,水泥面部分悬空,严重威胁到过往车辆及行人安全。周边也因水土流失,潜在有崩塌或边坡滑动的危险,若任由发展,将导致道路进一步毁坏及失去其功能。需进行地质灾害治理应急抢险施工,恢复道路的正常使用。
2.2边坡稳定性总体评述
根据现场调查和勘察资料,边坡发生崩塌后,未见新的拉张、剪切、羽毛状、鼓张、扇形状等裂缝,因此,可判断边坡未形成整体滑移面,未发生明显的位移和变形,产生整体滑坡或整体崩塌的可能性小。结合边坡的形态特征,已发生的崩塌的原因和特点,边坡目前处于欠稳定状态。
边坡坡积、残积层、全风化层、强风化岩、楔形下滑体,处于暂时稳定状态;在降水所形成的渗流长期作用下,土层微粒因渗滤而流失,易因淘蚀而形成软弱结面;在较长时间强降水的作用下,土体因暂时饱和而自重增大,抗剪切强度降低,边坡抗崩塌、抗滑能力降低;坡顶、坡面汇水对边坡的冲蚀破坏,易产生局部失稳的情况;地下水上升,裂隙充水,边坡的静水压力及动水压力增大。
根据上述情况,可判断,在不利的气象条件下,出现大规模滑坡的可能性较小,但边坡上部的坡积层、残积层、全风化、强风化层发生局部失稳,形成了小规模的崩塌。
2.3地质灾害治理方法
根据边坡的特点,提出了下述治理方案:
路面修复+混凝土挡土墙+灌注水泥砂浆+修复排水沟+涵洞
(1)路面修复:现路面经过来回车辆行人碾压,加上下部无土层顶托,已开裂,需要对其进行修复。采用C30混凝土,采用沥青砂浆进行填缝。
(2)修筑重力式混凝土挡土墙:挡土墙均采用混凝土,砼强度等级为C30。
(3)灌注水泥砂浆:在路基下被淘空的范围及预留路肩空隙中灌注水泥砂浆,水泥砂浆配比采用1:1:3。
2.4地质灾害治理施工过程
2.4.1施工工艺流程
本工程地灾治理施工顺序和工艺流程见右图。挡土墙施工、砌筑工程、修筑涵洞、路面修复及其它工种采用平面分区流水均衡插入立体交叉作业施工。一项工序紧跟一项工序向前推进,既在平面分区流水,又均衡施工,互不干扰,大大加快了施工进度,缩短工期。
2.4.2混凝土挡土墙施工方法
采用混凝土挡土墙对边坡进行加固。塌方区域修筑挡土墙长度为27m。经设计验算,本工程挡土墙设计底宽为2.6m,顶宽为1m,高度为4.2m。挡土墙均采用混凝土,砼强度等级为C30,为增加挡土墙的稳定性,避免挡土墙产生开裂现象,在灌注混凝土时,可投放少量的片石。挡土墙垫层厚度0.10m,采用C15垫层。开挖挡土墙时,需将已塌范围的松散土石层挖除。为确保地灾治理效果,需将路基下面宽1m范围的松散土层挖除,同时,开挖挡土墙的土体,需有一定的坡度。
2.4.2.1基槽开挖
采用挖土机进行基槽开挖,将治理的范围按一定的坡度开挖至设计深度。开挖至基底设计标高以上15cm时,重新进行测量放样,确定开挖正确不偏位的情况下改用人工清理,确保基底土质符合设计要求。
2.4.2.2基础施工
对基底进行验槽,确认基底土质达到设计要求后,立即安排浇筑基础混凝土,采用插入式振动棒进行振捣,将混凝土振捣密实。混凝土浇筑完成后及时养护,在基础初凝前在基础上墙身部分插入钢筋,使基础与墙身连接紧密。
2.4.2.3安装模板
基础浇筑完成后,按据设计图放出挡墙墙身浇筑边线。然后进行安装模板,模板采用木模板,安装模板时,保证模板具有足够的强度、刚度和稳定性,能承受新浇筑混凝土的重力侧压力及施工中可能产生的各项负荷。模板的接缝需紧密,不得漏浆; 模板与混凝土的接触面应清理干净,并确保底部接触紧密,防止底部漏浆。采用打入铁钉的方法将方木与模板连接,采用φ14螺丝拉杆与直径50mm的横向钢管、竖向钢管来固定,竖龙骨加固,并配以山形扣紧固,对螺线拉杆按1000×500的间距布置,设置时将泄水孔位置与螺杆重叠布置,在混凝土浇筑完成后,可将螺杆取出来。 2.4.2.4墙身浇筑混凝土
施工前应仔细检查模板安装的牢固程度。确保模板牢固后,混凝土可采用沿槽浇筑,浇筑过程中,采用C30商品混凝土,严格控制配合比。混凝土应分层进行浇筑,为确保不发生爆模的情况,在施工过程中,分2次浇筑,采用插入钢筋及插入片石的方法,来连接两次浇筑的混凝土。浇筑混凝土期间,有专人检查模板稳定情况,如发现有松动、变形、移位时应及时处理。混凝土浇筑过程中,及时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。采用插入式振动棒进行振捣,将混凝土振捣密实,振捣应避免碰撞模板。挡墙沿墙身方向每隔8~10m设一道伸缩缝,缝宽2cm。
2.4.2.5混凝土养护
混凝土养护期间,及时对混凝土暴露面进行洒水养护,并保持暴露面持续湿润,直至混凝土终凝为止。
2.4.2.6混凝土拆模
在混凝土浇注2天后,可将模板拆除。
2.4.2.7墙背回填
当墙身混凝土达到设计强度70%以上时进行挡墙墙背回填,以确保混凝土墙体的质量。墙背回填材料采用透水性填料,并分层填筑夯实。
2.4.3灌注水泥砂浆
在挡土墙完成之后,对挡墙边与道路之间的空位及道路水泥路面下的被淘空处灌注水泥砂浆。由于地灾隐患点处于急弯位,为确保行车安全及设置安全防护栏,确保路肩宽度,挡土墙内边线离公路边线不小于0.60m。在路基下被淘空的范围及预留路肩空隙中灌注水泥砂浆,水泥砂浆配比采用1:1:3。灌注水泥砂浆范围,长27m,宽1.10m,高4.20m。
3结束语
本次道路崩塌地质灾害治理,主要采用混凝土挡土墙及灌注水泥砂浆进行治理,选用合理的治理方案及施工方法,根据地区岩土层特点,本着对工程质量的终身负责,以“科学、经济、优质、高效、适用”为原则。以认真负责、严谨求实的理性态度,对项目管理机构设置、劳动力安排、施工进度计划、机械设备及材料配备、主要分部分项工程的施工方法、质量控制措施、安全生产措施、文明施工施等诸多方面进行了尽可能充分的考虑,以突出施工组织设计的科学性和可行性。本着以机械为主,人工施工为辅的施工方法,科学组织,充分发挥我单位的优势,为本项目地质灾害范围进行应急抢险治理发挥重要作用。保证了工程质量、缩短了工期,达到交付满意工程的目的,取得了较好的治理效果,得到业主的好评。