汛期堤防背水坡及临水坡发生的滑坡,汛后必须进行处理,把险情消除,使堤防恢复到完好状态。在制定除险加固方案之前,应对要处理的滑坡进行成因分析和滑坡类型的判断。
另外,根据滑坡的地表情况,从滑坡上口的裂缝长度,裂缝深度及缝宽,下挫的高度,滑坡下口离坡脚的距离,隆起高度等,可初步判断滑坡是浅层局部的,还是深层的大范围的滑动。如果初步判断滑坡可能涉及地基一定深度,滑动范围比较大,对堤防的危害较大时,必须做进一步深入的分析工作。
滑坡除险加固方法很多,应根据滑坡堤段的实际情况,如当地材料供应条件、施工技术状况以及对施工工期的具体要求等进行优化后实施。下面针对不同的滑坡情况,考虑采用不同的除险加固方法。
2.1 浅层 (局部)滑坡的除险加固
浅层滑坡一般均发生在堤身,地基基本上未遭破坏。这类滑坡应优先考虑将滑运体全部挖除,重新回填。根据滑坡发生的位置与引起滑坡的原因不同,处理的具体步骤和处理办法也有不同。现分述如下。
2.1.1 背水坡浅层滑坡
2.1.1.1 以渗流为主要原因的浅层滑坡
(1)消除渗流险情。消除渗流险情的办法有:在临水坡面做黏土截渗铺盖,或在堤身中间做截渗墙。
(2)将滑坡上部未滑动的坡肩削坡至稳定的坡度,一般应做到1∶3左右 (目的是保证施工期的安全)。如滑弧上缘已伸入到堤顶,可直接按要求挖除。
(3)挖除滑动体。挖除应从上边缘开始,逐级开挖,每级高度20cm,沿着滑动面挖成锯齿形。在每一级深度上应一次挖到位,并且必须一次挖至滑动面以外滑动土中0.5~1.0m,以使保证新填土与老堤的良好结合。
(4)填筑还坡。挖除与重新填筑断面如图3所示。在平面上,滑坡边线四周向外延伸2m范围均应挖除,重新填筑。
填筑施工可采用机械或人工进行卸料和铺料。铺料时应严格控制铺土厚度及土块粒径的最大尺寸。铺土厚度一般应通过压实试验确定。
图3 挖除与重新填筑断面示意图
注 1.图中影线部分为滑动体应全部挖除;
2.图中挖除线每级高度小于1m,宽度伸入滑动体大于0.5m
压实的密度必须达到设计要求。重新填筑的堤坡必须达到重新设计的稳定边坡。
2.1.1.2 以堤脚下挖塘为主要原因的浅层滑坡
首先消除挖塘险情。在堤脚下挖塘,减小了堤身堤脚的压重,使堤身的抗滑力减小,造成滑坡。消除此类险情的办法很简单,即把挖掉的土体再填回来。如实在有困难,至少在滑坡出口处以外5m范围内必须回填。回填土料以透水性较好的砂石料为宜。把堤脚下挖塘填好后按上述的办法 (2)、(3)、(4)3个步骤挖除滑动体后,填筑还坡。
2.1.1.3 以堤身填筑质量不好为主要原因的浅层滑坡
此类滑坡因填筑施工质量不好,堤身强度不够。一般情况下,将滑动体全部挖除,重新填筑就可以消除产生滑坡的隐患。因此按上述 (2)、(3)、(4)3个步骤挖除滑动体,重新填筑还坡即可 (以此原因引起的滑坡发生在临水坡,此法也适用)。
2.1.2 临水坡的浅层滑动
(1)以崩岸 (坍塌)为主要原因的浅层滑动。首先以抛石护脚等除险加固办法,把崩岸险情消除后即可按上述的 (2)、(3)、(4)3个步骤挖险滑动体,重新填筑还坡。
(2)暴雨或长时间降雨,雨水沿着坝体裂缝渗水堤身内部,使滑动力增加,堤身抗剪强度降低为主要原因的浅层滑坡。
此类滑坡与因堤身填筑质量不好,强度不够为主要而引起的滑坡一样。一般不需要特别处理,只要将滑动体按上述 (2)、(3)、(4)全部挖掉,重新填筑还坡即可。(www.daowen.com)
2.2 深层滑动的边坡的处理
一般情况下深层滑动的滑动面已切入堤基相当的深度,此类滑动若全部挖除滑动体,则工作量较大,且施工具有一定的风险,所以应优先考虑采用部分挖除的办法进行处理。
具体施工程序如下。
2.2.1 挖除滑动体的主滑体并重新填筑
主滑体的确定原则是在最危险圆弧圆心上侧 (产生滑动力的一侧)的土体为主滑体,应全部挖除并重新填筑。当没有条件进行稳定分析,无法找到最危险圆弧圆心时可用下述办法粗略地确定,如图4所示。做上、下口连线AB的水平投影线的中垂线,以该线与边坡线的交点做主滑体与阻滑体的分界点 (一般情况,该点位置偏向滑动体一侧,但影响不大),其上侧为主滑体,下侧为阻滑体,将f点上侧主滑体部分挖除重新填筑。对f点上侧滑动体部分全部挖除与重新填筑的具体实施同前述浅层滑坡的挖除与重新填筑一样,按产生深层滑动的位置和发生的主要原因不同采取不同的办法进行挖除与填筑,这里不再赘述。将f点以下的阻滑体中的滑动面进行处理后,才能开始f点上侧堤防的填筑。
图4 主滑体的简化确定图
2.2.2 f点以下阻滑体滑动面的处理办法
(1)按滑动后设计的稳定断面重新填筑,如图5所示。图中斜线部分为新增填土部分。这种处理办法就是以增加阻滑体的重量,即增大阻滑力的办法,来提高堤防的稳定性。该法优点是施工简单,不需三材,易于实施;缺点是需要大量的土方,如土源缺乏的地区,采用该法有一定的困难。
图5 按滑坡后设计的稳定断面重新填筑示意图
(2)采用加固地基的办法,地基加固处理的办法很多,结合堤防除险加固的具体情况,比较适合的地基加固办法有如下几点。
1)搅拌法 (拌和法,水泥土法)。该法的基本原理,是用专用的拌和机械,现场将水泥浆与地基的软弱土就地拌和,形成水泥土。经过2~3个月后,水泥土的强度将达到0.5~1MPa(5~10N/cm2)以上。经用水泥土加固后的地基的强度将大大提高,用这种加固方法处理滑坡地基是行之有效的。该法的优点是加固技术成熟可靠,不需要土方;缺点是需要一定量的水泥,搅拌法的加固范围如图6所示。
2)灌浆补强法。该法加固的基本原理是利用专用机械以一定的压力将水泥浆强行灌入地下,以水泥本身的高强来增补地基的强度,该法优缺点同搅拌法。
3)振冲法。该法加固的基本原理是利用专用机械将碎石强行灌入地下形成一个独立的碎石桩,用碎石桩置换部分的软弱土体,以达到加固的目的。另外,该法在制碎石桩时,对地基施加一定强度的周期性的振动力,这对于提高砂基的密度和抗液化能力是十分有效的。因此,该法特别适用于加固砂基。该法优点是不需三材;缺点是石料用量大,当地石料供应有困难时,造价会较大。
图6 水泥土加固滑坡示意图
2.3 滑坡处理注意事项
2.3.1 滑坡处理后,对其坡面的防护
堤坡坡面的防护是一项十分重要的防护工程措施。如果不重视该项工作,一旦发生较大风浪、暴雨时,坡面将会被破坏,进一步发展下去,直接威胁堤身的安全。该项目工作必须引起设计、施工、管理部门的高度重视。
2.3.2 处理滑坡施工期的安全监测
处理滑坡施工是一项技术性较强的工作,必须精心设计,精心施工。在处理滑坡施工期间,为保障堤防的安全提出以下建议:
(1)填筑施工除按上所述的,严格执行规范有关规定外,这里特别强调一个必须遵循的原则:填筑施工必须从下至上,逐级进行,换句话说,先做好基脚,才能做堤坡。而挖除工作则相反,必须从上至下,逐级挖除,即必须从顶部挖起,逐步挖到下部。
(2)在滑坡严重的堤段施工,比如处理深层滑动的滑坡,必须特别注意已滑动土体的稳定性。必要时应设置临时的监测点,监测堤脚水平位移,堤基的孔压 (水位)的变化等,以防不测事件发生。
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