舒利平
(贵州省铜仁地区路桥工程公司)
(1)滤井排水护坡技术
这种排水方式主要以疏干潮湿边坡、疏排坡体内层间潜水来增加坡面稳定性,防止土壤细粒间的冲移和浸蚀,达到保护边坡目的。因此该技术重点考虑粒质材料和反滤设施的使用,以确保土的渗透稳定性,亦防止土中细颗粒随水流移动而形成“管涌”。
该技术是在坡外开挖竖滤井(根据现场浸湿记录来确定竖滤井数),在网栅护壁内填级配砾石,来吸收滤排竖井深度范围内的潜水。所吸收的水受自重作用积聚于井底,并沿设置在底部、坡度为5%的横向滤道管流出坡面外。滤道管底部为C20混凝土基础,上部网栅内仍填滤料,在滤道出口处接3Ф75多孔PVC管。
此技术的优点在于不需对土坡体大范围开挖,不影响原有绿化;若坡外有排水设施,滤道管出口可直接设置于该处,现状边坡只用正常防护即可。
由于滤道的开挖,坡体土重新回填,将改变天然土壤的性质,甚至降低其强度,在外界降水作用下可能会产生新的“滑塌”。建议在竖井与坡面间每50厘米设一网栅以增大土体间的摩擦力,以抵抗剪切变形。
(2)扶壁式排水结构
单个结构宽1 m,两侧及后背为粒质渗滤材料,内部为排水材料,底部为两根PVC多孔管及C20混凝土管基。
借鉴香港东三角高速公路边坡治理的成功经验,渗滤材料由60%的10 mm粒径石料和20%的5 mm粒径石料和20%石粉组成。
渗滤材料应考虑上覆排水材料的影响,即排水材料相对于渗滤材料而言,应当满足与渗材料相匹配的标准,以防发生“管涌”。这可以通过比较两者的不均匀系数CU和15%粒径D15得出。
粒质渗滤材料由耐久的天然无机材料构成,不含细粒土、有机物和杂质,可用级配砂或石料,能起到充分渗透作用。
(3)渗滤结构护坡应用实例
哈同公路管理处养护部门与省外高校联合成立课题组,对此技术进行了实际应用研究,具体公路里程位于哈同公路依兰段土质路堑边坡,即K312+200~K312+200(左),由于当时采用此技术的出发点是试图治理边坡坡面上的两处泉眼,为此对边坡坡面进行了局部治理,从当年使用的效果来看,在非结冰期此技术起到了一定的防护效果,但在结冰期(尤其是冬天),起渗滤作用的效果不佳,到了第二年,养护部门对此技术进行了调整。
由于土压力理论知道,填土容重越大,土压力也越大;填土的内摩擦角越大,土压力则越小。因此墙后应选择容重小,而内摩擦角又大的填料,一般以块石、砾石为好。这样的填料透水性也强,抗剪强度稳定,易排水。
因粘性土的压实性和透水性都较差,并且又常具有吸水膨胀性和冻胀性,产生侧向膨胀压力,影响挡土墙的稳定性。当不得不采用粘性土作填料时,应适当加以块石或碎石。任何时候不能采用淤泥、膨胀土作墙后填料。对季节性冻土地区,不能用冻胀性材料作为填料。填土必须分层夯实,达到要求强度,保证质量。
墙身材料的选择应与抗滑挡土墙的结构型式相适应。
对于重力式抗滑挡土墙,墙身材料一般采用条石、块石或块石混凝土或素混凝土。条石或块石应质地坚实,未风化,强度较高,一般应选择Mu30号以上的条石或块石;采用混凝土时,混凝土强度等级一般不应低于C15。
①抗滑挡土墙应尽可能在滑坡变形前设置,或在坡脚土体尚未全面开挖前,以较陡的临时边坡分段开挖设置。根据施工过程中建筑物的受力情况,施工时采取“步步为营”分段、跳槽、马口开挖,并及时进行抗滑挡土墙的修建。一般跳槽开挖的长度不宜超过总长的20%。切忌中途停工或冒进。对于变形剧烈的滑坡,宜从两端向中间分段施工,逐段稳定滑坡,减小滑坡规模,控制滑坡运动。
②在滑坡地段修建挡土墙前,应事先作好排水系统,合理编制施工组织设计,集中施工力量,作好施工准备,尽量缩短施工工期。
③注意掌握施工季节,尽可能避免雨季滑坡正在急剧发展时,在滑坡脚开挖基坑和修建建筑物。由于开挖填土而使地形有相当大的变化,因此要充分注意排除地表水,也应注意排除地下水,以防水的滞留。同时,对施工用水也应特别注意。
④施工时应先对滑坡体上(后)部进行刷方减载,以减小滑坡体产生的下滑力。刷方减载应按自上而下的原则进行。对刷方减载的弃土可作为抗滑挡土墙后的填料或抗滑挡土墙前的压载体。若滑坡体前缘极为松散,有时需将其清除,在这种情况下,也应采用自上而下的原则进行施工。
⑤当地下水丰富时,除按设计要求作好主体工程的施工外,对辅助工程,如墙后排水沟、墙身泄水孔等,也应切实注意其事故质量,防止墙后积水。
⑥对墙后的回填土必须分层夯实,达到设计要求。
⑦墙体施工时,必须保证施工质量,对浆砌条石挡土墙或浆砌块石挡土墙,砌筑时,砂浆必须饱满,砂浆强度应符合设计要求,保证墙体的整体性和其刚度。
⑧施工时,应保证基础埋置到最深的可能滑动面以下的稳定岩(土)中,并满足设计深度。挡土墙的基底面应严格做成顺坡,基底面的倒坡应符合设计要求。
从哈同公路(一期)工程防护设计以来,对一些低矮土质路堑易滑塌的边坡路段大部分采用了此技术,尤其是哈同公路方正段和依兰段。此技术的采用对于土质路堑边坡起到了一定的防护作用,尤其是对于边坡土体的稳定,但个别路段挡土墙台背后散落的杂土应及时清理,否则会影响挡土墙自身的稳定。