復合支護結構在邊坡工程中的應用

左德勤

1 工程概況

長沙市天心區某安置小區邊坡為原始平緩山坡開挖而形成的人工高陡邊坡,邊坡高度約11.56 m～14.40 m,邊坡長度約290 m,開挖后形成邊坡坡度約為 70°～75°。該邊坡根據走向可劃分為HA,AB,BE,EG四段,其地質情況見表1。

表1 邊坡地質情況 m

其中該邊坡HA,AB段開挖后形成坡度約70°,高約11.5 m,由于開挖過程中及邊坡形成后未對其進行及時支護,邊坡于2008年2月AB段發生垮塌,并嚴重影響到其坡頂緊鄰的6層新建樓房。事故發生后,采取了堆土及砂袋反壓坡腳等措施后,邊坡現暫時處于穩定狀態。為了避免險情的再次出現,需對該邊坡進行處治與支擋設計。

2 巖土力學參數選取

設計所需參數系根據巖土工程勘察報告結合本地區工程經驗,按照極限狀態設計原則,對現狀穩定的HA,BE,EG段邊坡采用勘察報告書建議的指標進行計算,對已發生垮塌的AB段按安全系數進行反算確定相關設計計算指標值[1](見表2)。

表2 巖土力學參數

3 支護方案的選擇與設計

3.1 支護方案的選擇

1)邊坡為土質邊坡;2)邊坡AB段于2008年 2月 5日發生滑塌。事故發生后,有關部門在專家指導下采取堆土及砂袋反壓坡腳等搶險措施,使邊坡暫時處于穩定狀態,但由于填土的物理力學性質較差,邊坡仍然有發生進一步滑塌的可能;3)邊坡AB段頂部西側緊鄰一6層新建住宅樓,滑動帶后壁距樓房基礎最近約1.0 m,要求支護采用的設計方案能嚴格控制變形;4)邊坡EG段頂部東南側有一6層新建住宅樓,距邊坡頂邊約8 m;5)邊坡邊線上方為高壓電線,其走向與邊坡走向大致平行;6)該邊坡是一個永久性支護,而且位于新建小區內。

綜合分析以上因素,最終決定對該邊坡每段均采用上部錨桿加網格梁與下部抗滑樁加錨桿方案,對滑塌區內的填土,補充采用靜壓注漿進行加固。

3.2 支護方案總體設計

1)根據邊坡深度將邊坡劃分為上、下兩部分。上部分按1∶0.3放坡并采用兩層錨桿加網格梁進行支擋;下部分采用抗滑樁加一層或兩層錨桿進行支擋;2)上部第一層錨桿設在距樁頂1.5 m處,第二層錨桿設在距樁頂4.0 m處,錨桿及網格梁間距為2.5 m×2.5 m(豎直間距×水平間距),格梁間掛鋼絲網抹灰或進行綠化設計;3)下部抗滑樁,樁間距2.5 m。HA,AB段樁徑1.2 m,一道錨桿設在距樁頂-0.1 m處;BE,EG段樁徑1.3 m,兩道錨桿分別設在距樁頂-0.1 m及-2.1 m處。樁混凝土采用C25,樁間掛鋼絲網抹灰或進行綠化設計;4)樁頂用冠梁連接,截面尺寸0.5 m×1.2 m,梁體采用 C25混凝土,冠梁頂部即為平臺,寬 0.8 m;5)邊坡AB段滑塌后的填土區設置三排注漿孔進行加固處理,防止在邊坡支護施工過程中發生二次垮塌。注漿孔距房屋基礎分別為2.5 m,5.5 m,8.5 m,孔間距2.5 m,注漿孔設置在兩根錨桿的中間位置;6)采取邊坡頂地面硬化及設置截水溝、排水溝、泄水孔等措施。

4 施工注意事項

1)采用分層填土,每層一般不超過300 mm厚度,填一層夯實一層,直至填到地面標高(標高約58.0 m)。2)布置三排注漿孔,距房屋基礎分別為2.5 m,5.5 m,8.5 m,孔間距2.5 m,注漿孔設置在兩根錨桿的中間位置。孔深穿過滑動面進入原狀土層1.5 m～2.0 m,采用孔口封閉式全孔一次性靜壓注漿,注漿孔徑可采用75 mm或90 mm,注漿壓力0.1 MPa～0.5 MPa,注漿液采用水灰比0.5的水泥漿。3)當錨桿施工完畢后,錨固體強度達到設計強度等級的75%時,應進行驗收試驗,試驗數量按規范要求。錨桿施加預加力均為錨桿設計承載力的40%,分兩次張拉,第一次張拉總預加力的60%,第二次張拉總預加力的40%,錨固體強度須達到設計強度的70%后方可進行張拉。4)抗滑樁鋼筋數量、規格長度應滿足設計要求,主筋焊接搭接長度不小于10d,同一截面接頭面積不大于50%,且相鄰接頭錯開35d(d為主筋直徑),主筋保護層厚度為50 mm。5)在邊坡頂、底用紅磚(Mu10)砌筑排水溝,尺寸300×300,M10水泥砂漿抹面,厚度不小于10 mm。同時在坡面設置一定數量的泄水孔,縱向孔距3.00 m,橫向孔距3.00 m,采用φ50 PVC管,長度不大于400 mm,呈梅花形布置。6)在施工期間須按規范要求設置位移、沉降觀測點,監測邊坡以及鄰近建筑物、道路的水平位移及沉降情況,樁錨設計方案通過信息施工法加以補充完善。

5 結語

本邊坡工程在周邊環境較為復雜的情況下施工,綜合考慮多方面因素后,采用了上部錨桿加網格梁與下部抗滑樁加錨桿的復合支護設計方案,在邊坡支護加固施工過程中,邊坡的監測數據表明其變形均在規范允許的范圍之內。本邊坡工程成功施工的設計方法及思路對類似工程有一定的借鑒作用。

[1] 趙明階,何光春.邊坡工程處治技術[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 李高懷.淺析邊坡工程防護加固技術[J].山西建筑,2008,34(8):142-143.