復(fù)雜場地多種邊坡支護形式組合應(yīng)用

孫翔巍

(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊，河北 承德 067000)

0 引 言

近年來，隨著城市的發(fā)展，越來越多的建筑在修建時涉及到邊坡問題，人們對邊坡支護的關(guān)注度也越來越高。在山地較多的地區(qū)，邊坡支護尤為常見。建筑邊坡是指在建筑場地及其周邊，由于建筑施工開挖或回填形成的人工邊坡，以及不穩(wěn)定有危險隱患的自然斜坡。邊坡支護則是為了保證邊坡的穩(wěn)定和安全，對邊坡采取的結(jié)構(gòu)性支擋、加固與防護。邊坡支護形式多樣，有錨桿擋墻、錨噴支護、重力式擋墻、懸臂式擋墻和扶壁式擋墻、樁板式擋墻等。在進行邊坡支護設(shè)計時，需要考慮場地條件、保證邊坡安全、施工技術(shù)可行、節(jié)省造價等條件，采取最優(yōu)的支護方式。近年來，城市用地需求量增大，導(dǎo)致建筑場地復(fù)雜化，再采用單一的邊坡支護方式已經(jīng)不能滿足建筑需求，同一個邊坡就需要采取多種支護形式組合的方式進行支護。多種形式組合支護，既能保證邊坡的安全性，又能滿足場地需求，節(jié)約成本。該文以某邊坡支護項目為例，介紹了多種支護方式組合的邊坡支護形式在設(shè)計中的應(yīng)用。

1 工程概況

該工程西南側(cè)低，東北側(cè)高，場地西南側(cè)緊鄰公路，東北側(cè)靠山，該場地為西南側(cè)回填、東北側(cè)開挖形成建筑用地。場地AB段為已有邊坡，下部5.0～6.0 m為巖質(zhì)邊坡，上部3.0 m左右為土質(zhì)邊坡；BC段下部為3.0～4.0 m的巖質(zhì)邊坡，上部為回填形成的土質(zhì)邊坡，坡高約7.0～8.5 m；DEFG段為開挖形成的土質(zhì)邊坡，坡高約0.0～12.0 m。邊坡平面圖見圖1。

圖1 邊坡平面圖Fig.1 Slope plan

2 自然地理概況

2.1 地形、地貌

勘察場區(qū)內(nèi)地勢起伏較大，地形較復(fù)雜，地面標高最大值391.57 m，最小值372.55 m，地表相對高差19.02 m，場地所處地貌類型為山前坡麓地帶。

2.2 氣象

該區(qū)屬大陸季風氣候，冬長而寒冷，夏短而炎熱，多年平均氣溫8.9 ℃，最熱月7月平均氣溫24.2 ℃，最冷月1月平均氣溫-9.3 ℃，極端最高氣溫43.3 ℃，極端最低氣溫-27.0 ℃，最大日溫差14.9 ℃。歷年最多風向靜風、西北，最多風向頻率，靜風75 %，西北10 %，平均風速1.1 m/s，10 min最大風速21.3 m/s，瞬時最大風速26.9 m/s。歷年最大降水量835.5 mm，最小降水量326.7 mm，平均降水量534.4 mm，月最大降水量382.8 mm，24 h最大降水量151.4 mm，1 h最大降水量80.0 mm，10 min最大降水量27.8 mm，連續(xù)最大降水量236.3 mm(11天)。歷年最大積雪深度27 cm，雪壓3.2 g/cm2。電線積冰厚度(無)。初結(jié)冰日(零厘米地溫<0 ℃)日期為11月19日，終結(jié)冰日(零厘米地溫>0 ℃)日期為2月22日。

3 場地地質(zhì)條件

3.1 地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)該工程勘察報告，該場區(qū)范圍內(nèi)地基巖土按物質(zhì)組合、埋藏條件及成因類型等特點劃分為5個工程地質(zhì)層，現(xiàn)分述如下：

1層雜填土(Q4 ml)：雜色，主要成分為生活垃圾、建筑垃圾、粉土等，稍濕，松散。厚度：0.20～2.50 m，平均0.53 m；層底標高：376.95～379.33 m；層底埋深：0.20～2.50 m。

2層粉土(Q4al+pl+dl)：黃褐色，表層含植物根系，無光澤反應(yīng)，韌性低，干強度低，搖震反應(yīng)無，稍濕-濕，中密-密實，場區(qū)普遍分布，厚度：1.00～17.80 m，平均9.01 m；層底標高：370.24～377.89 m；層底埋深：2.30～17.80 m。

3層中砂(Q4al+pl+dl)：黃褐色，主要成分為石英及長石，局部含礫石，稍濕，松散-稍密。厚度：0.40～1.80 m，平均1.05 m；層底標高：374.30～376.01 m；層底埋深：3.00～4.80 m。

4層圓礫(Q4al+pl+dl)：圓礫：黃褐色，主要成分為花崗巖、片麻巖及凝灰?guī)r，一般粒徑0.2～3 cm，最大超過10 cm，充填物為砂土，礫石約占50 %～70 %，多呈亞圓形，磨圓度、光潔度較好，稍濕，稍密-中密。場區(qū)普遍分布，厚度：0.20～1.80 m，平均0.66 m；層底標高：369.94～376.09 m；層底埋深：1.50～18.50 m。

5-1層片麻巖(Arb)：黃褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，片麻構(gòu)造，巖芯多呈土狀及碎塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，為強風化層。場區(qū)普遍分布，該層未穿透。

5-2層片麻巖(Arb)：黃褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，片麻構(gòu)造，巖芯多呈碎塊狀及塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，為中等風化層。

5-3層片麻巖(Arb)：黃褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，片麻構(gòu)造，巖芯多呈塊狀及短柱狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，為微風化層。場區(qū)在4、6孔附近揭露。該層未穿透。

3.2 巖土物理力學性質(zhì)

通過對現(xiàn)場原位測試及室內(nèi)土工試驗結(jié)果綜合分析可以得出：

1層雜填土(Q4ml)：該層成分復(fù)雜，物理力學性質(zhì)不穩(wěn)定。

2層粉土(Q4al+pl+dl)：在該層作標貫試驗36次，平均擊數(shù)N=6.9，標準值N=6.5，界限值5.7～8.0，標準差S=1.49，變異系數(shù)δ=0.22。

該層物理力學性質(zhì)指標標準值如下：含水率ω=19.3 %、重度γ=18.9 kN/m3、孔隙比e=0.667、粘聚力c=53.2 kPa、內(nèi)摩擦角φ=13.2°，壓縮系數(shù)平均值a1-2=0.34 MPa-1，壓縮模量平均值Es=5.07 MPa，為中等壓縮性土。

根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，粉土黏粒含量<10 %，承載力修正系數(shù)經(jīng)驗值ηb=0.5，ηd=2.0。

3層中砂(Q4al+pl+dl)：在該層作標貫試驗9次，平均擊數(shù)N=6.9，標準值N=5.8，界限值4.8～9.5，標準差S=1.77，變異系數(shù)δ=0.26。

該層物理力學性質(zhì)指標經(jīng)驗值如下：內(nèi)摩擦角φ=200，滲透系數(shù)k=2.5×10-3cm/s。

4層圓礫(Q4al+pl+dl)：在該層作動力觸探試驗6.0 m，平均擊數(shù)N63.5=7.83，標準值N63.5=7.50，界限值7.22～8.38，標準差S=0.55，變異系數(shù)δ=0.07。

該層物理力學性質(zhì)指標經(jīng)驗值如下：內(nèi)摩擦角φ=30°，滲透系數(shù)k=1.5×10-1cm/s。

5-1層強風化片麻巖(Arb)：軟巖，破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。

在該層作動力觸探試驗3.1 m，平均擊數(shù)N63.5=7.83，標準值N63.5=10.86，界限值10.55～12.94，標準差S=1.16，變異系數(shù)δ=0.10。

5-2層中等風化片麻巖(Arb)：較硬巖，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。

5-3層微風化片麻巖(Arb)：較硬巖，較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。

3.3 地下水

勘察期為豐水期，場區(qū)勘察深度范圍內(nèi)未見穩(wěn)定地下水。

3.4 地層承載力

綜合原位測試及室內(nèi)土工試驗成果資料，該場區(qū)地基土的承載力特征值(fak)、及變形模量(Eo)、壓縮模量(Es)評價見表1。

表1 場區(qū)地基土承載力特征值、變形模量、壓縮模量Tab.1 Characteristic value of bearing capacity，deformation modulus and compression modulus of foundation soil in the area

4 邊坡支護方案

根據(jù)該場區(qū)情況，需進行邊坡支護的區(qū)域為AB、BC、DEFG段。因AB、BC段下部為巖質(zhì)邊坡，可根據(jù)邊坡現(xiàn)狀進行修坡后采用格構(gòu)式錨索擋墻，上部為回填形成的土質(zhì)邊坡，且需滿足場地安全和使用面積的要求，因此AB段采用懸臂式擋墻，BC段采用扶壁式擋墻。DEFG段為對山體開挖形成的土質(zhì)邊坡，邊坡土質(zhì)較好，因此采用格構(gòu)式錨索擋墻支護，格構(gòu)梁間采用客土噴播固土綠化。具體設(shè)計方案為AB段下部巖質(zhì)邊坡部分采用格構(gòu)式錨索擋墻，上部土質(zhì)邊坡部分采用懸臂式擋墻，見圖2；BC段下部巖質(zhì)邊坡部分采用格構(gòu)式錨索擋墻，上部回填土部分采用扶壁式擋墻，見圖3；DEFG段土質(zhì)邊坡采用格構(gòu)式錨索擋墻，見圖4。

圖2 AB段剖面圖Fig.2 Profile of AB section

圖3 BC段剖面圖Fig.3 Profile of BC section

圖4 DEFG段剖面圖Fig.4 Profile of DEFG section

5 結(jié) 語

在地形相對復(fù)雜的場地，由于空間的限制，單一的邊坡支護形式不能滿足對空間的需求或者不夠經(jīng)濟。采取多種形式組合的支護方式，既能保證邊坡的安全性，又能滿足場地需求，節(jié)約成本。因此邊坡組合支護的形式在今后的應(yīng)用會越來越多。