關中某度假區高邊坡治理設計方案比選

申紅軍 周 明 張九義

(1.西北綜合勘察設計研究院，陜西西安 710003; 2.陜西省礦業權交易中心，陜西西安 710075; 3.信息產業部電子綜合勘察研究院，陜西西安 710054)

擬設計高邊坡位于陜西西安東部，為黃土塬前緣土質邊坡。設計邊坡可分為兩個部分:本次設計的第①段邊坡治理工程邊坡長198.30 m，高差4.963 m～8.80 m，距坡頂5個單體建筑物邊線6.08 m～12.30 m。第②，③段邊坡治理工程邊坡長244.65 m，高差0.0 m～4.963 m，距坡頂2個單體建筑物邊線7.64 m;根據建設方提供的平面圖及場地地形圖，坡頂建筑物基坑開挖外放尺寸大于2 m(建筑物基礎施工已經開始，擬建建筑采用灰土擠密樁法處理地基)。

1 巖土工程條件

1.1 場地位置、地形地貌

本治理設計高邊坡位于西安市臨潼區310國道與連霍高速之間，交通便利。

場地地形呈臺階狀由南向北傾斜，地貌單元屬黃土塬前緣。

1.2 地層結構及巖性描述

據野外勘探，邊坡地層主要由第四系中、晚更新世風積黃土及殘積古土壤組成，地層結構簡單，分布規律明顯。

1.3 地下水

場地地下水屬潛水類型。穩定水位埋深為24.50 m～29.20 m，由于其埋藏較深，邊坡設計不考慮地下水的影響。

1.4 地基土與地下水的腐蝕性

擬建場地環境類型為Ⅲ類，地基土對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具微腐蝕性。

1.5 標準凍深

根據勘察報告，擬建場地季節性凍土標準凍深小于60 cm。

1.6 場地地震效應

西安市臨潼區抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g。擬建場地可視為可進行建設的一般場地，建筑場地類別為Ⅱ類，特征周期為0.35 s。

2 設計方案與計算參數

2.1 方案選型一

根據現狀邊坡穩定性計算結果，經技術經濟比較和工程類比，①，②，③邊坡設計均采用模噴土釘墻支護結構方案。

工程材料:土釘2φ16;模噴或現澆板墻厚度200 mm;橫拉加強筋1φ16;網片Φ8(200 mm×200 mm);土釘孔孔徑130 mm，孔內注漿M25;定位卡φ8，S形網片搭接鋼筋為Φ8;排水孔為φ50L500@ 3 000 PVC濾水管，采用預埋PVC管施工(在墻體內側的PVC管須打孔并纏上紗布以便排水)，成孔可考慮采用人工洛陽鏟。

2.2 方案選型二

第①段邊坡設計采用錨桿樁板組合支擋治理方案，第②，③段邊坡采用重力式漿砌石擋土墻方案。

工程材料:混凝土強度等級C30;塊石上下面應盡可能平整，厚度不應小于200 mm，強度等級MU30;砌筑砂漿采用M20，外露面用M15砂漿勾縫、抹面。其他材料情況詳見施工圖。

2.3 邊坡工程安全等級

根據GB 50330-2002，邊坡工程安全等級按二級設計，支護結構重要性系數取1.0，設計結構基準期70年。

2.4 防洪設計

按GB 50201-94，本邊坡設計防洪標準等級為Ⅲ級，按洪水重現期為50年設計，100年校核。

2.5 荷載

永久荷載基本組合值:1)坡頂建筑物基底壓力180 kPa，條形基礎，埋深-2.50 m。2)擋土墻砌體自重23 kN/m3。3)按水土合并計算土壓力。施工階段按朗肯土壓力公式計算主動土壓力。

可變荷載標準值:考慮坡頂施工影響可變荷載按25 kPa考慮，坡頂荷載不得超過此限值。

3 邊坡穩定性計算

3.1 巖土參數選取

依據巖土工程勘察報告和同類場地工程經驗，并充分考慮土體的不均勻性等因素，用反演分析法計算現狀欠穩定狀態邊坡穩定性計算所需土層的抗剪強度參數標準值和天然重度采用表1中數值。

表1 邊坡設計巖土參數表

3.2 計算結果

1)方案一。抗滑安全系數:15.210＞1.300;

抗傾覆安全系數:21.486＞1.600。

滿足要求。

2)方案二。治理方案選用Ⅰ—Ⅰ'～Ⅷ—Ⅷ'代表性斷面(最不利斷面)，對邊坡穩定性進行了驗算，計算結果見表2。

表2 各斷面穩定性計算結果

4 方案比選

方案一優勢:垂直于高邊坡進行模噴施工，占用上面建筑物室外面積小(可以滿足上面建筑物室外道路通行)、方便施工(采用分部分段施工可取得良好的效果)、施工成本比較低。

方案二優勢:漿砌石擋墻段須按一定坡度考慮從而占用上面建筑物室外道路，這部分成本低。而護坡樁段則有效避免邊坡上原外放回填的雜填土，受外界條件影響程度小、后期維護效果較好。

綜上比較，最終采用方案二，而漿砌石擋墻段占用邊坡下面少許人行道即可解決。

5 施工要求

1)施工單位應具有相應資質。水泥、砂、石和鋼筋等材料必須保證質量并對其進行復核、檢測，確保其質量符合國家標準。

2)應根據現場坐標進行施工放線。

3)原狀坡體回填土要求:a.回填所用的灰土或素土要質勻，雜質量小于3%。b.分層夯實填土壓實系數不宜小于0.93。c.施工前應對填料進行擊實試驗，施工過程中應嚴格控制填料含水量。d.要分段(10.0 m～15.0 m)施工，確保施工過程中邊坡穩定，且要分段、分部施工。e.擋土墻墻基下分布有濕陷性黃土，施工前應按相關規范要求對其進行處理;且應做好擋土墻上下現澆混凝土板和防滲土工膜的施工，以防外界水體下滲而影響擋土墻地基。

4)施工單位必須分段、分步施工，由南向北施工，開挖面不能過長，每段不能超過10 m～15.0 m，且不得隨意超挖，人工填土段分步開挖深度1.0 m～1.5 m，原狀粘性土段2.0 m～2.5 m。施工期間，對場地坡腳現有超挖地段重新返壓回填，確保邊坡穩定。

5)施工前須查清邊坡周邊和鄰近范圍內各類地下埋置物的分布、埋深等情況。若墻基底有管線、管溝穿越，應視具體情況適當調整擋墻尺寸，并通知設計人員進行設計變更。

6)施工前及施工過程中嚴禁地表水、施工用水滲入邊坡土體，降低其強度，誘發邊坡失穩。

7)擋土墻每10.00 m～15.00 m設置一道伸縮縫，縫寬25 mm，采用瀝青麻筋填實。

8)按要求做好擋土墻地基處理并做好墻頂防滲墊層施工，且現澆防水板與擋土墻錯縫布置。

9)冬季施工應注意混凝土防凍保濕、保溫，夏天注意噴水養護。

10)施工單位做好報驗、檢測及施工記錄。

11)邊坡治理施工開始至竣工投入使用后兩年內應對邊坡和相鄰建筑進行長期變形監測。

12)坡頂周圍應設置護欄，確保人員安全。

［1］ 西安臨潼國家旅游休閑度假區驪山新家園一期B區、幼兒園及社區中心勘察報告［R］.西安：西北綜合勘察設計研究院，2011.

［2］ 西安臨潼國家旅游休閑度假區工程地質調繪報告［R］.西安：西北綜合勘察設計研究院，2010.

［3］ 劉國煜，趙云剛，陳雅斌.西安臨潼國家旅游休閑度假區工程地質調繪實錄［J］.山西建筑，2009，35(24)：125-126.