臨近衡重式擋土墻邊坡防治工程研究

方 俊，鄭 玲，徐禮強(qiáng)

（浙江省浙南綜合工程勘察測繪院有限公司，浙江 杭州 310000）

隨著我國工程建設(shè)的不斷發(fā)展，高陡邊坡坡頂部建有重要建筑物的案例層出不窮，治理時除應(yīng)保證邊坡整體穩(wěn)定外，還應(yīng)控制邊坡工程變形對坡頂建筑物的危害[1]。對于巖質(zhì)邊坡需高度重視邊坡結(jié)構(gòu)面的分析及軟弱夾層參數(shù)的選取，選擇正確的計算模型進(jìn)行計算分析，結(jié)合動態(tài)施工監(jiān)測，否則將釀成巨大的安全事故[2-6]。

基于此，文章以衡重式擋墻前側(cè)切坡建房為例，深入研究此類邊坡的加固措施。后期施工及變形監(jiān)測表明，該類邊坡的防治較為成功，可為類似邊坡工程提供參考。

1 工程概況

浙江省千島湖一房地產(chǎn)開發(fā)項目需在衡重式擋土墻前側(cè)開挖修建小區(qū)道路，開挖將形成一切方邊坡。已建衡重式擋墻距離開挖邊坡邊坡8.3～17.5m，擋墻高12.3～24.6m，長170m。擋墻及上側(cè)別墅群是該邊坡防治的主要保護(hù)對象。考慮到該工程所處周邊環(huán)境的特殊性及特定的地層結(jié)構(gòu)，開挖邊坡可能使坡體造成巖土體整體滑移，危害上側(cè)建（構(gòu)）筑物的穩(wěn)定與安全，危害后果嚴(yán)重。

根據(jù)邊坡勘察結(jié)果，地層自上而下如下：（1）含黏土碎石，灰黃色，稍密～中密，碎石含量50%～70%，粒徑2～5cm，厚0.60～3.30m；（2）白堊系下統(tǒng)勞村組粉砂巖、砂礫巖，紫紅、紅褐色，巖體產(chǎn)狀260～358°∠5～10°，順坡向，風(fēng)化強(qiáng)烈，強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖厚度約0.40～7.90m，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。中風(fēng)化粉砂巖，巖石飽和狀態(tài)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取31.4MPa，屬較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。場地含水層主要分為上層孔隙潛水及基巖裂隙水。前者主要分布于第四系地層內(nèi)，后者主要賦存于的粉砂巖裂隙中，未見穩(wěn)定地下水位。場地斷裂構(gòu)造不發(fā)育，區(qū)域穩(wěn)定性較好，地震基本烈度為6度。

衡重式擋土墻為臨近開發(fā)區(qū)塊為抬高設(shè)計標(biāo)高修建了一高擋墻，該擋墻高12.3～24.6m，基礎(chǔ)為鋼筋砼板，底寬13.0m，基礎(chǔ)落于中風(fēng)化巖上，基底設(shè)置Φ25鋼筋錨桿基礎(chǔ)，間距2.0m，進(jìn)入中風(fēng)化基巖5m，錨桿伸入基礎(chǔ)1.0m，梅花形布置；墻體采用塊石灌C20細(xì)石砼分三級臺階砌筑，面坡砌筑1∶0.2，一級邊坡高不小于5.0m，二級邊坡高5.0m，三級邊坡高小于7.0m，每兩級邊坡中間設(shè)厚50cm厚鋼筋砼構(gòu)造層，每級平臺寬1.0m。邊坡頂邊線為小區(qū)道路，寬約5.0m，距擋墻邊線9.0m為2層已建別墅，尺寸為17.0m×13.0m。擋墻及別墅現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好，未見變形開裂等跡象，如圖1所示。

圖1 衡重式擋土墻與擬開挖邊坡之間的關(guān)系

2 邊坡穩(wěn)定性評價

該巖質(zhì)邊坡為順向邊坡，缺乏放坡空間，當(dāng)邊坡垂直豎向開挖后，坡體處于順向臨空狀態(tài)，坡體主要沿順向結(jié)構(gòu)面整體滑移，最危險滑面為邊坡坡腳至衡重式擋墻腳相連結(jié)構(gòu)面。

穩(wěn)定性計算時將上部擋土墻按整個剛體考慮，小區(qū)道路、排屋荷載按均布荷載考慮，擋土墻重度取25.0kN/m3，擋土墻后填土重度取20kN/m3，小區(qū)道路路面荷載取20kPa，別墅荷載取50kPa。計算參數(shù)選用如表1所示，采用理正巖土進(jìn)行計算，計算安全系數(shù)為0.95，需對邊坡進(jìn)行支護(hù)。

表1 巖土層物理力學(xué)參數(shù)表

該邊坡破壞后果很嚴(yán)重，屬一級邊坡。為確保邊坡安全系數(shù)達(dá)到規(guī)范要求，根據(jù)傳遞系數(shù)法進(jìn)行計算。結(jié)算結(jié)構(gòu)表明剩余下滑力達(dá)到1383kN/m時方可滿足安全系數(shù)1.35的要求。

3 治理對策

圖2 采用錨索樁板墻典型斷面圖

圖3 治理工程及監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖

當(dāng)坡頂臨近有重要建（構(gòu)）筑物時，支護(hù)結(jié)構(gòu)方案優(yōu)先選擇排樁式錨桿擋墻、錨拉式樁板式擋墻或抗滑樁[1-6]。工程主要采用錨索樁板墻方案，如圖2、圖3所示。緊臨道路排水溝位置設(shè)置14根抗滑樁，樁長17m，嵌固段入中風(fēng)化基巖8.0m，樁中心距4.0m，斷面尺寸2.0m×2.5m。頂部設(shè)一連系梁，每根樁設(shè)3排6束1×7φs15.2錨索，長度13.5m、17m、21m。錨索預(yù)應(yīng)力值采用500kN，錨固段長度不小于7.5m，與水平面夾角為30°。樁間設(shè)擋土板，板厚0.5mm，板上設(shè)泄水孔，泄水孔間距2m，擋板嵌入地面以下不小于0.5m，混凝土強(qiáng)度為C30。

方案確定后施工質(zhì)量高低直接關(guān)系到項目成敗。文章對項目施工過程中的幾個關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

（1）樁體需分段跳槽開挖，間隔2根開挖1根，且待上一批樁身砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%以上后，方可進(jìn)行下一批樁身開挖。

（2）開挖采用風(fēng)鎬、鐵鏟、鋤頭、撮箕、提桶、板材切割機(jī)等工具開挖土石方，卷揚(yáng)機(jī)將巖土體提升至地面，棄土遠(yuǎn)離孔口?；鶐r開挖時嚴(yán)禁爆破。

（3）土層和強(qiáng)風(fēng)化巖層每開挖深度1.0m，及時采用C20鋼筋混凝土護(hù)壁。

（4）挖孔樁挖至設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)及時進(jìn)行驗(yàn)槽，合格后才能進(jìn)行下一步工作。

（5）綁扎鋼筋分段制作鋼筋籠骨架，吊車吊入孔內(nèi)，受力鋼筋采用機(jī)械連接。

（6）錨索孔的位置在樁澆筑前預(yù)先用套管預(yù)留著，待樁施工完畢并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后再對坡體前側(cè)巖土體進(jìn)行分層開挖，每開挖至錨索孔位置及時進(jìn)行錨索張拉鎖定。

4 工程信息化施工

由于邊坡上側(cè)有衡重式擋墻及已建別墅，為了及時掌握施工中邊坡的實(shí)際情況，需進(jìn)行以下工作：

（1）邊坡治理施工前，需對周邊環(huán)境做全面調(diào)查，掌握監(jiān)測對象初始狀態(tài)。

（2）在坡體四周、坡面及擋土墻上設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，施工期及運(yùn)營期間需進(jìn)行施工監(jiān)測。施工期每天一次，降雨前后要半天一次，運(yùn)營期每星期一次。

（3）坡頂建筑位移變形觀測，觀測沉降位移量、移動速度和方向。

（4）監(jiān)測周期不小于2年。

目前施工已經(jīng)完成，最大位移量為8mm，小于變形允許值，治理效果較好。

5 結(jié)論

根據(jù)上述案例，文章對臨近衡重式擋土墻的邊坡治理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)：

（1）在坡頂有重要建筑物時，采用錨索樁板墻能達(dá)到很好的治理效果。

（2）粉砂巖易風(fēng)化，開挖后若不及時支護(hù)，巖體力學(xué)性質(zhì)將迅速惡化，易引起邊坡變形破壞。

（3）方案確定后施工質(zhì)量高低直接關(guān)系到項目成敗，治理時需采用動態(tài)設(shè)計，信息法施工，根據(jù)監(jiān)測反饋的結(jié)果優(yōu)化設(shè)計。