錨桿擋墻與錨噴結構在挖方邊坡支護中的應用

摘 要：川西高原藏區地形地貌錯綜復雜，地理空間資源有限。城鎮化危舊房改造時，不可避免地會局部開挖向坡要地來拓展城市空間，改變城市面貌。隨之產生的挖方邊坡，尤其高開挖邊坡，其支護安全顯得至關重要。本文以川西高原雅江縣城北舊城改造新建高邊坡支護工程為例，論述了高開挖邊坡實施的可行性，并結合巖土體條件，闡述了錨桿擋墻與錨噴組合結構方案在治理中具體應用，實踐表明治理效果良好，可作為類似項目永久性高開挖邊坡工程支護的參考。

關鍵詞：川西高原;挖方邊坡;錨桿擋墻;錨噴

中圖分類號：TU476;P642 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-5168（2021）27-0066-03

Abstract： The topography and geomorphology of Tibetan areas in the western Sichuan Plateau are complex， and the geographical space resources are limited. In the transformation of dangerous old houses in urbanization， it is inevitable to locally excavate the slopes to expand urban space and change urban appearance. For the excavation slope， especially the high excavation slope， its supporting safety is very important. In this paper， the feasibility of the implementation of high excavation slope is discussed by taking the new high slope support project in the north old city reconstruction of Yajiang County in the western Sichuan Plateau as an example. Combined with the geotechnical conditions， the specific application of the anchor retaining wall and the anchor-shotcrete composite structure scheme in the treatment is expounded. The practice shows that the treatment effect is good， which can be used as reference for the permanent high excavation slope engineering support of similar projects.

Keywords： western Sichuan plateau; excavation slope; anchor retaining wall; anchor spray

隨著社會經濟的發展和城鎮化進程的日益加快，川西高原藏區舊城改造，城市空間拓展需求與地理資源承載現狀不足的矛盾日益突出。建筑規劃往往依據錯綜復雜的山地地形地貌，在生態環境保護、地質災害避險前提下，項目選址時不可避免采用局部開挖方式向坡要地拓展用地空間，產生的永久邊坡支護安全顯得至關重要[1-3]，尤其對于超過20 m的土質或超過30 m的巖質類高邊坡。現以川西高原雅江縣城北舊城改造新建挖方高邊坡典型段支護為例[4-5]，論述新建永久性高邊坡的必要性與可行性，結合巖土體條件探討支護對策與治理實施方案。根據邊坡支護效果，總結經驗，為同類挖方高邊坡治理提供參考。

1 城市舊改功能區需求

1.1 區域地質環境

①地形上：該區域地處川西青藏高原東南麓，橫斷山脈中段，大雪山脈與沙魯里山脈之間的山原地帶。總體呈東西高，中間低，北部高，南部低的趨勢。雅江縣海拔為2 266 ～5 252 m，最大高差為2 986 m。

②地貌上：區域中部雅礱江及其支流兩岸呈深切割中山、高山峽谷地貌，其余地區為剝蝕殘丘地貌。

③地質與地質構造：區內地層以砂巖、板巖等三疊系地層廣布，冰水沉積和沖積層為主的第四系地層和花崗巖、閃長巖等巖漿巖零星分布。地質構造上地處松潘-甘孜褶皺系巴顏喀拉印支冒地槽褶皺帶雅江復向斜中段核心部位，鮮水河斷裂帶與理塘斷裂帶之間，斷層帶縱橫交錯，地震基本烈度為Ⅶ度，水平地震系數為0.15 g。

1.2 舊改區微地形地貌

舊改區位于縣城北端入城段，雅礱江右岸。地形上位于河流基座階地，階面高程為2 620～2 660 m，見三級人工改造平臺，高差大;場地微地貌單元屬山前斜坡地貌（見圖1）。

1.3 建筑規劃需求

本次舊改區用地處于第二級平臺的核心區域。針對入城門戶處地形落差大，又需營造一定的視覺效果，規劃建筑方案擬將用地內的現有建筑拆遷，場地所在斜坡挖方，標高齊平前緣老街路面。挖方區域新建綜合建筑，新建筑屋面標高與后緣新街路面齊平，利用屋面形成開闊的廣場，改善縣城街道局促、建筑空間過密的現狀[5]（見圖2）。

舊改區綜合樓地塊按規劃改造后，因場地開挖坡體形成高邊坡。該高邊坡坡頂與后緣緊鄰的規劃新街路面齊平，邊坡底部以前緣老街地坪標高控制，坡高為24～29 m。為保證保證挖方區工程施工安全，同時確保形成的新建筑邊坡作為永久邊坡其自身穩定，前緣規劃建筑及后緣已有市政工程安全等周邊環境免受影響，該高邊坡需安全、合理的支護治理。

2 場地巖土地質條件

2.1 工程地質條件

上部由第四系全新統人工填土（Qml 4）、第四系全新統殘坡積（Q4el+dl）粉質黏土、第四系全新統殘坡積（Q4el+dl）碎石組成。下伏基巖為三疊系上統雅江組（T3y）板巖、砂巖地層，基巖強風化部分節理裂隙發育，巖體破碎。巖土體主要物理力學指標如表1所示。

2.2 水文地質條件

場地地下水主要為賦存于第四系松散覆蓋層中的孔隙潛水和基巖裂隙水，無承壓性。根據區域水文地質資料，場地地下水位豐、枯水期年變化幅度為2.00 m左右。經調查，豐水期場地地下水位一般埋深在下部基巖部位。地下水對混凝土結構及混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。

3 高邊坡支護對策與治理方案

3.1 支護對策

典型段新建邊坡高約29 m，邊坡支護既要動態保護挖方區工程施工安全，又要確保前緣規劃建筑及后緣已有市政工程安全，邊坡支擋應按永久性邊坡設計，邊坡工程安全等級為一級[6]。設計基準期同場地規劃建筑設計使用年限為50年。邊坡穩定性驗算與支擋結構設計時：土質邊坡部分采用圓弧滑動法、巖質邊坡部分考慮巖體破裂面進行穩定性驗算與支擋設計;天然工況安全系數取1.3，地震工況安全系數取1.1，臨時開挖邊坡天然工況下穩定性取1.05。巖土錨桿錨固體抗拔安全系數取2.2，地震工況時0.8折減。支擋形式選擇上占用空間盡可能小，同時考慮坡高、地層條件及小區建筑規劃、周邊環境影響效應等因素，本著技術可靠、經濟合理、保護環境等原則，初步選定錨桿（索）擋墻與錨噴支護組合支擋結構[6-8]。支擋位置主體平行坡前規劃建筑物縱軸線，上部豎直支擋坡面位于建筑用地紅線處，下部豎直坡面距前緣擬建構筑物外輪廓約1.0 m，中部設置一級臺階，臺階寬2 m，平臺用厚0.15 m的C15砼封閉，4%坡率傾斜坡外。支護系統設置伸縮縫，一般取15～20 m。施工時采用“逆作法”，驗算后按2 m一個階段由上往下逆作法施工，施工過程貫徹“動態設計、信息化施工”原則，確保治理工程安全可靠。

3.2 治理方案

高邊坡所在場上部主要為可塑粉質黏土、中密碎石土的土質地層;下部強風化及中風化的板巖為主的地層。上部為土質邊坡部分（強風化基巖計入該范疇），坡高平均約9 m，采用板肋式錨索擋墻支護。下部巖質邊坡（中風化基巖地層），坡高20 m，采用“錨桿+噴射混凝土”巖石錨噴支護支護（見圖4）。

3.2.1 錨索擋墻。錨筋體采用1孔4束15.24鋼絞線（極限強度標準值為1 860 N/mm2）為主的預應力錨索，錨索孔徑150 mm，垂直間距2.5 m為主，鉛垂方向布設4道，水平間距2.5 m，水平方向布設26列，錨索入射角20°，長9～18 m（不含外錨1.5 m部分），其中錨固段長度4～10 m;錨索作用于豎向肋柱，肋柱截面寬0.9 m，高0.5 m，C30混凝土澆筑;肋柱間為擋土板，板厚200 mm，C25混凝土澆筑，板中設置1個Φ100泄水孔，板厚設置0.3 m厚砂礫反濾層;肋柱頂部設置冠梁、底部設置條形基礎。冠梁截面尺寸400 mm×500 mm;基礎截面尺寸500 mm×1 000 mm，均采用鋼筋混凝土結構。錨索采用無黏結性預應力錨索，設計錨固力為200～360 kN，錨索張拉鎖定及驗證性拉拔試驗應滿足規范要求。

3.2.2 巖石錨噴支護。錨筋體采用2根Φ40HRB400鋼筋為主，錨桿孔徑130 mm，垂直間距一般2 m，鉛垂方向布設10道，水平間距2.5 m，水平方向布設26列，錨索入射角15°，長4.5～10.5 m，其中錨固段長度3.5～5.8 m。錨桿作用于豎向肋柱，肋柱截面寬0.3 m，高0.4 m，C30混凝土澆筑;肋柱間噴射C25混凝土鋼筋網片，厚200 mm，Φ12@150×150鋼筋網，雙層配筋，混凝土保護層厚度35 mm，增設Φ20加強筋。坡面留設泄水孔。肋柱頂部設置冠梁，中部設置一道腰梁，底部設置基礎及排水溝。臺階下巖質邊坡頂部冠梁及中部腰梁截面尺寸均為300 mm×400 mm;坡腳基礎采用條形鋼筋混凝土材料基礎，截面尺寸500 mm×1 000 mm;排水溝采用C15混凝土澆筑，矩形截面，過流凈截面尺寸400 mm×500 mm，坡降0.5%，結合場地排水系統歸流。錨桿采用全長黏結性錨桿，設計荷載180～320 kN，錨桿驗證性拉拔試驗應滿足規范要求。

4 高邊坡支護效果分析

挖方高邊坡支護工程從2014年10月開始實施至2016年5月實施完畢并通過驗收，為后續坡前擬建綜合樓的施工提供安全保障。通過施工監測及近年運行效果看，支護結構坡頂部位移在規范許可范圍，墻頂背后1.2倍坡高范圍內未產生地表裂縫，坡頂建（構）筑物基礎、墻面無傾斜。該高邊坡支護設計合理、治理得當，整體實施效果良好，發揮了工程效應。

5 結語

建筑邊坡工程應綜合考慮功能需求、巖土地質條件、邊坡高度、環境條件、施工條件等因素，因地制宜，精心設計，選用一種或幾種支護結構組合形式，實現邊坡治理的效果。本文研究的挖方高邊坡工程采用了錨桿擋墻與錨噴支護組合支擋結構方式，逆作法施工，工程實施效果良好，保障舊改項目順利開展。可為類似永久性挖方邊坡的設計治理提供借鑒。

參考文獻：

[1] 王洪凱.錨桿混凝土擋墻在高切坡加固工程中的應用[J].山西建筑，2016（25）：68-70.

[2] 喻衛華.板肋式錨桿擋土墻在邊坡工程中的應用[J].廣東水利水電，2016（7）：41-45.

[3] 崔國慶.板肋式錨桿擋土墻在高切坡工程中的應用[J].焦作大學學報，2004（3）：111-112.

[4] 胡正濤.甘孜州雅江縣城北片區舊房改造邊坡部分支護設計報告[R].成都：四川省冶金地質勘查局水隊，2013.

[5] 甘孜州雅江縣林業工程處片區危舊房改造工程建筑規劃設計方案[R].成都：北京通程泛華建筑工程顧問有限公司四川分公司，2013.

[6] 重慶市設計院，中國建筑技術集團有限公司.建筑邊坡工程技術規范（GB 50330—2002）[S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[7] 李海光.新型支擋結構設計與工程實例[M].2版.北京：人民交通出版社，2011.

[8] 譚勇.論永久性高邊坡支護工程中支護結構形式的組合應用[J].城市建筑，2020，17（23）：96-97.