九江市新開河邊坡支護方案比選

袁 榮

由于本支護開挖地處繁華路段,周邊建筑物及地下管線較多,因此支護設計首先重點考慮了支護邊坡的安全與穩定,確保支護周邊建筑物的安全,控制支護邊坡變形,保證周邊建筑物及管線不會變形破壞。其次,要考慮工期及經濟問題。在工期上確保業主總體工期目標的實現,造價合理。

1 工程概況

新開河護坡工程左右兩岸共長2 220 m,其中205 m為放坡開挖,不需要支護,在其余2 047 m的范圍內,由于上部雜填土及淤泥質土層的影響,加之開挖河道周邊建筑物林立,距離支護距離不等,為保證整個支護及周邊建筑物和地下管線的安全,必須進行支護。

2 支護工藝選擇及比較

鉆孔灌注樁結合錨桿的樁錨支護方式,以其安定可靠的支護性能,在我國的地基與基礎領域占有著舉足輕重的地位。但在施工上依然存在著施工效率低、造價偏高、工序復雜、對環境污染較大的缺點,在本工程中建議應用于支護開挖深度較大,離周邊建筑物較近的位置,一方面能夠充分保證周圍建筑物、地下管線和支護的安全,另一方面能夠相應的降低工程的投入,降低成本。

土釘支護是通過在土體內施工一定長度和分布的土釘,與土體共同作用形成復合體,彌補土體強度不足并發揮錨拉作用,使巖土體自身結構強度潛力得到充分發揮,保證邊坡的穩定。坡面設置鋼筋網噴射混凝土,起到約束坡面變形的作用,使整個坡面形成一個整體。以其結構簡單,適應性強,施工機具簡單,施工靈活,污染小,噪聲低,對周圍環境的影響小,可與土方開挖同步進行,支護費用相對較低的優點在支護領域得到廣泛應用。但因受其被動受力的作用機理影響,對于較深的支護,尤其在離建筑物較近的位置,為保證周邊建筑物和地下管線的安全,特別是在軟土地基,受土質及地下水的影響,與當地巖土經驗有較大關系。

SMW工法是使用攪拌葉片和螺旋鉆攪拌待加固土體的技術,使水泥類懸濁液在原地層中與土體(Soil)攪拌混合(Maxing)形成墻體(Wall)的原位加固技術(簡稱SMW 工法),由于其插入的型鋼可以回收,施工造價相對比較便宜,而且工作效率高,可以大大縮短工期,對于在市區施工的本工程具有明顯優勢,可以在離建筑物較遠,支護開挖深度超過7 m的范圍內采用該方法進行支護。

在本工程的工效比較見表1。

表1 在本工程的工效比較(以連續的307 m的樁錨支護段為例)

3 支護選型的確定

經設計計算和類比,根據不同工況選擇以下支護形式:淺支護采用土釘墻支護、較深支護且離周邊建筑物較遠區段采用SMW工法支護、支護深且周邊建筑物較近區段采用大直徑灌注樁加錨桿支護形式。

4 典型區段設計成果

4.1 土釘墻支護

該段為里程號0+054～0+503段的支護形式,支護深度4.5 m～6.2 m,支護設計維持原設計方案。其支護簡圖及設計成果如圖1,表2所示。

表2 土釘墻支護設計成果表

邊坡支護前最危險滑弧K=0.593,支護后最危險滑弧K=1.316＞1.3(規范值)。

4.2 SMW工法支護

該支護類型支護范圍內,按支護深度及地層條件不同分為3種情況,地面均布載荷取15 kPa,條形載荷按周邊8 m距離外樓房載荷取值155 kPa,采用SMW工法與預應力錨桿結合的支護體系。其支護簡圖及設計成果如圖2,表3所示。

表3 SMW工法支護設計成果表

表4 樁錨支護設計結果表

4.3 樁錨支護

該支護類型支護范圍為周邊建筑物距離較近的區段,在原有支護設計成果上進行優化設計,樁體用1 000 mm直徑灌注樁,樁間距為1.2 m,樁間土可采用短土釘加排水結構支護,此項措施可避免帷幕施工困難,工期拖長的弊端,同時節約造價。支護深度9 m,地面均布載荷取15 kPa,條形載荷按周邊3 m距離外樓房載荷取值150 kPa,采用灌注樁加兩道預應力錨桿支護體系。其支護簡圖及設計成果如圖3,表4所示。

5 結語

邊坡支護的本質要點就是止水擋土以供坑內安全施工。土釘墻成功解決了支護邊坡的強度及穩定性問題;樁錨支護整體剛度好,控制變形能力強,支護安全可靠,位移小,工藝成熟,質量較易控制;SMW法由于插入的型鋼可以回收,相對施工造價合理,整體剛度好,控制變形較強,設備、人員投入少,施工效率高,環境污染少,機械化程度高,操作及控制手段簡單。針對不同的邊坡采取的支護形式完全滿足了臨近建筑物穩定要求及周圍管線變形要求;盡管施工期處于雨季,但仍按預定工期順利進行,滿足了工期要求;工程造價在預算范圍內,造價可控。

[1]薛志鋒.公路邊坡常見支護方法簡介[J].山西建筑,2008,34(26):279-280.

[2]CECA 96∶97,基坑土釘支護技術規程[S].

[3]JGJ 120-99,建筑基坑支護技術規程[S].