土质边坡顶部开槽的圆弧滑动稳定分析
摘 要:通过对饱和均质土坡顶部开槽与否进行圆弧滑动法对比分析,得出坡顶由于开设泥浆槽会降低土坡稳定性,并对一工程事故进行了验证分析,提出在边坡顶部施工可能造成泥浆槽情况时应选择合理的施工顺序和施工工艺,控制施工速度,避免不稳定现象发生。
引言
在钻孔灌注桩、地下连续墙施工过程中,由于泥浆的比重大于水,泥浆自重产生的压力既可以用来固壁又可起到润滑、冷却设备作用。因此泥浆常常起着有利于孔壁、槽壁稳定的作用,但是在土质边坡顶部开槽时,泥浆压力却对滑动体起着推动、助滑的作用,此时对边坡稳定起着不利作用。本文就坡顶搅拌桩连续墙围护快速施工形成沟槽和无沟槽的土质边坡进行对比分析,研究坡顶由于施工搅拌桩连续墙对土质边坡的稳定影响。
1 土质边坡稳定分析
1.1 均质土坡分析
对于饱和黏性土均质土坡,如图1所示,根据黏性土坡整体圆弧滑动公式计算[1],可得稳定安全系数:
通过前面计算对比,在存在边坡的区域,如果在边坡附近开槽会增加边坡的不稳定性,在开泥浆槽的情况下边坡的稳定安全系数会减小近1/3,而这种问题恰恰是设计和施工过程中最容易忽略的问题,很可能会诱发边坡稳定性事故。
2 案例分析
本工程位于上海松江地区,拟建物区域位于人工填筑的岛屿之上,四周环绕开挖人工湖,人工岛填筑主要由黏性土填筑,其中素填土回填年限约5年~6年,新填土是由于景观需要的后填土,回填年限半年左右,岛中间填土厚度大(3 m~4 m),四周厚度较小(2.0 m),所有填土均未进行分层碾压密实,仅仅是施工机械行走碾压而已。填土后因建筑需开挖7 m深左右的基坑,根据岛上情况采用水泥土搅拌桩进行支护,搅拌桩为格栅状内外侧封闭墙体,靠近河渠侧搅拌桩重力墙厚度为4.20 m。最外侧填土底部距河道边缘河堤为6.0 m~8.0 m,采用双轴搅拌机施工,搅拌桩连续墙宽0.7 m,外侧距填土边缘约为1.5 m。由于本工程施工面积较大,场地搅拌桩施工和其他用水造成地下水位较高,施工速度较快,形成较长的一段水泥土泥浆槽,施工期间由于水泥土搅拌后呈流塑状态,在靠近河渠段施工期间发生滑坡,滑坡处裂缝宽约10 cm~25 cm,裂缝下50 cm可明显见到积水,滑坡范围和滑裂线大致见图3,滑裂线两边错位30 cm~60 cm,沿搅拌桩快速施工形成沟槽的外侧开裂错动,滑坡体浆砌石河堤挤裂推到人工湖中。
场地剖面及顶部水泥土泥浆槽的剖面见图4,图5,根据勘察报告素填土粉质黏土十字板剪切强度为30.7 kPa,淤泥质粉质黏土顶部附近十字板剪切强度为18.3 kPa,取素填土的十字板剪切强度为10 kPa,新近填土的十字板剪切强度为10 kPa,施工均布荷载P=7 kPa。取搅拌水泥土泥浆的容重为18 kN/m³,泥浆压力折减系数μ=0.75。
3 结语
1)土质边坡顶部开设泥浆槽等会增加边坡的不稳定性,设计施工中容易忽略应引起重视。
2)在边坡顶部进行泥浆槽等施工时应选择合理的施工顺序和施工工艺,控制施工速度,避免不稳定现象发生。
3)在斜坡附近施工时应进行稳定验算,防止由于施工荷载、地下水位等原因造成地基失稳。
|
