土工格室生態擋墻在城市巖質邊坡防護中的應用

摘要：隨著城市生態環保建設要求，在城市巖質邊坡支護過程中，既要滿足邊坡安全又要滿足邊坡美觀，需要提出符合支護理念方案，本文通過烏魯木齊市溫泉山北坡巖質邊坡支護應用實例，采用土工格室生態擋墻防護，達到了預期效果。

Abstract： With the requirements of urban ecological and environmental protection construction， in the process of urban rock slope support， it is necessary to meet the safety of slope and meet the aesthetics of slope. It is necessary to propose a plan that meets the support concept. In this paper， based on the northern slope of Wenquan Mountain in Urumqi， the application example of rock slope support is protected by geogrid ecological retaining wall， which has achieved the expected effect.

關鍵詞：城市巖質邊坡防護;土工格室生態擋墻;應用

Key words： urban rock slope protection;geogrid ecological retaining wall;application

中圖分類號：P642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）17-0111-03

0? 引言

土工格室屬特種土工合成材料的一種，材質輕、耐磨損、化學性能穩定、耐酸堿、耐光氧老化，具蜂窩狀的三維結構。常用土工格室分為兩類，一類是裝配式土工格室，用高強度合成材料繩將土工格柵合成土工格室，這類土工格室可根據工程實際特點，采用不同強度土工格柵制作成不同類型土工格室，此類土工格室一般用于河道防護、邊坡防護、基礎墊層等，格室整體性能好。另一類為HDPE高密度聚乙烯條帶聚合物土工格室，可根據設計規格進行生產，由于高密度聚乙烯條帶聚合物強度較高，土工格室具有很強的側向約束作用，多用于道路承重結構、坡面防護、河道防護、邊坡防護等領域，此類土工格室可自由伸縮，可折疊運輸，這類土工格室應用最為廣泛。

隨著城市的建設，部分低山丘陵區難免會形成切方區，形成巖質邊坡，裸露巖質變質邊坡危巖體不僅帶來安全隱患，影響美觀，且與周邊環境極不協調，隨著城市建設者環保的要求，逐漸開始關注生態環保建設。由于土工格室生態擋墻格室內回填土與格室的各向摩擦力，以及格室條帶對格室內回填土的限制，格室間抗剪強度增加，土工格室整體剛度較大，土工格室不僅由于自身重力約束了邊坡的外側位移，也由于自身的抗剪強度及剛度保證了格室擋墻的穩定。土工格室生態擋墻作為一種新型的防護支擋結構，由于其良好的穩定性、美觀性，在城市建設中開始逐步應用。

1? 項目實例

1.1 項目概況

烏魯木齊市溫泉山北坡項目位于水磨溝公園北側，溫泉東路以南，現狀邊坡坡頂為綠化樹木，坡底為景觀綠化帶，邊坡長度約300m，邊坡高度5.0-28.0m，邊坡支護面積約7700m2，邊坡坡頂高程809.59-838.44m，坡底高程807.31-811.38m，現狀坡角32-60°。原巖質邊坡已進行了噴錨支護，根據原邊坡支護設計資料，現狀邊坡錨桿水平、垂直布置間距2000mm×2000mm，錨桿長度3.0-4.5m，錨桿采用直徑25HRB400鋼筋，面層采用C20混凝土，面層進行了彩噴繪畫，現狀邊坡局部面層開裂，部分鋼筋外露腐蝕嚴重。為了使邊坡景觀與周邊環境協調，增加邊坡綠化面積以達到生態和諧的目的，需進行邊坡支護及景觀改造。

1.2 地形地貌

擬建場地位于烏魯木齊市以東水磨溝區水磨河片區，地處溫泉山北坡，總體地勢北高南低，場地內最高點高程837m，最低點高程807m，最大相對高差達30m，原始地貌單元屬低山區地貌。

1.3 工程地質條件

雜填土①：雜色，主要成分為建筑垃圾、卵石等夾少量粉土、植物根系等。稍濕，松散。該層主要分布在邊坡坡腳，層厚0.4-3.9m。

坡積角礫②：灰褐色，母巖成分主要為中風化泥質粉砂巖、砂巖等，呈棱角形，粒徑一般為2-20mm，局部充填少量粉土，呈中密-密實狀態。該層主要分布在邊坡坡頂，層厚0.4-8.10m。

侏羅系（J）泥質粉砂巖、砂巖③、④：灰褐色-灰黑色，粉砂結構，層狀構造，砂粒分選性較差，砂粒成分主要為長石、石英等。揭露強、中風化二帶，強風化層厚0.6-4.0m，中風化揭露厚度2.0-6.1m。巖層產狀313°-352°∠55°-78°。

2? 邊坡穩定性評價

現狀邊坡坡長約300米，坡度32°-53°，屬巖質邊坡，邊坡的破壞形式主要為滑移型，沿外傾結構面滑移，巖體較完整，結構面結合一般，外傾不同結構面的組合線傾角為44°-45°，邊坡巖體類型為Ⅲ類。根據該段邊坡走向、巖層產狀及現場調查節理裂隙發育情況，利用赤平投影圖對該段邊坡穩定性分析如表1。

邊坡上部為坡積土及強風化基巖邊坡，直立開挖不能自穩，容易產生滑塌，下部為中風化基巖邊坡，邊坡主要受巖體強度控制，結構面結合一般。邊坡坡面P產狀為：4°∠50°，巖層層面S0產狀為：325°∠70°，巖層層面S0和節理面J2為外傾結構面，節理面J1與邊坡坡面P斜交，節理面J3為反傾結構面。根據各結構面組合交棱線與邊坡坡面的關系可看出，邊坡巖體可能沿組合交棱線S0-J1、S0-J2、J1-J2方向發生滑動。

組成邊坡的地層主要為第②層角礫、第③層強風化泥質粉砂巖、砂巖、第④層中風化泥質粉砂巖、砂巖。其中強風化基巖及以上地層邊坡破壞模式主要為圓弧滑動，中風化基巖破壞模式主要為沿各種結構面或結構面的外傾組合交棱線滑移，現狀邊坡坡面采用噴錨支護，錨桿間距2.0×2.0m，錨桿長度3.0-4.5m，選取邊坡地質典型剖面（地質條件、坡高坡度等不利組合）6-6、9-9、12-12，按一般工況及地震工況進行穩定性計算，計算結果見表2。

根據上述邊坡穩定性計算結果，6-6、12-12剖面現狀邊坡一般工況、地震工況下穩定性系數均大于1.30，滿足《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）二級邊坡穩定安全系數一般工況Fst≥1.30、地震工況Fst≥1.10的要求。9-9剖面地段為不穩定～欠穩定狀態，后期改造過程中應對本區段（沖溝地段8-10剖面范圍）進行重新支護以滿足規范要求，其余地段現狀邊坡在后期改造過程中如對原有支護體系進行破壞應進行再次支護。

3? 土工格室生態擋墻應用

根據地形、邊坡高度及綠化設計理念，邊坡支護采用土工格室重力式生態擋墻+錨桿支護（見圖1）。支護邊坡高度5.0m-28.0m，錨桿水平、垂直間距2.5×2.0m（原有支護錨桿保留），錨桿長度4.5-9.0m，錨桿角度15-20°，錨桿孔徑100mm，錨頭封閉，預留高強度聚酯加強筋（見圖2），邊坡外面采用土工格室重力式生態擋墻防護，坡角51°，為減少下部土工格室上部格室自重壓力，在巖質邊坡設置削坡臺，豎向間距不小于4.0m，寬高不小于1.5m。為保證土工格式的穩定性及其變形，土工格室與錨桿采用高強度聚酯加強筋連接，在土工格室內增加上下連接柳釘（見圖3）。土工格室型號為GC-250-800-1.5土工格室，即土工格室單組格室高度為200-250mm，焊距為800mm，土工格室厚為0.5mm，網孔尺寸為400mm×400mm。格室材料選用PCA高強度土工格室，通過插件或扣件等形式連接，展開后形成蜂窩狀的立體網格。土工格式的力學性能：斷裂強度≥42MPa，屈服強度≥24MPa，維卡軟化溫度135°C。外觀質量：土工格室片外露面采用綠色，其外觀應色澤均勻，不應有裂縫、損傷、穿孔、溝痕和漏筋等缺陷。土工格室連接：格室之間采用U型鋼筋釘扣連接，U型鋼筋釘由？準12鋼筋制作（250mm×10mm），土工格室左右相鄰板塊采用插銷整體連接。土工格室底標高處地層須為基巖地層，如土工格室底標高處地層為雜填土，進行級配碎石換填碾壓地基處理，使地基承載力不小于200kPa。

土工格室回填土：土工格式最外側格式內填充料采用適合當地植被生長的種植土，填充厚度與格室高度一致。對每層土工格室回填土，除外露須種植草的格室回填種植土不夯實，其余土工格室回填土均應夯實，壓實系數不小于0.90，回填料為級配砂礫。

趾滑墻：為保證下部土工格式不產生整體抗滑移，趾滑墻高度1.5m，基礎持力層為原狀地層，不滿足處須進行地基處理，地基承載力不小于200kPa。由于場地土具強腐蝕性，趾滑墻采用塊石砌筑M20高抗硫酸鹽水泥砂漿砌筑。每20.0m應設置伸縮縫，由于坡底雜填土層厚約為0.4m～3.9m，故局部趾滑墻地基須進行級配碎石換填碾壓地基處理，使趾滑墻地基承載力不小于200kPa。

施工順序：整平施工場地-搭設腳手架作業面-削坡部位進行削坡平整-錨桿施工-清除雜物-挖趾滑墻土方-砌筑趾滑墻-分層鋪設、連接土工格室-分層回填夯實種植土-挖排水溝土方-砌筑排水溝-觀測土工格室變形和檢查密實度-質量驗收。

質量檢驗及監測：

①錨桿檢測數量不少于錨桿總數5%，檢測試驗應在錨固段注漿固結體強度達到15MPa或達到設計強度的75%后進行;檢測錨桿應采取隨機抽樣的方法選取;抗拔承載力檢測值及檢測試驗應按相關規范確定及驗收;

②錨桿灌漿漿體強度檢驗用試塊的數量每30根錨桿不應少于一組，每組試塊不應少于6個;

③土工格室片每5000平米應隨機抽樣進行強度指標試驗，每次抽取5個試樣進行檢測;

④生態擋墻應進行壓實度及平整度檢測，格室內回填土壓實系數不小于0.90，同一結構層高度相差不應超過2cm;

⑤水平位移和垂直位移觀測點設置在支護結構坡頂及坡底，每15m～20m設置一個觀測點;支護結構坡頂及坡底水平位移預警值為25mm，水平變化速率報警值3mm/d;支護結構坡頂及坡底垂直位移預警值為20mm，垂直變化速率報警值3mm/d。

4? 結語

土工格室作為一種新型生態擋土墻，在工程應用中具有重要的意義，需要技術人員進行更深入的研究工作，本文通過采用土工格式生態擋墻在城市巖質邊坡的工程實踐，對坡度大、坡高巖質邊坡的防護及綠化，取得了一定效果，對同類工程有一定的借鑒意義。

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作者簡介：周偉（1984-），男，新疆吉木薩爾人，工程師，注冊巖土工程師，本科，從事巖土工程勘察設計及地災防治工作。