王斌
中南勘察基础工程有限公司 湖北武汉 430081
摘要：武当山古建筑群1994年被联合国公布为世界文化遗产，太子坡景区是武当山建筑群的重要组成部分，太子坡景区入口的九曲黄河墙为当地特色景观，近年来该处围墙多处出现倾斜开裂现象。本文根据工程地质调绘、钻探及室内试验结果，分析了该围墙所处边坡体的稳定性，并提出了相应的边坡治理措施。由于现场场地狭小又要遵守“不改变文物原状”的文物修缮原则，本次主要采取微型钢管桩及注浆加固措施，可以有效提高边坡的稳定性，保证九曲黄河墙基础的安全。
关键词：武当山古建筑群；九曲黄河墙；边坡；稳定性分析；治理措施；注浆微型钢管桩
0 引言
武当山太子坡古建筑群位于武当山地区狮子山西北坡，为当地重要景观，始建于明代，清代曾三次重修，九曲黄河墙全长89m，走廊宽约5米，墙体厚0.93米，高约4～5米，上下高差有数米，主要沿山坡边缘呈曲字形依山而建，地面铺设1米左右的大片石，墙角下设有临时排水沟（宽0.5米，深0.4米）。1983年由湖北省政府拨款进行了全面修缮，近年来该处围墙多处出现倾斜开裂现象。
现场查勘发现，九曲黄河墙西北侧外墙位于坡顶，西侧距片石挡墙3~6米，挡墙随地势高度发生变化，北部挡墙高度约6米，仅有一级挡墙；从北往南挡墙高2~4米不等，下部有多级挡墙。边坡工程安全等级按二级考虑。本次查看了多级挡墙，发现挡墙有局部鼓胀、错开及垮塌等现象存在。由于雨水浸润，地基土可能产生滑移；由于滑移距离不同，导致九曲黄河墙西北侧墙体出现不均匀沉降和开裂；提高边坡稳定系数是本次九曲黄河墙危墙治理工作的重点。
1 场区工程地质概况
武当山位于十堰市东部，属于多山地带，这些山脉多由变质岩组成，特点是山大谷狭、高差大、坡度陡、切割深、最高处天柱峰海拔1612米，四周山体低下，中央呈块状突起，好汉坡一带多由元古代千枚岩﹑板岩和片岩构成，岩层节理发育，并有沿旧断层线不断上升的迹象，形成许多悬崖峭壁的断层崖地貌。
武当山太子坡古建筑群位于武当山地区狮子山西北坡，九曲黄河墙场区土层为杂填土，碎石土、粉质黏土以及片岩。根据年代、成因、土层结构特征及强度上的差异，场地土自上而下可分为4大层。各岩土层主要特征及设计所需参数如下：
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2 边坡稳定性分析
根据当地地质部门调查结果，整个太子坡古建筑群位于一个滑坡上，滑坡范围详见图1；由于场地位于坡地且有滑移的可能性，现有场地属于对建筑抗震不利地段。现有场地目前为稳定性差。
九曲黄河墙西北侧外墙位于坡顶，且位于滑坡的前缘，边坡稳定性为基本稳定；边坡调查发现边坡破坏及墙体变形情况主要发生在2号钻孔附近，故本次选取2号钻孔截取最不利的断面进行边坡稳定性验算，采用单平面滑动法进行计算，边坡稳定性计算简图详见图2。
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根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）附录A中A.0.2条，本次选取2号钻孔西侧挡墙至九曲黄河墙内地面沉降处边线作为稳定性分析考虑范围，推测滑动面如上图所示，滑动面倾角θ约为27o,墙体荷载Gb约为70kN/m，土体自重G约为500kN/m，滑面长度L为12.9m，内摩擦角φ取18.5o，粘聚力c取8kPa。将参数代入平面滑动法边坡稳定性系数计算公式：
Fs =R/T=［(G+Gb)cosθtgφ+ cL］/(G+Gb)sinθ=［(500+70)cos27o tg18.5o +8×12.9］/(500+70)sin27o=1.055
按照《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表5.3.2查得边坡稳定安全系数Fst为1.30。本处边坡稳定性系数1.055在1.05≤Fs＜1.30之间，查《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）表5.3.1本处边坡稳定性状态为基本稳定。其边坡稳定性系数已接近欠稳定，若在降水等不利影响的情况下，边坡极易产生失稳，故需对边坡进行加固治理。
3 边坡加固治理工程措施
根据综合分析和稳定性计算结果，受场地条件限制及对古围墙保护的要求，对九曲黄河墙西侧边坡采用对场地适宜性较强的微型钢管桩进行加固处理，桩端嵌固到岩层中，通过钢管桩对土层、岩层及土岩结合面注入水泥浆的方式，增加地基土的承载力及抗剪强度，通过增加抗滑力来保证边坡稳定性系数大于1.30。
按照墙体倾斜开裂情况不同，微型钢管桩布置的排数不同，墙体外倾地段布置三排，其他地段布置两排，钢管桩平面布置图详见图3，钢管桩排间距约1m，每排钢管桩之间距离0.5m。对于桩长的要求详见图4，各排钢管桩进入岩层不少于2000mm、1500mm、1000mm。钢管桩直径168mm，壁厚6mm，钢管侧壁上预留注浆孔。建议钢管桩孔径采用潜孔钻机钻孔直径180mm。
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4 施工工艺、要求及注意事项
4.1 施工工艺
因微型钢管桩要入岩，先用潜孔钻机钻孔，孔径180mm，入岩深度要满足图4中的要求进行，微型钢管桩直径168mm，壁厚6mm，钢管壁按照间距300mm梅花型布置φ10mm的注浆孔。浆液水灰比0.6~1:1，具体配比根据现场试验确定；注浆压力0.2~0.5MPa，浅层土逐渐降低注浆压力。
4.2 钢管桩施工注意事项
（1）当用潜孔钻机钻进时，要保持与墙体之间的安全距离，避免施工对墙体产生破坏，施工过程中要满足入岩的深度要求，各施工步骤严格按照规范要求进行。
（2）为了后期墙体纠偏加固的需要，钢管桩露出地面应不少于300mm。
（3）注浆施工时应先进行靠近坡面的注浆孔施工，后进行靠近墙体的注浆孔施工。
5 结论
（1）九曲黄河墙西北侧外墙位于坡顶，且位于大型滑坡的前缘，边坡稳定性为基本稳定，由于雨水浸润，地基土可能产生滑移；由于滑移距离不同，导致九曲黄河墙西北侧墙体出现不均匀沉降和开裂。对边坡及地基土的加固是本次危墙治理的重点工程。
（2）由于场地狭小，又不能对古墙体产生新的破坏，本次采用对场地适宜性较强的微型钢管桩进行加固处理，即可加固地基土，提高其承载力和抗剪强度，又能通过嵌入基岩，提高抗滑力，可以有效保证边坡安全。
（3）本次加固措施中，为后期墙体纠偏加固提供了支撑系统，即保证墙体的安全，又利于后期项目的施工。
参考文献：
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作者简介：王斌(1967-)，男，汉族，湖北省仙桃市人，学士学位，高级工程师，主要从事岩土工程勘察、设计及治理方面的研究。