延鋒偉世通土質(zhì)環(huán)境邊坡支護設(shè)計

于恒兵

(中國煤炭科工集團重慶設(shè)計研究院，重慶 400016)

延鋒偉世通汽車飾件系統(tǒng)有限公司是上海汽車工業(yè)(集團)總公司和美國偉世通國際控股有限公司共同投資的合資企業(yè)，其重慶分公司技術(shù)改造工程位于重慶市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)北部新區(qū)平場工業(yè)園F08，F(xiàn)09地塊，擬建場地原始地貌為侵蝕、剝蝕淺丘地貌，場地經(jīng)后期人工拋、堆填場，形成若干平臺，地面高程大致為323 m～344 m，相對高差約21 m，地勢呈北東高西南低。

根據(jù)重慶公司的生產(chǎn)性質(zhì)及工藝流程需要，業(yè)主要求廠區(qū)總平面布置上不能按重慶地區(qū)傳統(tǒng)坡地建筑分階設(shè)計，廠區(qū)內(nèi)各廠房地坪絕對標(biāo)高應(yīng)基本統(tǒng)一，以此意見為基準(zhǔn)綜合考慮場區(qū)土石方平衡、相鄰市政道路高程及周邊已建建(構(gòu))筑物地坪標(biāo)高，確定廠區(qū)主廠房 ±0.000相對于絕對標(biāo)高337.00，室內(nèi)外高差0.3 m，按設(shè)計標(biāo)高平場后，本項目場區(qū)四周將形成高度約0 m～14 m的土質(zhì)環(huán)境邊坡，根據(jù)渝建發(fā)［2010］166號文件，該工程西側(cè)、南側(cè)環(huán)境邊坡屬土質(zhì)邊坡，且高度不小于8 m，屬高切坡工程，邊坡支護方案需由重慶市建委專家組評估論證。

1 環(huán)境邊坡現(xiàn)狀及評價

1)東側(cè)環(huán)境邊坡:邊坡概況:位于東側(cè)與普洛斯物流園交界處，高約0 m～7.8 m，長約345 m，邊坡坡向265°，土質(zhì)邊坡(松散素填土)，局部為巖質(zhì)，因巖質(zhì)部分極少，且多為強風(fēng)化基巖層，故該邊坡按土質(zhì)邊坡評價，邊坡安全等級為二級。穩(wěn)定性評價:邊坡巖土界面較緩，基本無剪出口(僅局部邊坡段為混合質(zhì)邊坡)，不考慮沿巖土界面的滑動破壞，新近填土松散，邊坡自身穩(wěn)定性差。2)南側(cè)環(huán)境邊坡:邊坡概況:位于南側(cè)，毗鄰市政道路。高約0 m ～14.0 m，長約250 m，邊坡坡向 358°，填方土質(zhì)邊坡，邊坡安全等級為二級。穩(wěn)定性評價:邊坡巖土界面較緩，無剪出口，原地面線較緩，不考慮沿巖土界面及原地面線的滑動破壞，新近填土松散，邊坡自身穩(wěn)定性差。3)西側(cè)環(huán)境邊坡:邊坡概況:位于西側(cè)，高約2 m～14.0 m，長約470 m，邊坡坡向85°，填方土質(zhì)邊坡，邊坡安全等級為二級。穩(wěn)定性評價:邊坡巖土界面較緩，無剪出口，原地面線較緩，不考慮沿巖土界面及原地面線的滑動破壞，新近填土松散，邊坡自身穩(wěn)定性差。

2 邊坡方案的選擇及評估

場地東側(cè)、西側(cè)、南側(cè)按設(shè)計高程平場后形成環(huán)境邊坡均為不穩(wěn)定邊坡，需進行支護處理，結(jié)合地勘資料及總平面布置提出如下支護方案:1)東側(cè)環(huán)境邊坡:邊坡高差約0 m～7.8 m，設(shè)計建筑退用地紅線最大距離26 m，可采用自然放坡處理，坡率不大于1∶1.5，處理后邊坡穩(wěn)定。2)南側(cè)環(huán)境邊坡:場地南側(cè)僅布置少量輔助用房，建筑退用地紅線16m～29 m，邊坡高差約0 m～14.0 m，邊坡高度不大于6.0 m時采用重力式擋土墻進行支護;邊坡高度大于6.0 m時采用兩階重力式擋土墻進行支護，上下兩階擋墻基礎(chǔ)應(yīng)滿足不大于45°的傳力角要求，以保證相鄰擋土墻的穩(wěn)定性，擋土墻基礎(chǔ)持力層為夯實填土層或強風(fēng)化基巖層，臺階平臺作廠區(qū)綠化用地。3)西側(cè)環(huán)境邊坡:邊坡下方為規(guī)劃市政道路，上方為廠區(qū)道路，高差約2 m～14.0 m，邊坡高度不大于6.0 m時采用重力式擋土墻進行支護，擋土墻基礎(chǔ)持力層為夯實填土層或強風(fēng)化基巖層;邊坡高度大于6.0 m時采用樁板擋墻進行支護，抗滑樁基礎(chǔ)嵌入中等風(fēng)化基巖層。

地基處理及技術(shù)指標(biāo):設(shè)計對場地西南側(cè)高拋、堆填區(qū)域地面進行強夯處理，處理區(qū)域面積約2.6萬m2，要求強夯單擊夯擊能4 000 kN·m，有效加固深度不小于8.0 m，處理后地基承載力特征值fak≥150 kPa，強夯控制指標(biāo)及檢測應(yīng)滿足JGJ 79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)渝建發(fā)［2010］166號文件精神，該邊坡支護方案于2011年4月經(jīng)方案審查單位機械工業(yè)部第三設(shè)計院組織專家審查，審查結(jié)論為方案合理可行。

3 邊坡支護深化設(shè)計

3.1 場地概況

據(jù)地面調(diào)查及鉆探揭露，擬建場區(qū)內(nèi)上覆第四系全新統(tǒng)人工素填土層(Qml4)，殘坡積粉質(zhì)粘土(Qel+dl4)，下伏基巖侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組(J2s)砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，巖土參數(shù)見表1。

表1 巖土參數(shù)值

3.2 樁板擋墻設(shè)計

本文著重介紹西側(cè)樁板擋墻的設(shè)計，普通重力式擋土墻的設(shè)計在此不作說明，西側(cè)環(huán)境邊坡最大高差約14 m，參照DB 50/5029-2004地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計規(guī)范第 3.4.1.6 條［1］，樁板擋墻抗滑樁截面估算如下:

抗滑樁截面高度h=H/6=14/6=2.33，取2.5 m;截面寬度b=h/2=2.5/2=1.25，取1.5m;抗滑樁間距 d=3b=3 ×1.25=3.75 m，取4.0 m，樁間擋板厚取0.3 m，樁板擋墻布置見圖1。

抗滑樁(Z37)處樁板擋土墻剖面圖見圖2。

1)基本假定及計算原理。

圖1 樁板擋墻布置示意圖

圖2 抗滑樁（Z37）處樁板擋土墻剖面圖

樁板計算時由于滑床為完整的巖質(zhì)地基，可按“K法”計算，地基水平抗力系數(shù)(KH)見表1。根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，壓實填土水平抗力系數(shù)取KH=10 MN/m3，樁“K法”計算簡圖見圖3。

圖3 樁“K法”計算簡圖

“K法”計算單樁內(nèi)力及位移:將樁視為一豎向彈性地基梁，由材料力學(xué)公式及溫克爾假定可建立下述微分公式:

地面以上樁的位移:

地面以下樁的位移:

地面以上轉(zhuǎn)角:

地面以下轉(zhuǎn)角:

地面以下彎矩:

地面以下剪力:

樁頂位移:

最大彎矩位置:

2)樁板式抗滑擋土墻驗算。

樁板式抗滑擋土墻驗算物理參數(shù)，見表2。

表2 樁板式抗滑擋土墻驗算物理參數(shù)

滑坡推力作用情況樁身內(nèi)力及配筋，見表3。

表3 滑坡推力作用情況樁身內(nèi)力及配筋

背側(cè)最大彎矩=20 008.285 kN·m，距離樁頂17.000 m;

最大剪力 =2 554.318 kN，距離樁頂 29.500 m;

樁頂位移=98 mm。

庫侖土壓力(一般情況)樁身內(nèi)力及配筋，見表4。

表4 庫侖土壓力(一般情況)樁身內(nèi)力及配筋

圖4 抗滑樁基礎(chǔ)～21.500標(biāo)高配筋

背側(cè)最大彎矩=12 297.320 kN·m，距離樁頂18.000 m;

最大剪力=1 877.291 kN，距離樁頂 13.000 m;

樁頂位移=62 mm。

3)樁板式抗滑樁配筋。

分析滑坡推力作用情況及庫侖土壓力作用情況下樁身應(yīng)力分布，綜合考慮經(jīng)濟性，抗滑樁基礎(chǔ) ～21.500標(biāo)高配筋見圖4，21.500以上配筋見圖5。

圖5 21.500以上配筋

4 樁板式抗滑樁施工及監(jiān)測

抗滑樁基礎(chǔ)持力層為中等風(fēng)化巖層，抗滑樁嵌入深度不小于樁總長1/4，基礎(chǔ)施工采用人工挖孔，土層段采用150厚鋼筋混凝土護壁，護壁每段長1 m，兩段護壁搭接長度50 mm;抗滑樁擋板沿邊坡縱向不大于20 m的長度分段設(shè)置伸縮縫，縫寬30 mm，用瀝青瑪脂嵌縫，伸縮縫位置設(shè)在樁間擋板中部。

本工程遵循“動態(tài)設(shè)計、信息法施工”原則，施工過程中將人工開挖、鉆孔開挖過程視為對邊坡的再勘察過程，施工單位技術(shù)人員應(yīng)做好地質(zhì)編錄，如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與原勘察設(shè)計不符，應(yīng)立即通知勘察、設(shè)計單位，及時調(diào)整有關(guān)設(shè)計、施工方案和參數(shù)，施工期間及竣工后三年內(nèi)，甲方應(yīng)委托有資質(zhì)的專業(yè)測量單位，對擋墻進行長期變形觀測。

［1］DB 50/5029-2004，地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計規(guī)范［S］.