高邊坡從設計到施工管理重難點研究

張紹春

（建發(fā)房地產集團東南區(qū)域福州城市公司，福建福州350003）

0 引言

技術人員要加強對高邊坡施工的重視，加強高邊坡設計到施工環(huán)節(jié)的管理力度，重點展開高邊坡工程設計、地質勘查分析，全面掌握高邊坡設計情況，形成科學合理、具有較強可操作性的施工方案，提升邊坡結構性能，為地表建筑物的高質、穩(wěn)定提供支持[1]。

1 工程概況

“建發(fā)·燕郡B 標”南側邊坡支護項目位于永安市原水利電力職業(yè)技術學院內，項目由2 幢14 層高層安置房及一層地下室組成。場地屬風化剝蝕低山地貌單元，場地整平時，南側山坡需切坡開挖，坡腳道路路面標高為184.00～186.50m，坡頂標高為187～213m，邊坡高度為6～29m，該邊坡平面長度約213m，坡腳整平標高以下為1 層地下室，開挖深度約6.5m，形成最大高度達35.5m 的復雜的復合型高陡邊坡，形成永久邊坡與臨時邊相結合坡的混合邊坡，邊坡治理難度大。

邊坡巖土體自上而下主要為素填土①，粉砂巖殘積黏性土②、下伏為砂土狀強風化粉砂巖（砂礫巖）③、碎塊狀強風化粉砂巖（砂礫巖）④、中風化粉砂巖（砂礫巖）⑤組成。素填土、粉砂巖殘積黏性土、砂土狀強風化粉砂巖（砂礫巖）易沿圓弧破裂面發(fā)生滑塌；碎塊狀強風化粉砂巖（砂礫巖）及中風化粉砂巖（砂礫巖）巖體破碎。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330—2013），該邊坡工程安全等級為一級，工程重要性為一級，場地復雜程度為二級、地基復雜程度為二級。

2 對高邊坡設計和勘察的管控

2.1 高邊坡的設計管控

在“建發(fā)·燕郡B 標”南側邊坡支護項目工程的設計管控中，要加強對設計的管理，嚴格按照三項設計原則展開設計，具體包括：一是防護原則。高邊坡工程的作用是提升邊坡穩(wěn)定性，是指邊坡巖、土體在一定坡高度與角度條件下保持穩(wěn)定狀態(tài)。因此，設計人員與管理人員需加強對坡高度與角度的調整，以提升穩(wěn)定性為主要設計目的。二是安全原則。對于高邊坡工程而言，勘查、設計的對象是多種多樣的，但是必須要結合該工程區(qū)域的實際情況，有方向地進行勘查與設計。一般來說，要想保證高邊坡安全，除了要注意穩(wěn)定性，還需要關注邊坡的抗害能力，增強邊坡抗害性。三是穩(wěn)定原則。高邊坡防護設計中，由于邊坡影響因素的多樣與復雜，設計人員、管理人員需要根據(jù)地區(qū)有關標準，根據(jù)具體情況適當協(xié)調，保證邊坡工程完工之后不存在質量問題。

根據(jù)以上原則，因地制宜選取合理的支護設計方案，采用分級框架-錨索、排樁-錨桿支護形式，其中：框架-錨索支護設計切坡坡率1∶0.2～1∶0.3，坡面采用現(xiàn)澆混凝土面板與噴射混凝土面層防護；北段局部采用鋼筋混凝土灌注排樁+錨桿支護。

2.2 高邊坡的勘察管控

在“建發(fā)·燕郡標”南側邊坡支護項目的勘察過程中，現(xiàn)場管理人員參與到地質勘查工作中，調查配合輔助原位測試、取樣工作，勘察單位結合室內土工實驗完成勘查分析。該項目采用5 臺XY-1 型鉆機完成野外施工。勘察過程中，重點要求對每個勘探孔的土樣、巖心、總進尺應排列標注清楚，并經過現(xiàn)場拍照驗收，確保地質勘查的真實性?？辈煸盒纬赏暾墓こ炭辈閳蟾?，通過勘察跟蹤，確保對整個場地的地質掌控。

2.3 重視錨索基本試驗

該項目設計采用壓力分散型預應力錨索，設計根據(jù)地勘于2015年12月完成設計方案初稿，根據(jù)設計方案，在進行大面積錨索施工前，2016年1月先進行兩組6 根錨索抗拉拔基本試驗，測定砂土狀強風化粉砂巖層、碎塊狀強風化粉砂巖層的極限黏結強度標準值。通過試驗，可以得出結論：砂土狀強風化粉砂巖層，當錨固段長度為9m 時，其極限抗拔承載力為762kN，反算得到的極限黏結強度標準值為180kPa，較地勘提供參數(shù)提高了2.57 倍；碎塊狀強風化粉砂巖層，當錨固段長度為6m 時，其極限抗拔承載力為840kN，反算得到的極限黏結強度標準值為278kPa，較地勘提供參數(shù)提高了2.53 倍，最終采用240kPa 進行設計。根據(jù)試驗數(shù)值，于2016年3月完成最終支護施工圖設計，新方案取得了較大經濟性，以3～3 剖面為例，錨索最長45m，按試驗后數(shù)據(jù)可調整為30m，二級框架-錨索4 排可以減少為3 排，各剖面各孔錨索長度均可大幅減少。經測算最終設計方案與原方案相比，整個項目造價由1200 萬降低為850 萬，節(jié)約造價約350 萬元，節(jié)約工期10d。

3 施工管理的重難點分析及措施

3.1 先加固開挖后永久支護

該項目邊坡屬于挖方邊坡，由于對山體進行開挖后，穩(wěn)定性大大降低，受降雨及人為活動等不利因素影響，邊坡可能由穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展到不穩(wěn)定狀態(tài)，開挖后表層素填土、粉砂巖殘積黏性土、強風化粉砂巖易沿圓弧破裂面發(fā)生滑塌。

受場地條件限制，開挖邊坡坡率1∶0.2～0.3，坡度陡，為保證土方開挖期間邊坡的穩(wěn)定性，保護坡頂建筑物，同時控制預應力錨索與框架梁的施工質量，設計上采用了“先加固開挖后永久支護”的支護設計理念，即每一級邊坡施工過程中，先采用噴錨支護，分層開挖、分層支護，同時自上而下進行永久預應力錨索施工，而后再施工框架梁，鎖定該級錨索。這樣的支護方式在保證邊坡臨時穩(wěn)定性的前提下，每一級邊坡的框架梁能整體澆筑，保證項目在高陡邊坡施工過程中安全上得到保證。

3.2 框架錨索施工重點管控

3.2.1 由于上層場地內雜填土層較厚，錨索鉆孔施工中，作業(yè)人員為趕進度，套管往往存在跟進滯后，容易造成塌孔，從而影響清孔質量。因此，錨索鉆孔時，除對鉆孔位置和角度、孔徑、成孔深度進行檢查外，還派專人對錨索鉆孔進行現(xiàn)場督查，做到套管及時跟進，直到穿過設計土層大于0.5m 為止。

3.2.2 水泥砂漿不具備較強的流動性，易出現(xiàn)注漿管堵塞現(xiàn)象，致使孔內壓力明顯加大。在遇水環(huán)境下，水泥砂漿將出現(xiàn)離析現(xiàn)象，最終沉積在錨固段，使其強度難以達到標準。鑒于此，采用水泥凈漿，強度不小于30MPa。施工采用二次高壓劈裂注漿法，以達到提升地層錨固力的效果。經鉆孔作業(yè)后，及時安排人員安裝錨索并灌漿，間隔時間要求嚴格控制，不超過1d。實際施工中，要控制好注漿壓力和注漿量，以確保劈注時間的合理性，要求錨固段得到有效封塞，注漿管選用鋼管。

3.2.3 錨索注漿后應采取保護措施，由于施工場地條件限制與工期要求，錨索注漿后周邊可能仍有其他工序在作業(yè)，為保證錨索一次注漿結束后到二次注漿強度達到設計要求以前不受到擾動，能使錨固段強度達到設計強度要求，采取以下保護措施：用警示標志劃定保護區(qū)域，嚴禁區(qū)域內挖機作業(yè)；嚴禁任何機械設備和人員碰撞冠梁孔邊預留在外的錯索等。

在邊坡錨索施工完畢后，進行了錨索抗拉拔驗收試驗，在抽檢的22 根錨索中，均能達到1.5 倍軸向拉力標準值的抗拔承載力，滿足設計要求。邊坡施工完畢后，監(jiān)測結果顯示其一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，驗證了該工程錨索設計的適用性與合理性。

4 施工過程管理的注意事項分析

其一，針對邊坡的具體情況，及時提供設計圖紙與現(xiàn)場不符的情況，由設計采用不同支護措施對邊坡進行治理。場地北段緊鄰舊磚房，調整為D800@1400 旋挖灌注排樁結合錨索支護，并適當降低第一道錨索標高，避開磚房基礎；場地西段遇防空洞位置，由于防空洞走向垂直于邊坡走向，設計施工中對開挖出的防空洞洞口采用土方與混凝土封堵，同時錨索避開防空洞施工。其二，根據(jù)場地實際情況，該項目坡頂存在電線桿、菜地與雞棚部分住宅，需在設計、施工過程中重點管控，提前考慮各種預案。邊坡支護結構安危關系到該工程的安全，還關系到附近建筑物和道路設施的安全等，因此采取信息化施工的方法對邊坡施工的全過程進行監(jiān)測。

5 施工成果

該項目成功地在有限的空間中完成了高陡邊坡支護工作，在邊坡土方支護結構施工及其后的邊坡使用期間，監(jiān)測結果表明：整個過程中邊坡最高點位置（采用框架- 錨索支護）的土體深層水平位移值為26.84mm，北段位置邊坡（采用灌注排樁結合錨索支護）的土體深層水平位移值為6.82mm；邊坡坡頂與平臺水平位移為2.4～25.1mm，坡頂與平臺沉降值為2.43～18.04mm；邊坡坡頂鄰近建筑物沉降值范圍為4.28～15.24mm。坡頂鄰近建筑的沉降速率與沉降累計值均變化較小，在規(guī)范的允許范圍之內，邊坡施工結束之后，坡頂建筑物沉降值趨于穩(wěn)定。本邊坡工程中所采用的支護措施良好地起到了對坡頂建筑的變形控制作用。本邊坡治理后，取得了良好的經濟效益，有效地消除該位置發(fā)生滑坡、崩塌的災害隱患，保護了坡頂建筑物的安全，保障坡腳擬建項目住宅小區(qū)的人民群眾生命財產安全，保障社會安定，化解社會矛盾，社會效益顯著。

6 結語

綜上所述，高邊坡工程治理措施是此次建筑建設項目的重要管控內容之一，也是保證項目質量的基礎環(huán)節(jié)。為了更好地實現(xiàn)質量目標，技術人員深入高邊坡工程中，研究與分析該工程高邊坡實際情況，明確重難點環(huán)節(jié)，加大管理力度。在今后的建筑建設項目高邊坡工程的管理中，技術人員不僅要加強施工管理，還需要深入設計、勘查環(huán)節(jié)，掌握真實詳細的邊坡資料，了解高邊坡不穩(wěn)定的主要因素及其解決方法，從而設計出更有效的高邊坡施工方案，有序開展施工管理工作，為建筑建設工程的開展奠定堅實基礎。