边坡支护设计

边坡支护设计（共12篇）

边坡支护设计 篇1

0 引言

随着我国国民经济的快速发展,城市高层建筑越来越多。为了满足建筑功能的需要,目前,高层建筑物都设有地下停车场等综合多功能设施。在高层建筑深基坑开挖工程中,为了能够保证基坑的稳定及基坑周边环境的安全,都必须对基坑降水及边坡支护采取有效的措施后,方可进行施工。

1 工程概况

某高度约100m的大厦地上28层,地下1层,以163m×108m为基坑放坡后的平面尺寸,以167m×112m为实际基坑有效尺寸,在距离基坑边2m处设计井位,11m的开挖深度,大于9.3m的水位降深,工期一年半;基坑建筑物东、南两侧为交通主干道,北侧是箱型基础埋深7.0m、高15层、距离16m的少年宫,西侧有毛石基础埋深1.8m、高6层、距离12m的住宅楼。本工程位于断陷盆地内,地下浅层水水位比较高,一般在2.2m～3.8m左右,所以,必须确保做好有效的边坡支护和基坑降水措施后,才可进行基坑开挖。

通常情况下,基坑开挖时应具备的条件有:(1)保持稳定的基坑底板及基坑边坡;(2)确保基坑开挖过程中,开挖深度内不出现坑底干燥和地下水;(3)保证周边建筑物能够正常使用。

2 降水设计

结合地区降水情况,参照水文地质及场地工程的地质状况,使用经济合理的大口径井点降水。该方法的工期较短,施工方便,易于对水位降深进行调控。

2.1 工程地质手册计算

2.1.1 基坑总涌水量

,式中:k为渗透系数,k=90mm/d;s为水位降深,s=9.3m;H为含水层厚度,H=14.5m;ro为基坑等效半径;;其中:a为基坑长167m;b为基坑宽112m;η为修正系数,取1.18;Ro为引用影响半径,Ro=R+ro=282.31,其中:R为影响半径,取200m。

经计算:基坑总涌水量Q=42077.0m3/d。

2.1.2 单井出水量

,式中:r为过滤器半径,r=0.15m;l—为滤水管有效长度,按经验取l=4m。

经计算q=1013.16m3/d。

2.1.3 确定井点数

眼,实际布井45眼。根据单井出水量及场地水文地质条件、水位降深要求,选用型号为QJ的潜水泵,流量为50m3/h的20台,30m3/h的25台。

2.1.4基坑中心水位降深验算

3.7m,基坑中心水位降深s'=14.5-3.7=10.8m,完全满足要求。

2.2 理正降水沉降软件计算

2.2.1 降水井数计算结果

降水影响半径为300m;基坑等效半径为80.9m;基坑涌水量=39468.3m3/d;单井过滤器进水长度为5.0m;单井出水量按960.0m3/d计算,降水井沿基坑外围2m布置,共需降水井数42眼～46眼。

2.2.2 建筑物(少年宫)

各角点降深与沉降计算结果见图1。建筑物各角点之间最大倾斜率为1.558‰。

3 其他技术参数

3.1 降水管井施工要求

该次降水设计井深18m,采用CZ-22型钻机冲击成孔,孔径准=550mm～600mm,下入准=300mm的水泥管(内径),钻孔与井管之间的环状间隙填入4mm～8mm砾料;成井后,要求洗井彻底,直到水清砂净为止,单井出水量30m3/h～50m3/h(成井工艺严格按供水管井的施工技术要求进行)。

3.2 降水管井布设

在基坑外围2m处设置降水管井,其间距为13m～15m,但由于青城公园距基坑西北侧较近,且地下水由东北向西南径流,使该两处形成较充分的地下水补给,因此,管井的实际布设中,须适度增加上游(东北角)和西北角间距的密度,可对其余处管井均匀布置。可在基坑中心设立观测孔,深度18m。

3.3 排水及电控系统

在降水井的外侧布置排水主管,其使用的是准=300mm的铁皮管,同时按照周围污水井的分布状况,城市排污管网的连通是通过被分成四条的管线完成的。每一个井点抽取的地下水集中汇入主管网,然后排进污水道。该降水的用电总量是一百二十五千瓦,供电方式是使用准=180mm2的主电缆,其次采用准=50mm2的电缆分为两路通至水泵,将三到四台划为一个泵组,采用泵分组控制。整个的总闸以及分闸都要使用自动空气断路器。另外,预留两台九十千瓦的发电机组(同市电构成准双回路系统)以使用,进而保证在停电时,降水系统仍能安全的运转。

4 降水实施效果

4.1 水位降深数据

所有管井、管网布置架设完毕后,立即进行降水,观测水位降深数据见表1。

4.2 水位控制

为确保基坑降水安全,初期的降水要启动全部管井,基坑水位随时间推移而持续下降,甚至部分井水供应量不能满足抽取量,为保证水泵因长期运作而发热受损(或因水量不足而产生泵头振动)或对附近建筑物带来不利影响,当水位降低到降深要求时,启用水泵间歇,使管井内水位保持在14m上下,如此不但确保了9.5m～10.0m的基坑水位降深,而且延长了水泵寿命。

5 边坡支护

本工程采用的是悬臂(自立)钻孔灌注桩支护形式,支护位置为北侧及西侧边坡,长度约271m。

5.1 计算参数的选取

据岩土工程勘察报告,结合当地的建筑经验,本工程支护设计计算所需(11m以上)的有关参数见表2。

5.2 灌注桩支护结构设计结果

采用悬臂式钻孔灌注桩对西侧、北侧边坡进行支护,灌注桩桩长19.0m,桩径600mm,桩间距1.2m,桩数226根,配筋规格为:主筋6准25,4准16,箍筋8准@200,16@200,混凝土标号C20,保护层厚度50mm;桩顶用圈梁连接,连梁高50cm,宽70cm,连梁配筋规格为:主筋4准20,箍筋准8@200,混凝土标号C25,保护层厚度35mm;8根边桩主筋12准16;护坡桩每隔一根设一道拉结,每道拉力不小于50t,拉结方式采用地锚或打桩,用钢丝绳和花篮螺丝预先紧固。利用226根直径600mm,长19.0m,间距为1.2m的悬臂式钻孔灌注桩,在西、北两侧边坡进行支护。使用混凝土标号为C20,主筋6准25,4准16,箍筋8准@200,16@200,保护层厚度为50mm的配筋;用圈梁将桩顶连接,连梁宽70cm,高50cm。混凝土标号C25,主筋4准20,箍筋准8@200,保护层厚度35mm的连梁配筋;8根边桩主筋12准16;隔一根护坡桩布设一道拉结,预先用钢丝绳及花篮螺丝紧固拉结,使用打桩或地锚,同时保证拉力大于50t。

6 结语

6.1 该工程使用的钻孔灌注桩支护方式效果明显,本地段较适宜采取大口径井点降水。

6.2 在重要的工程中为准确测定影响半径、渗透系数、过滤有效进水长度等参数,使设计计算更符合实际情况,最好预先做现场抽水实验。

6.3 降水中后期有效控制管井内水位,水泵间歇启动,既可减少浪费,亦能避免对周边建筑物的不良影响。

6.4 降水管井的成井工艺(包括滤水管、砾料、成井过程)在降水工程中起至关重要的作用。

6.5 过滤器有效进水长度指基坑中心底水位(加1m左右的安全系数)到管井动水位的高度。

参考文献

[1]张宝生.基坑降水设计与边坡支护施工[J].山西建筑,2004,(08).

[2]罗海毅.某工程基坑降水及边坡支护施工技术[J].山西建筑,2007,(30).

边坡支护设计 篇2

二、坍塌部位分析：................................................................................2

三、阻止继发性坍塌的临时措施：........................................................2

四、钢管架的搭设....................................................................................3

五、钢管防护架的安全技术措施............................................................4

六、防护架拆除的安全技术措施............................................................5

七、施工防护架的管理............................................................................5

一、工程概况：

本工程位于重庆北碚区蔡家镇太平村嘉陵江右侧，现场平场土石方已完成，但边坡未采取防护措施，且施工人员在高切坡下作业，土石方施工时并无考虑操作面,最近只有几十公分，坡度为60°，边坡高度达23m左右，未采取边坡防治措施，部分高切坡段已产生滑移变形，由于近期受雨水侵湿；危险性增大，随时有垮塌危险，危及坎下的施工人员。

二、坍塌部位分析：

1、坍塌部位位于建筑物的西北面，上部泥土覆盖较厚，为粘土，下部岩石为砂岩，倾角60°。泥土中间部位有泉水流出。

2、由于前期平场时采用爆破施工，对松动的土石未进行清理，造成现在高切坡上仍有大量松动的泥土和石头。

3、雨季到来，土壤吸水软化、塑性、滑移性增加，使其粘结力、抗拉强度急剧降低而失稳。

4、高切坡未采取封面硬化及切断渗水源等措施。

三、阻止继发性坍塌的临时措施：

1、从开工到工程结束每天派2~3个专业人员对容易垮塌部位进行监测，一有危险立即撤离。

2、对垮塌的泥土和石头进行及时清理。

3、对爆破后松动的石头进行改小和清理。

4、在危险区域设警示牌、拉警戒线、夜间警示灯等。

5、密切注意边坡滑移动向，尤其在下雨或下雨后加强监测。

6、在边坡上设立多处沉降观测点；每天派专人进行沉降观测。

7、在边坡上进行卸土，减轻边坡的荷载，到达一定漏水点标高后结束卸土，作好截水沟，将掺水引出边坡外，同时在边坡上用防水彩条布进行覆盖。

8、对建筑物边线不到位的地方进行挖机清理，清理完毕后首先采用草袋进行人工装土堆码，堆码高度为2m，再搭设3m高双排钢管脚手架，延纵向满铺两层竹跳板，并搭设钢管斜撑（如图）：

四、钢管架的搭设

1、搭设程序：

搭设准备→放立杆线→铺垫板→竖立杆→搭设斜撑→连接水平杆→绑扎跳板

2、材料及规格选择

根据JGJ59-99标准要求，采用钢管搭设，钢管尺寸采用￠48×3.5mm,并使用合格的钢铸铁扣件。

3、搭设要求

A、立杆间距1.5m，立杆基础处理采用人工夯实、找平、确保基础稳定坚实，且立杆与地面成80°的夹角。

B、横杆距地面200mm搭设第一道，且横杆间距不大于1.8m，保证架与边坡之间连接牢固，不摇晃、不倒塌。

C、斜支撑每2~3M搭设一道；且与地面成45°夹角，能有效支撑高切坡滑落的土石。

D、应满铺竹跳，不得高低不平，采用S10元丝牢固的绑扎在立杆和水平横杆上。

E、钢管防护架必须由持证人员搭设，随时对其进行检查，不符合要求的应迅速整改。

五、钢管防护架的安全技术措施

1、防护架必须及时维修加固，以达到坚固稳定，确保施工安全。

2、排水措施：架底处不得有积水，并设排水沟。

3、防护架不得搭设在距离架空线路的安全距离内，并做好可靠的防雷接地处理。

4、外架搭设人员必须持证上岗，并正确使用安全帽、安全网、防滑鞋。

5、严格控制施工荷载，对高切坡滑落的土石进行及时清理。

6、控制扣件螺栓拧紧力矩，采用扭力扳手，扭力矩控制在40~50N.M范围内。

六、防护架拆除的安全技术措施

1、拆架前，全面检查防护架，根据检查结果拟定出作业计划，报请批准，进行安全技术交底后才准工作。拆架的步骤和方法、安全措施、材料堆放地点、劳动组织安排等。

2、拆架时应划分作业区，周围设防护栏，竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非工作人员进入。

3、拆架的高处作业人员应戴好安全帽；系好安全带。

4、拆除时，要统一指挥，上下呼应、动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以免坠落伤人。

5、拆架时严禁触及附近电源线，以防触电事故。

6、拆下的材料要及时下运，严禁抛投，运至地面的材料应按指定地点分类堆放。

七、施工防护架的管理

1、防护架的搭设管理

①搭拆脚手架前，应由工程项目技术负责人向工长、安全员、操作班组进行交底。

②应对职工经常进行安全技术教育。③没有架工操作证的不得上岗。

④严格执行国家、重庆市有关外架的安全规定和公司的操作规程。

2、防护架的检查管理

防护架搭设好后进行检查，合格后方可验收，验收后方能使用。严格检查搭设和构造是否符合设计方案和技术要求，杆件的设置和连接，连墙件、剪刀撑或斜撑、水平加固杆的构造是否符合要求。

3、防护架的验收管理

①验收防护架应具备防护架的施工设计方案，防护架部件合格证、试验报告、质量分类合格标志。

②由工程负责人组织技术和技术安全人员进行验收。

扣件拧紧情况进行抽样检查：杆件的设置是否完整，连接件、承力件与建筑物的固定件是否牢固可靠；连墙件的数量、位置和竖向水平间距是否符合设计和规范要求。

4、防护架的使用管理

①应派专人对防护架本身进行定期的保养。②严格控制防护架的施工荷载。

边坡支护设计 篇3

摘要：松散堆积体边坡是一种较为特殊类型的边坡，治理难度大，而预应力锚索是边坡支护中常用的、经济有效的方法。由此，锚索参数设计显得相当重要。基于前人研究成果基础上，对预应力锚索设计参数进行了系统地归纳和总结，重点分析了堆积体边坡锚索参数设计。分析认为，锚索参数设计主要集中在内锚固段长度、锚固角、锚固间排距等7个方面，每个参数设计都不可忽略。案例分析得知，理论计算得到的锚固支护参数与实际值较为吻合。

关键词：松散堆积体；预应力锚索；支护；参数设计

中图分类号：TP393

文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2016）04-0001-05

堆积体是我国西南地区普遍发育的一种地形地貌，属于第四系堆积作用形成的地质体。在水利水电、铁路、公路等工程建设领域中，常会遇到一些大型的堆积体边坡。自然状态下，堆积体边坡通常处于临界状态，一旦这种临界条件发生改变，就会造成边坡失稳。在治理边坡失稳的支护结构中，预应力锚索是一种非常有效的、经济的、常用的支护结构形式，在堆积体边坡治理过程中也不例外。

对于预应力锚索参数的设计研究较多，主要集中于内锚固段长度，锚固角（锚固倾角），锚固间、排距，等三个方面的研究。根据前人研究可知，人们对于锚固支护参数的研究一般局限于某一个或几个方面的研究；且没有进行系统的、全面的分析和研究。此外，前人对于锚索参数的设计研究也多倾向于岩质边坡，对于堆积体边坡锚固参数的设计研究相对较少。本文以堆积体边坡为研究对象，从锚索支护的6项参数人手，系统和全面地分析如何进行锚索参数的设计。旨在总结前人研究成果、积累经验，为后期的研究提供依据、为堆积体锚索的设计、施工提供参考和借鉴。

1.参数设计关键影响因素

锚索加固堆积体边坡的目的和加固其他类型边坡的目的一致，即是改变堆积体的变形特性，增加其综合强度。然而，堆积体边坡与一般类型的边坡不一样，有其特殊性。一般地，堆积体边坡的结构具有双层结构，即上伏堆积体和下伏基岩。上伏堆积体一般比较松散，多孔隙；下伏基岩一般比较致密；在上伏堆积体和下伏基岩之间常常分布一薄夹层（坡积层或洪积层），该接触带夹层往往形成潜在的滑移面。所以，可以从堆积体结构和加固目的等方面来分析影响堆积体边坡锚索参数设计的影响因素。

1.l基岩的性质

岩体的强度决定了岩体与锚固体间的粘结强度，粘结强度是决定内锚固段长度的重要因素；同时，岩体强度也决定了施加预应力大小，岩体强度越高，锚下岩体承载力越大，岩体的变形越小，预应力长期稳定性越高。

1.2堆积体的性质

堆积体的组成、厚度和透水性等方面是工程设计与施工中必须要考虑的问题，它们也是影响锚索设计参数的重要因素之一。堆积体的组成不同，其密实性也有所不同；堆积体的厚度直接影响到锚索的设计长度，也会影响到该类边坡的稳定性；水是工程边坡的一个不利的影响因素，堆积体的透水性与否也会诱导该类边坡是否会发生失稳。

1.3堆积体边坡被加固安全系数

预应力锚索可以在很大程度上提高边坡的安全稳定性系数。而被加固边坡安全系数要求越高，安全储备越大，边坡稳定性越好；相应地，由此引发的工程量也越大。然而，在实际工程的设计与施工过程中，人们不可能一味地提高边坡工程的安全等级，还要考虑到工程的经济性和合理性问题。

2.参数设计

2.1内锚固段长度

内锚固段长度一般有两部分组成：即有效长度和安全储备长度。锚索工程设计中，锚固段长度设计是关键问题之一，而锚固段中剪应力分布是影响锚固段长度的最主要因素。目前，仍然以这种剪应力在锚固段中平均分布来设计锚固段长度，该计算方法显然不够合理。鉴于此，很多学者都对内锚段长度进行了研究。研究结果表明，预应力锚索锚固段的受力范围较短，在靠近自由段处应力较大，沿锚根方向应力迅速衰减。锚固段的剪应力在靠近顶端（自由段与锚固段分界端点）的一侧取得最大值，剪应力的一般分布规律为先逐渐快速上升后再逐渐下降的曲线。

由此可知，提高锚固效果应增加有效的锚固面积或分散锚固段前端的集中应力。内锚段长度设计中，要考虑索体与锚固体之间、锚固体与岩土体之问的粘结强度，当然，群锚设计中还要考虑相邻锚索之间的相互影响，这在锚索间、排距部分再进行阐述。

2.2

锚固角（锚固倾角）

设锚索的水平倾角为θ，工程上通常把θ称为锚固角（见图1）。按照最大抗滑力与最小投资时锚固角为最优锚固角的优化设计方法，可获得最优锚固角：θ=π/4+ψ/2-α。其中，α为滑动面的倾角；ψ为滑动面的内摩擦角。

实际钻孔时，可通过校正和调整钻机的钻杆倾角（钻孔倾角）来控制锚固角；根据设计需要，在终孔验孔时还要进行锚索孔的测斜，其中一项是检查锚固角是否达到设计要求。

2.3锚索间、排距

锚固间、排距的大小不仅取决于被加固岩土体的范围，还与加固荷载的大小及与锚索内锚固段应力叠加相应的锚固间最小距离有关。被加固岩土体在预应力锚索作用下，会在岩土体坡面形成压应力，在内锚段形成拉应力。因此，在进行锚固间、排距设计时，应尽量使外锚墩下岩土体在张拉荷载作用下所产生的压应力能够搭接而又不能使内锚段形成统一的拉裂面。实际工程中，锚固间、排距可以通过理论公式确定，也可以应用数值模拟方法确定。不过最好的方法还是把理论公式、数值模拟方法、工程经验和现场试验方法结合起来进行设计可能更合理一些。

2.4锚固方位角

根据《水电水利工程预应力锚索施工规范》¨引，锚固方位角误差应小于或等于3。。其实，锚固方位角是一项比较细小的工程问题，通常被人们所忽略。一般认为，锚索孔均与坡面走向线垂直，其实不然。例如，坡面走向线为曲线时，锚固方位与坡面走向可能斜交（见图2）。锚索孔方位角的设计不仅与岩层结构面的走向、倾向等有关，还要考虑到实际施工中可能出现的问题，种种因素决定锚索孔方位角与坡面走向的垂线方向不一致。实际工程中，为避免锚固方位角出现错误，一般用GPS等仪器标出方位角，由两点控制（孔位点和孔位外任意一点）；钻孔时，可用地质罗盘校正钻机的方位来控制锚固方位角。

2.5锚索全长

锚索总长由锚索自由段、张拉段和外露段长度组成；而文献和则认为，锚索总长由孔深、锚墩厚度和张拉用索体长度组成（钢绞线下料长度）。虽然两种观点是一致的，但本人作者则倾向于后一种观点，因为该观点更具有可操作性和鲜明性。值得一提的是，对于堆积体锚索而言，锚墩厚度一般都较大，与岩锚锚墩厚度差别很大；而张拉用索体长度必须大于或等于张拉用千斤顶体长、工作（工具）锚厚度和工作（工具）夹片长度三者之和。在进行堆积体顸应力锚索孔深设计时，锚索必须要穿过堆积体厚度并深入到完整的基岩中。

2.6锚固力、每束锚索所需钢绞线根数与锚孔直径

锚固力的设计可参考《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）进行。其计算原理是把锚作用力简化为作用于坡面上的一个集中力，锚固力计算简图如图3所示。按照规范，设计锚固力是根据边坡不稳定力（下滑力）确定，其计算公式为

每束锚索所需钢绞线根数与锚索孔直径是由锚固力大小来设定的，一般地，锚固力越大，锚孔直径也越大、所需钢绞线根数也越多。具体地，锚孔直径、每束锚索所需钢绞线根数的设计值要根据锚索体的截面积来确定，也即锚索孔横截面积应大于等于锚索体截面积或锚索孔径应大于等于锚索体的直径；而钢绞线根数和锚索体截面积可以根据如下计算公式确定：

3.案例分析

小湾电站位于云南省大理自治州南涧县与临沧地区凤庆县交界处的澜沧江中段河段，是澜沧江中下游河段上第二座梯级电站。堆积体边坡是小湾边坡工程中的一种典型边坡，堆积体边坡可能存在的失稳滑动面位于堆积体与基岩的接触面附近。根据相关文献，堆积体边坡可能滑动面的倾角和堆积体与基岩之间的接触面倾角一致，即倾角大约为45°；潜在滑动面的内摩擦角为25°～40°，平均内摩擦角为30°；该堆积体边坡预应力锚索内锚固段长度设计值：设计吨位为1000kN的锚索内锚固段长为4～6m（实际值8m），而1800kN的锚索内锚段长为5～8m（实际值10m）；群锚间距×排距设计值为5m×4m。此外，根据现场锚索施工获悉：锚索的水平倾角为12°左右；锚索体材料抗拉强度f_ptk=1860MPa，单根钢绞线截面积A=140mm²，设计锚固力T_w=1000kN的锚索所需钢绞线的根数为7根。

根据上述所列出的部分参数，现对堆积体锚索主要设计参数进行对比分析如下：

（1）内锚固段长内锚固段长度过长，会造成不必要的浪费；长度过短又达不到锚固效果。根据前文所述，内锚固段长度一般由有效长度和安全储备长度组成，而事实上内锚固段长主要取决于有效长度。故此，笔者主要对锚固的有效长度进行了分析研究。通过锚固段轴力、剪应力延伸范围的模拟计算结果与试验（测试）结果的对比可知（见表1），小湾电站堆积体边坡预应力锚索内锚固段长度：1000kN和1800kN吨位的锚索，内锚固段有效长度分别为1.5m和3.5 m即可满足要求。而1000kN和1800kN锚索内锚段长度的设计值为4～6m（实际取值8m）和5～8m（实际取值10m）。

（2）锚固角小湾电站堆积体边坡锚索的锚固角一般为12°；同时根据文献，该边坡的潜在滑动面倾角大约为45°、内摩擦角为25°-40°（平均值为30°）。根据前文的最优锚固角公式：θ=π/4+ψ/2-α，可计算出θ=15°（平均值）。由此可知，案例中的设计锚固角与最优锚固角虽存在差异，但两者的数值又较为接近。

（3）锚固间、排距群锚设计与施工时，锚固间、排距是必须要考虑的支护设计参数之一。锚固间、排距之间的距离过近，将导致锚固的群锚效应，严重的会造成锚固失效；而锚固间、排距的距离过远，又可能起不到联合支护的作用。尤其是松散堆积体，合理的间、排距设计往往起到事半功倍的作用。

数值模拟研究时发现（见图4），锚固间、排距为5m时较为合理。锚固间、排距为4m时，坡面形成的压应力叠加区域有利于边坡稳定，但同时在内锚段又可能产生拉应力的叠加区域，该拉应力叠加区域可能会导致内锚段岩体遭受破坏，严重的会导致锚固失效。然而，锚固间、排距增大到5m时，既会在坡面形成人们期望的压应力叠加区域，又不会在内锚段形成拉应力叠加区域，这正是预应力锚索设计与施工所期望达到的效果。故此认为，堆积体边坡预应力锚索的设计间、排距以5m为宜。案例中的群锚间距×排距设计值为5m×4m，与研究较为吻合。

由以上计算可知，该设计锚索可使用7-8根钢绞线较为合理；而案例中，1000kN锚索所使用的钢绞线的根数为7根。由此，该设计计算较为合理，其他锚索可依此计算公式进行设计计算。

4.结语

预应力锚索是松散堆积体边坡支护中的一种重要的支护手段，锚索参数设计的好坏将直接影响到锚索的锚固效果，也势必会影响到整个边坡工程的稳定性。

延锋伟世通土质环境边坡支护设计 篇4

根据重庆公司的生产性质及工艺流程需要，业主要求厂区总平面布置上不能按重庆地区传统坡地建筑分阶设计，厂区内各厂房地坪绝对标高应基本统一，以此意见为基准综合考虑场区土石方平衡、相邻市政道路高程及周边已建建(构)筑物地坪标高，确定厂区主厂房±0.000相对于绝对标高337.00，室内外高差0.3 m，按设计标高平场后，本项目场区四周将形成高度约0 m～14 m的土质环境边坡，根据渝建发[2010]166号文件，该工程西侧、南侧环境边坡属土质边坡，且高度不小于8 m，属高切坡工程，边坡支护方案需由重庆市建委专家组评估论证。

1 环境边坡现状及评价

1)东侧环境边坡:边坡概况:位于东侧与普洛斯物流园交界处，高约0 m～7.8 m，长约345 m，边坡坡向265°，土质边坡(松散素填土)，局部为岩质，因岩质部分极少，且多为强风化基岩层，故该边坡按土质边坡评价，边坡安全等级为二级。稳定性评价:边坡岩土界面较缓，基本无剪出口(仅局部边坡段为混合质边坡)，不考虑沿岩土界面的滑动破坏，新近填土松散，边坡自身稳定性差。2)南侧环境边坡:边坡概况:位于南侧，毗邻市政道路。高约0 m～14.0 m，长约250 m，边坡坡向358°，填方土质边坡，边坡安全等级为二级。稳定性评价:边坡岩土界面较缓，无剪出口，原地面线较缓，不考虑沿岩土界面及原地面线的滑动破坏，新近填土松散，边坡自身稳定性差。3)西侧环境边坡:边坡概况:位于西侧，高约2 m～14.0 m，长约470 m，边坡坡向85°，填方土质边坡，边坡安全等级为二级。稳定性评价:边坡岩土界面较缓，无剪出口，原地面线较缓，不考虑沿岩土界面及原地面线的滑动破坏，新近填土松散，边坡自身稳定性差。

2 边坡方案的选择及评估

场地东侧、西侧、南侧按设计高程平场后形成环境边坡均为不稳定边坡，需进行支护处理，结合地勘资料及总平面布置提出如下支护方案:1)东侧环境边坡:边坡高差约0 m～7.8 m，设计建筑退用地红线最大距离26 m，可采用自然放坡处理，坡率不大于1∶1.5，处理后边坡稳定。2)南侧环境边坡:场地南侧仅布置少量辅助用房，建筑退用地红线16 m～29 m，边坡高差约0 m～14.0 m，边坡高度不大于6.0 m时采用重力式挡土墙进行支护;边坡高度大于6.0 m时采用两阶重力式挡土墙进行支护，上下两阶挡墙基础应满足不大于45°的传力角要求，以保证相邻挡土墙的稳定性，挡土墙基础持力层为夯实填土层或强风化基岩层，台阶平台作厂区绿化用地。3)西侧环境边坡:边坡下方为规划市政道路，上方为厂区道路，高差约2 m～14.0 m，边坡高度不大于6.0 m时采用重力式挡土墙进行支护，挡土墙基础持力层为夯实填土层或强风化基岩层;边坡高度大于6.0 m时采用桩板挡墙进行支护，抗滑桩基础嵌入中等风化基岩层。

地基处理及技术指标:设计对场地西南侧高抛、堆填区域地面进行强夯处理，处理区域面积约2.6万m2，要求强夯单击夯击能4 000 k N·m，有效加固深度不小于8.0 m，处理后地基承载力特征值fak≥150 k Pa，强夯控制指标及检测应满足JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范的相关规定。根据渝建发[2010]166号文件精神，该边坡支护方案于2011年4月经方案审查单位机械工业部第三设计院组织专家审查，审查结论为方案合理可行。

3 边坡支护深化设计

3.1 场地概况

据地面调查及钻探揭露，拟建场区内上覆第四系全新统人工素填土层(Q4ml)，残坡积粉质粘土(Q4el+dl)，下伏基岩侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)砂岩、砂质泥岩、粉砂岩，岩土参数见表1。

3.2 桩板挡墙设计

本文着重介绍西侧桩板挡墙的设计，普通重力式挡土墙的设计在此不作说明，西侧环境边坡最大高差约14 m，参照DB 50/5029-2004地质灾害防治工程设计规范第3.4.1.6条[1]，桩板挡墙抗滑桩截面估算如下:

抗滑桩截面高度h=H/6=14/6=2.33，取2.5 m;截面宽度b=h/2=2.5/2=1.25，取1.5 m;抗滑桩间距d=3b=3×1.25=3.75 m，取4.0 m，桩间挡板厚取0.3 m，桩板挡墙布置见图1。

抗滑桩(Z37)处桩板挡土墙剖面图见图2。

1)基本假定及计算原理。

桩板计算时由于滑床为完整的岩质地基，可按“K法”计算，地基水平抗力系数(KH)见表1。根据地区经验，压实填土水平抗力系数取KH=10 MN/m3，桩“K法”计算简图见图3。

“K法”计算单桩内力及位移:将桩视为一竖向弹性地基梁，由材料力学公式及温克尔假定可建立下述微分公式:

地面以上桩的位移:

地面以下桩的位移:

地面以上转角:

地面以下转角:

地面以下弯矩:

地面以下剪力:

桩顶位移:

最大弯矩位置:

2)桩板式抗滑挡土墙验算。

桩板式抗滑挡土墙验算物理参数，见表2。

注:因为强风化层在场地内分布不均匀，土层(1)厚度包括素填土层及强风化基岩层，土层(1)抗力系数KH一律取夯实填土抗力系数;土层(2)为中等风化基岩层，厚度为桩板挡墙抗滑桩进入完整基岩层深度

滑坡推力作用情况桩身内力及配筋，见表3。

背侧最大弯矩=20 008.285 k N·m，距离桩顶17.000 m;

最大剪力=2 554.318 k N，距离桩顶29.500 m;

桩顶位移=98 mm。

库仑土压力(一般情况)桩身内力及配筋，见表4。

背侧最大弯矩=12 297.320 k N·m，距离桩顶18.000 m;

最大剪力=1 877.291 k N，距离桩顶13.000 m;

桩顶位移=62 mm。

3)桩板式抗滑桩配筋。

分析滑坡推力作用情况及库仑土压力作用情况下桩身应力分布，综合考虑经济性，抗滑桩基础～21.500标高配筋见图4,21.500以上配筋见图5。

4 桩板式抗滑桩施工及监测

抗滑桩基础持力层为中等风化岩层，抗滑桩嵌入深度不小于桩总长1/4，基础施工采用人工挖孔，土层段采用150厚钢筋混凝土护壁，护壁每段长1 m，两段护壁搭接长度50 mm;抗滑桩挡板沿边坡纵向不大于20 m的长度分段设置伸缩缝，缝宽30 mm，用沥青玛脂嵌缝，伸缩缝位置设在桩间挡板中部。

本工程遵循“动态设计、信息法施工”原则，施工过程中将人工开挖、钻孔开挖过程视为对边坡的再勘察过程，施工单位技术人员应做好地质编录，如发现地质情况与原勘察设计不符，应立即通知勘察、设计单位，及时调整有关设计、施工方案和参数，施工期间及竣工后三年内，甲方应委托有资质的专业测量单位，对挡墙进行长期变形观测。

摘要：针对某具体工程的土质边坡支护设计进行了探讨,通过对该工程环境边坡进行稳定性评价,提出了相应的支护方案,并着重介绍了西侧桩板挡墙的设计计算,配筋,施工及监测,为今后同类边坡支护工程提供了参考和借鉴。

关键词：土质边坡,支护方案,桩板挡墙,抗滑桩

参考文献

深基坑边坡支护合同 篇5

甲方：

乙方：施工合同

工程施工合同

甲方：

乙方：

依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其他有关法律、行政法律、行政法规，遵循平等、自愿、公平和诚实信用的原则，双方就本建设工程施工事项经协商一致订立本协议。

一、工程概况

工程名称：

工程地点：

工程内容：

资金来源：

二、工程承包范围及工程内容

承包范围及内容：

1、①锚索成孔、注浆、张拉、锚杆制作、安装； ②腰梁制作安装；③桩间挂网喷、土钉；④冠梁安装浇筑；⑤打降水井、抽水、安装管线、明排水。⑥资料收集；辅助机械设备（大清包、包工不包料、包机械设备、包工期、包质量、包安全文明施工措施、包验收合格）。

三、施工工期

1、开工日期：本工程开工日期以甲方或监理下发的开工令为准。

2、竣工日期： 开工日期加上合同工期总日历水工期）。

3、合同工期总日历天数：开挖支护天，降水暂定

4、如因政府停电，遇人力不可抗拒的自然灾害等原因时，如因台风、暴雨造成停工,导致乙方出现停工、窝工24小时以上,经双方协商，工期方可顺延。

5、因其他意外情况的停工，双方应共同查明原因，分清责任，其损失由责任方负担,由于停工，窝工原因而造成损失时，属甲方责任的，工期顺延，窝工24小时起开始签证，按现场签证时间为准，窝工补偿100元/工日/人，机械窝工费按实际产生费用补偿（参考市场价）；属乙方责任的，由乙方自行赶工，乙方原因造成工期拖延，每延迟一天处罚1000元。

四、承包方式

1、乙方包工不包料。

2、甲方应按照乙方提供的材料单进行购置材料。

五、质量标准

1、工程质量标准： 严格按照国家、地方颁布的现行最新的施工验收规范和有关的法规规定进行施工。

2、本工程原材料质量必须符合国家相关规范标准。

3、检验标准：本工程的施工标准及验收要严格按国家和省、市相关设计及施工验收标准、规范及规程执行，要求工程质量合格。

六、合同价款：

1、承包单价：锚索m，挂网喷元／m（工程量据实结算）。降水井元/米。

（本价格含辅材费、含各种工器具、设备的使用费、大型机械进出场

费，设备安拆费、设备临时基础费、人工费、税金以及合同工期内的赶工费、技术处理费、技术措施费（包括雨季、冬季及其他异常气候施工措施费等）、安全措施费、文明施工措施费、临时设施费及其他措施费、管理费和各种施工风险等相关的费用。）

3、工程量的确定：现场实际工程量为准。

七、付款方式及付款条件

付款方式：支护施工完成一半时支付已完工程量的50%，支护施工全部完成后经验收合格支付全部工程款的80%，地下室回填土完成后支付剩余20%工程款。

八、双方一般权利和义务

甲方责任:

1、甲方应委派人员驻工地负责工程质量进度进行监督签证。

2、按乙方施工要求搞好施工及进桩现场的“三通一平”,提供水源、电源到施工现场,保证施工场地人员、机器、材料进出畅通。

3、甲方负责以书面形式提供细线基点、±0.00标高;待乙方将轴线及桩位放好后,由甲方组织有关人员进行复核,如乙方所放轴线及桩位复核无误后作书面的确认。

4、甲方提供基坑支护图2份,工程地质勘查报告1份,组织有关部分进行图纸会审,乙方整理后各方盖章后,自存留底。

5、负责周边关系协调处理工作、环境安全保卫工作。

6、负责处理地下障碍，以及钻出的土方外运工作。

乙方责任:

1、乙方委派同志为现场代表及项目负责人。负责本工

程质量、进度、安全文明施工管理。

2、乙方必须严格按照设计图纸、方案、国家现场验收规范和质量评定标准、行业标准及甲方的要求进行施工，施工中因乙方责任造成的停工、返工、材料器材损失等费用均由乙方承担。施工中出现施工质量问题和安全事故均由乙方负责。若因乙方施工质量不合格造成基坑周边道路、房屋等公共设施出现开裂、不均匀沉降以及因施工导致地下各种公共设施和管线破损破坏等问题，均由乙方负责。

3、乙方须按照甲方的工期要求施工，组织各种机械进退场，开工前向甲方提供有关人员上岗证、企业资质、有关设备合格证及年审合格证等有关资料。

4、如实做好各种交工验收资料，及时向甲方或监理报送施工进度，认真做好自检工作，如发现问题应及时处理，采取有效的补救措施。

5、严格遵守并执行甲方及监理人员的现场管理及现场代表提出的各项意见及要求，及时组织机械及施工人员进场，做到安全、文明施工。

6、严格管控工程进度，不得拖延工期，按阶段及时向甲方提交工程进度证明资料及相关的工程资料。

7、乙方应注意施工安全，负责对工人进行安全教育，并为工人购买保险，现场应选派专职安全员负责现场安全文明施工，如发生工伤事故，均由乙方负责。

九、补充条款：

1、在施工中乙方严禁浪费混凝土，控制好设计标高。如发现乙方

无辜浪费混凝土甲方有权对乙方进行处罚。

2、钢筋损耗率按0.5％、混凝土充盈系数按1.08。

3、因图纸变更、地质报告不符等其它因素造成的工程进度较慢，产生的误工、窝工，经监理工程师及甲方工程师核实后，应办理施工签证。

十、争议

甲乙双方在履行合同时发生争议，可以和解或要求有关主管部门调解，当事人不愿和解，调解或和解调解不成的，可以向仲裁委员会申请仲裁或施工当地法院提起诉讼。

十一、合同生效：

合同签订后甲乙双方共同遵守，若单方违约承担一切法律责任，1、本合同自双方签字盖章后生效。

2、本合同未尽事宜，双方另行协商，签署补充合同。

3、本合同一式五份，甲方执三份，乙方执二份，各份具有同等法律效力。

边坡支护设计 篇6

【摘要】深基坑边坡支护施工是整个深基坑施工的重点，它是确保在基坑土方开挖和基础施工时，基坑边坡不产生失稳和坍塌的关键。在深基坑边坡支护施工中，监理如何去控制好边坡支护的施工质量，确保深基坑的边坡在支护后，能保证持续稳定和安全，本文结合一工程深基坑边坡支护的成功案例，谈谈在深基坑边坡支护施工中，监理工作的几个要点。

【关键词】深基坑边坡支护；监理工作要点

Key Points in Construction Supervision of Slope Support in Deep Foundation

Zhang Xiao-lin，Yang Qiu-liang

（FYI Engineering Construction Supervision Co.， LtdFenyiJiangxi336600）

【Abstract】The deep foundation pit slope supporting construction is the key point of the deep foundation pit construction， which is the key to ensure the foundation pit excavation and foundation construction， the slope does not produce instability and collapse. In the deep foundation pit slope supporting construction， the supervision how to control the construction quality of the slope support， to ensure that the deep foundation pit slope after the support， to ensure the stability and safety， this article combines a deep foundation pit Slope supporting the success of the case， to talk about the deep foundation pit slope support construction supervision work of several points.

【Key words】Deep foundation pit slope support；Key points of supervision work

深基坑是指基坑开挖深度超过5m，且地下水位又在基坑开挖范围内的基坑。深基坑开挖时，需要对其边坡进行支护，以确保在基坑土方开挖时和以后的基础施工中，基坑边坡不产生失稳和坍塌，能持续保证土方开挖和基础施工时的安全。那么，在深基坑边坡支护施工中，作为工程监理应当作些什么工作，如何去控制好深基坑边坡支护的施工质量，本文结合工程实践，谈谈在深基坑边坡支护施工中，监理工作的几个要点。

1. 工程慨况：

1.1紫城中心花苑工程位于分宜县城北侧，建筑面积为123320m2，占地面积为15646m2，该工程设有六层裙楼（其中地下两层，地面四层），裙楼上设有三栋28层的塔楼，基础为整体现浇钢筋混凝土筏板基础，基底标高为-10.9m，距自然地面深9.4m。由于基坑开挖深度超过5m，该基坑开挖属于深基坑开挖。

1.2根据地质工程勘察部门提供的该工程地基岩土勘察报告，其地质情况自上而下描述为：①杂填土：由建筑垃圾、粘土等组成，平均厚度为1.83m；②全风化泥质灰岩，其岩芯完全风化成土状，成份以泥质粉砂为主，平均厚度为2.94m；③强风化泥质灰岩，岩结构基本成土状，岩芯呈土状和碎块状，平均厚度1.17m；④中风化泥质灰岩，裂隙发育较多，岩芯呈短柱状，平均厚度为3.5m。⑤微风化灰岩。

1.3该工程地质水文情况：①杂填土透水性中等，有地表水渗透；②地下水埋深距地表-4.1m左右，地下水欠丰富；③地下水分两层，一类为上层滞水，水量较弱，不具有承压性，另一类为存于下伏基岩裂隙中的承压水，虽水量相对微弱，但遇到时突发性很强，施工时应注意。

1.4由于该工程地处分宜县城闹市区，东邻分宜县第三小学，西靠昌山北路主干道，南靠钤山东路主干道，北邻华厦星城小区，施工场地十分陕小，不能采取全放坡开挖，只能采取局部小放坡和垂直开挖，并采取边开挖边支护的施工方法。深基坑边坡支护的施工图由专业设计院负责设计，深基坑边坡支护也由专业施工队负责施工。

2. 深基坑边坡支护的主要施工内容：

东面主要采用22螺纹钢筋作锚杆土钉墙的边坡支护（锚杆土钉长6m，纵横间距1.5m）、土钉墙面挂6.5@200×200的钢筋网、再喷射50mm厚C20混凝土；南面主要采用双排微型钢管桩（桩径130，桩深15m，桩间距800mm），并同时采用22螺纹钢筋作锚杆土钉墙的边坡支护（锚杆土钉长9m，间距1.5m）、土钉墙面挂钢筋网（6.5@200×200）、再喷射50mm厚C20混凝土；西、北两面在采用22螺纹钢筋作锚杆土钉墙边坡支护（锚杆土钉长9m，间距1.5m）、面挂钢筋网（6.5@200×200）、喷射50mm厚C20混凝后；再用预应力锚索（3×75）作边坡支护加固（预应力锚索长约25～35m，纵横间距2m，要求入中风化泥质灰岩不小于5m，锚索设计锁定力为200KN，锚头采用22号槽钢连锁）。

3. 深基坑边坡支护的主要施工程序：

制定施工方案--测量放线--微型钢管桩施工--第一阶段

土方开挖（开挖深度3m）--第一阶段边坡支护（钢筋锚杆土钉墙支护；面挂钢筋网、喷射混凝土面

层）--第二阶段土方开挖（开挖深度2.4m）--第二阶段边坡支护（预应力锚索施工；钢筋锚杆土钉

支护；面挂钢筋网、喷射混凝土面层）--第三阶段土方开挖（开挖深度2.0m）--第三阶段边坡支护（预

应力锚索施工；钢筋锚杆土钉支护；面挂钢筋网、喷射混凝土面层）--第四阶段土方开挖（开挖深度

2.0m）--第四阶段边坡支护（预应力锚索施工；钢筋锚杆土钉支护；面挂钢筋网、喷射混凝土面

层）。

4. 在深基坑边坡支护施工中监理工作的几个要点：

4.1对深基坑边坡支护施工方案的审核：由于该基坑土方开挖属于深基坑土方开挖，存在边坡失稳、塌方等重大危险源，所以在基坑土方开挖前要求施工单位编写"深基坑土方开挖及边坡支护安全专项施工方案"，并要求施工单位组织相关专家对方案进行可行性论证。方案经论证修改后再报监理进行审批，监理审批时要重点审查施工方案中重大危险源的识别与监控措施，边坡支护的主要施工方案及设计验算；土方开挖及边坡支护施工时的变形监测；方案实施时遇突发事件的预警以及安全生产应急预案等。方案经审查合格后，方可批准按其方案施工。同时针对该方案，项目监理部也要编写"深基坑开挖及边坡支护施工监理实施细则"。

4.2在深基坑边坡支护施工过程中，项目监理部应控制的几个关键部位：

4.2.1对微型钢管桩施工的监控：微型钢管桩施工应在第一次土方开挖前实施，对每钻成一孔，要督促施工单位及时下管，并及时向管内浇灌C20的细石混凝土，以防塌孔和堵管。在管内混凝土达到强度的80%后，再用钢管将管桩顶部连焊成一整体，使各管桩一齐共同抵抗在基坑土方开挖时，边坡土形成的侧压力。施工中，监理要监督并旁站下管和浇灌混凝土施工的全过程。

4.2.2对土钉墙边坡施工的监控：首先土钉的钻孔与注浆是土钉墙边坡支护的质量控制要点，土钉墙边坡支护的稳定主要是靠土钉锚入土内的抗拔力和表面喷射钢筋混凝土整体强度所决定的。所以必须严格控制土钉钻孔的入土深度和坡度以及孔内注浆量和密实度。其次对土钉面挂钢筋网、喷射混凝土的厚度和强度控制，也是防止土钉墙边坡失稳的一个关键。施工时，监理要监督并旁站注浆和喷射混凝土施工的全过程。

4.2.3对预应力锚索施工的监控：首先要严格控制预应力锚索钻孔的坡度和入岩深度，钻孔坡度和入岩深度是保证预应力锚索能达到设计锁定力的最基本要求。其次是控制预应力锚索孔内的水泥注浆量和密实度，注浆量和密实度是保证张拉能否顺利达到设计张拉应力的关键。再是把握好预应力锚索的张拉时间和张拉应力，张拉时间必须是在孔内水泥浆强度达到设计要求的注浆强度的时间。锚索张拉前，应检查其锚具、夹具和张拉设备是否符合要求，经检查符合要求后方可允许张拉。张拉时要严格控制张拉应力和锚索的伸长值，确保稳定后的张拉应力值不小于设计的锁定力。项目监理部要派员监督并旁站注浆和张拉施工的全过程。

4.2.4对深基坑边坡支护的施工监测：深基坑及边坡支护施工时，应加强对基坑周边地面和建（构）筑物的变形进行监测。监理要对监测点的设置，监测频率，监测数据的分析，要作全面控制，发现异常，要及时预警。

4.3在深基坑边坡支护施工中，监理对遇突发问题的处理：

4.3.1在土钉钻注浆孔时遇裂隙中突发涌水，造成局部边坡坍塌。监理发现时及时发出预警，指令暂停施工，并立即提出了对该部进行处理的措施：将水引入盲沟排走；挖去坍塌部分；向裂隙中加大注浆量，将水全部挤出，然后用预应力锚索作边坡加固。

4.3.2在钻锚索注浆孔时，北面小区路面发生塌陷。产生的主要原因是钻孔时遇到溶洞，洞内承压水产生外流，造成地面塌陷。监理发现后，立即提出了处理方法：先停止钻孔，并用压浆泵将水泥浆注入溶洞内，使其充满全洞，以保证地面不塌陷，待水泥浆产生强度后，再继续钻孔施工。

4.4对深基坑边坡支护施工质量的验收：深基坑边坡支护施工完成后，应由总监理工程师组织有关人员进行质量验收。验收的主要内容包括边坡支护施工的各分项工程质量情况：如微型钢管桩的稳定情况，锚杆土钉墙的稳定情况，锚喷混凝土面与基坑土层面的结合情况，锚喷面的泄水孔和排水设施是否符合要求，预应力锚索的锚固情况，边坡的变形观测情况，所有边坡支护的施工技术资料情况。在这些项目的内容都符合要求后，方可签署相关验收文件。

5. 结束语：

深基坑边坡支护施工质量的好坏，直接影响到土方开挖和基础施工时的边坡稳定，以及施工作业人员的人身安全。所以监理在边坡支护施工中，严格控制好边坡支护的施工质量，它是确保以后基础能否顺利施工的关键。

[作者简介] 张晓林，男，学历：大专，职称：工程师，监理工程师，工作单位：分宜县工程建设监理有限公司。

深基坑与高边坡复合支护设计 篇7

某工程位于福州市晋安区新店镇福飞北路西侧, 南临新园路和绕城高速路, 北侧为原始山坡, 高约7.60~9.30m, 坡度约40~50度, 坡顶为一自西向东向下倾斜坡度约7%的市政道路, 西侧将来为城市规划道路, 现有地坪高程为26.00~28.00m, 建筑用地面积约25.0亩。

拟建项目工程为地上16层, 裙房4层, 下部连体地下室2层, 地下二层为全埋式地下室, 深度7.5m, 周长约400m, 面积6050m2, 地下一层东南侧为开敞, 西、北侧除西侧南段为半埋式外, 其余为全埋式地下室。且北侧、西侧紧临城市规划道路和本工程消防车道路, 特别是北侧西段坡顶标高已接近建筑物的二层建筑标高, 并且要求紧靠建筑外墙, 使其能作为上部消防登高面的平台, 具体总平面场地标高、排桩位置、挡土墙示意图详图1。

由于建筑物北侧路面比场地高出约7.60~9.30m, 且上部建筑物体型复杂, 因此要求北侧高出场地的道路边坡覆土必须与建筑物脱离, 不能直接靠在建筑物的外墙上, 仅地下室二层周边可以覆土, 地下一层标高以上采用永久支护, 由于受到场地条件的限制, 基坑边坡与永久边坡几乎垂直布置, 基坑开挖边坡支护必须与上部填方挡土墙支护一并考虑, 满足基坑临时边坡和永久边坡要求。

2 场地地质条件

拟建场地原始地貌属剥蚀残山地貌单元, 场地土层主要为坡残积成因及花岗岩风化岩层, 场地土层自上而下为: (1) 杂填土:灰黄色, 松散~稍密, 以粘性土为主, 普遍分布, 层厚0.50~2.80m; (2) 坡积粘性土:褐红色, 可塑为主, 普遍分布, 层厚1.10~9.60m; (3) 坡积含碎石粘性土:褐红色, 可塑, 局部分布, 层厚为0.80~4.60m, (4) 残积粘性土:灰白色, 可塑, 普遍分布, 层厚0.20~11.80m; (5) 全风化花岗岩:灰白色, 硬塑, 普遍分布, 层厚1.10~5.80m; (6) 砂土状强风化花岗岩:灰白色, 层厚1.20~8.50m; (7) 碎块状强风化花岗岩:青灰色, 层厚0.80~5.00m。

场地地下水主要为填土中的上层滞水, 以及风化岩中的孔隙-裂隙水和基岩裂隙水, 主要接受大气降水补给, 地下水位埋深较大, 含水层富水性差, 永久边坡位于地下水位以上, 但下部基坑开挖时会遇风化岩中的孔隙-裂隙水, 应采取降水措施, 确保基坑顺利开挖。

3 本基坑与边坡支护工程难点

(1) 边坡组成复杂, 顶部需填方并形成永久性边坡, 下部为地下室, 需开挖形成临时性基坑边坡, 边坡支护需满足不同条件的要求;

(2) 根据施工的先后顺序, 其中下部基坑先行开挖, 待地下室土方回填完毕后, 再进行上部填方及边坡支护施工, 因此, 在进行本基坑与边坡复合支护设计时, 下部基坑支护体系不仅应满足其作为临时性边坡的结构强度, 还应充分考虑后续的边坡支护方式及利用其作为永久性边坡支护的一部分。

(3) 按照原始地形, 场地北侧为高约7.60~9.30m的陡坎, 自陡坎坡脚算至基坑底标高, 下部基坑高度约7.50m, 边坡总高度约15.10~16.80m, 受场地条件限制, 开挖的边坡高度较大, 坡度较陡;

(4) 周边环境条件较复杂, 北侧边坡坡顶紧邻已有城市主干道, 并存在各类地下管线, 对变形影响敏感, 本边坡支护施工, 需严格控制变形, 不得影响道路及地下管线的正常使用;

(5) 场地土层厚度大, 土层性质相对较差, 岩土层起伏变化较大。

4 基坑与边坡支护方案选型

4.1 上部永久性边坡支护方案

根据建筑总平面布置图, 边坡坡顶为道路, 道路设计标高为34.60~36.30m, 坡脚设计标高为28.00m, 填方边坡高度约6.60~8.30m。

填方边坡常用重力式挡土墙, 但本工程坡脚为基坑, 基坑开挖后回填, 其上做挡土墙时, 基底将落在填土层中, 不能满足高挡墙的承载力和抗倾覆、抗滑移要求, 因此, 上部永久性边坡挡土墙支护结构应采用桩基, 并采用锚杆 (索) 拉拔满足抗滑移要求, 考虑到桩基与挡土墙的可靠连接, 挡土墙选用钢筋混凝土扶壁式挡土墙。

4.2 地下室基坑支护方案

根据本场地地质条件和周边环境情况, 本基坑工程有以下几种支护方案可供选择: (1) (冲) 钻孔灌注桩+锚杆支护; (2) 人工挖孔灌注桩+锚杆支护; (3) 喷锚支护。

由于本工程场地东、西、南侧场地相对宽敞, 采用喷锚支护形式, 结构简单, 施工方便。而北侧场地狭窄, 边坡高度较高, 且周边环境复杂, 需严格控制坡顶变形, 若采用喷锚支护, 则支护所占空间较大, 且坡顶变形难于控制, 同时考虑到上部永久性挡土墙需要设置桩基, 因此排除采用喷锚支护形式, 而采用结构可靠的桩锚支护形式。

此外, 由于场地下部存在风化岩的孔隙-裂隙水和基岩裂隙水, 若排桩采用人工挖孔桩, 一方面桩长受到限制, 且遇地下水时施工难度大, 另一方面, 桩端持力层遇水软化, 使得桩端承载力难以保证, 因此本基坑最终采用 (冲) 钻孔灌注桩加锚杆 (索) 支护形式, 并设置两道锚杆 (索) , 第一道锚杆采用预应力锚索, 设置于冠梁标高处, 不仅能够为基坑开挖时提供足够的抗拔力, 以满足基坑的整体滑动稳定性要求, 控制变形, 而且能够为后续的挡土墙提供足够的抗滑力, 确保挡土墙的抗滑移及整体稳定性, 本工程从永久边坡支护需要出发, 分析基坑支护的合理形式, 基坑支护设计时, 就同时考虑边坡支护设计。

由于上部挡土墙需等到下部基坑土方回填完毕后方可施工, 为确保基坑坡顶陡坎的局部稳定性, 对排桩桩顶以上的陡坎边坡采用了喷锚临时支护。

下部基坑开挖时基坑支护剖面详图2, 上部扶壁式挡土墙支护剖面详图3。

5 基坑与边坡支护设计与计算

5.1 地下室基坑支护设计与计算

基坑支护采用桩锚支护形式, 支护桩采用 (冲) 钻孔灌注桩, 桩径Φ800mm, 桩中心距1.30m, 桩端进入砂土状强风化花岗岩 (以满足扶壁式挡土墙承载力要求) , 并设置两道锚杆 (索) , 坡顶为已有道路, 坡顶超载按20k Pa均布荷载考虑。

采用m值法计算支护桩内力及变形, 支护桩所受最大弯矩标准值为420.18 k N.m, , 最大剪力标准值为172.91 k N。

采用瑞典条分法计算的整体稳定安全系数为1.637>1.300, 抗倾覆安全系数为1.783>1.250, 均满足规范要求。支护桩内力及位移包络图详图4。

5.2 上部挡土墙设计与计算

钢筋混凝土扶壁式挡土墙, 挡土墙基础采用 (冲) 钻孔灌注桩, 其中前排桩利用已有的基坑支护桩, 桩承载力满足挡土墙基础承载力要求, 后排 (冲) 钻孔灌注桩桩径Φ800mm, 桩中心距2.60m, 桩尖持力层为砂土状强风化花岗岩, 单桩竖向承载力特征值为1300k N, 满足挡土墙的竖向承载力要求。

扶壁式挡土墙受到地面超载及侧向土压力作用的滑移力为230k N/m, 而挡土墙底部排桩及锚索设计提供的抗滑力为350k N/m, 滑动稳定性安全系数为1.520, 满足规范要求。由于采用桩基础, 抗倾覆稳定性完全满足要求。

6 基坑与边坡支护施工与检测监测

本工程施工顺序为:先进行地下室基坑支护施工, 地下室结构施工完毕, 回填土方, 然后进行上部挡土墙施工。

6.1 上部临时边坡喷锚防护

基坑坡顶以上的自然陡坎虽然处于稳定或基本稳定状态, 但由于坡脚基坑开挖、以及将来扶壁式挡土墙基础开挖等因素势必影响其稳定性, 因此, 对其进行修坡, 形成宽度3.0~4.0m的平台, 以满足将来扶壁式挡土墙基础施工, 修坡形成的临时边坡采用喷锚支护, 自上而下分层施工锚杆直至基坑坡顶标高, 保证施工期间的安全。

6.2 下部桩锚支护施工

首先, 根据不同地质条件, 进行了预应力锚索基本试验, 锚索抗拔力满足设计要求。

然后进行 (冲) 钻孔灌注桩施工, 要求间隔跳打, 排桩施工完成后, 进行桩顶圈梁及预应力锚索施工, 圈梁及锚索锚固体强度达到设计强度80%以上, 锁定锚索, 开挖下一层土方, 并施工下一道锚杆, 直至设计坑底标高, 然后进行基坑封底和地下室底板、地下室施工, 最后地下室周边土方回填。

本工程于2011年5月开始进行支护桩施工, 至地下室土方回填前后历时约8个月, 前后共进行了100多次的基坑监测, 根据基坑施工监测成果, 基坑开挖期间, 深层土体水平位移最大值达18.94~21.75m, 邻近道路、地下管线各监测点水平累计位移最大值为3.5mm, 竖向位移最大值0.93mm, 以上变形均在规范和设计允许范围值之内, 满足设计要求, 基坑变形得到了控制。基坑侧壁土体水平位移与深度关系曲线详图5。

6.3 上部挡土墙施工

地下室周边土方回填完毕后, 方可进行上部挡土墙施工。挡土墙施工要求分段施工, 分段回填土, 回填土应分层回填分层夯实, 压实系数应不小于0.94。

在挡土墙施工期间, 一般间隔3-5天进行一次边坡监测, 根据监测成果, 挡土墙后侧深层土体位移累计值为5.36~9.18mm, 坡顶水平位移累计值5.00~8.00mm, 坡顶沉降累计值2.90~4.30mm, 变化速率均为0.00~0.01mm/d, 以上变形值均在规范和设计允许范围值之内, 且变化速率较小, 说明扶壁式挡土墙加基础底部桩锚支护发挥了良好的效果。

7 结语

(1) 本工程上部采用扶壁式挡土墙永久支护, 下部采用即可满足基坑临时支护、又可作为上部挡土墙基础的桩锚支护形式, 监测表明, 支护效果好, 解决了永久边坡与临时边坡的复合边坡的支护难题, 本工程取得成功, 对类似工程有借鉴意义。

(2) 对于临时边坡和永久边坡组成的的复合边坡而言, 永久边坡的稳定至关重要, 支护设计时, 应首先考虑永久边坡支护型式, 结合永久边坡支护要求, 选择合理的基坑支护型式, 两者有机结合, 可以得到最佳效果。

(3) 对于上部为永久边坡、下部为临时边坡的复合边坡而言, 基坑开挖至地下室设计标高时, 边坡总体高度最大, 危险性也最大, 设计计算时, 应首先进行基坑边坡稳定性验算, 满足总体边坡高度的基坑支护要求, 基坑回填后, 按照永久边坡要求进行验算, 满足永久边坡的稳定性要求。

摘要：某工程建于山坡坡脚处, 建筑物一侧紧邻山坡, 基坑坡顶上堆填一定高度后设有消防车道路和消防登高面平台, 下部为2层地下室, 基坑临时边坡和永久边坡形成复合边坡, 对基坑开挖支护和边坡支护造成较大的难度。本设计综合考虑不同边坡的不同要求, 采用排桩加锚杆与扶壁式挡土墙组合支护型式, 桩锚支护既是基坑支护结构, 又是扶壁式挡土墙的基础, 成功实现了在场地受到限制的条件下, 基坑支护、边坡支护和上部消防登高平台的复杂要求。

关键词：基坑,复合边坡,组合支护,扶壁式挡土墙,抗滑移,抗倾覆,整体稳定

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 120-2012, 建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

[2]中国建筑科学研究院等.JGJ 94-2008, 建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[3]刘国彬, 王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

高危岩质边坡综合支护设计研究 篇8

关键词：岩质边坡,高危边坡支护设计,防护思路,锚杆框架

0 引言

在公路建设过程中, 不可避免的会遇到深挖高填地区, 高边坡防护问题直接关系到公路的建设和运营安全。因此, 正确评估坡体的稳定性, 采取科学合理、经济环保的加固方法对存在隐患的边坡进行支护是公路设计的重中之重。

文献[1]~[5]表明, 高边坡防护设计主要关注边坡加固支护方法的应用, 部分学者提出了环保绿化新理念[6], 但探讨主要集中在应用方法。针对高危岩质边坡, 综合支护理念及设计措施能够进一步加强边坡支护措施在安全性、经济性和环保性上的整体效果, 提高边坡的稳定性。本文以广东省某公路工程为背景, 从综合设计理念出发, 提出“以边坡稳定为主线, 以安全、经济、环保为目标”的高边坡综合防护思路, 基于公路沿线高边坡实际状态, 提出科学合理的综合加固措施。针对稳定性不同的高边坡, 分别采用放缓坡率、植被防护、设置主动防护网、设置挡土墙、锚杆框架、预应力锚索框架等措施进行防护加固, 以期能够改善稳定性较差边坡的安全, 加强边坡的主动防护, 从而提高公路沿线的绿化环保。

1 工程背景

该公路工程位于广东省境内, 为旧路改造工程。通过实地调研, 旧路全线边坡无支挡、支护措施, 坡顶截水沟缺失, 排水系统破坏严重。这导致公路沿线上下边坡滑塌严重, 且滑塌处经过多次滑塌—清理的过程演变为无规则的边坡形式。公路沿线边坡大部分属于高危岩质边坡, 最高边坡达88.6 m。这些边坡大部分一坡到顶, 坡脚处基岩开裂, 随时有崩塌的危险。有些坡面经过滑塌后形成凹陷形边坡, 具有再度滑塌的可能, 对过往车辆及行人的安全造成巨大威胁。

2 高危岩质边坡防护理念及思路

高危岩质边坡主要特点为边坡高、岩体风化严重, 安全性较差。因此, 边坡防护的理念主要集中在“先加固, 后防护”。实际的实施过程中, 应该遵循“先表面后深部, 先简单后复杂”的原则, 按照“以边坡稳定为主线, 以安全、经济、环保为目标”的防护思路, 采用综合加固支护手段对其进行全面治理。

高危边坡加固支护设计思路如图1所示。

对高危边坡进行加固防护, 首先应判断岩体的稳定性。通过现场实地勘察, 采用试验测试手段得到岩石力学性能指标, 并据此判断边坡岩体的计算参数。边坡稳定的计算主要是抓住抗滑力与下滑力这对主要矛盾, 当边坡稳定计算安全系数小于1.2时, 就应对边坡进行加固处理。稳定性不满足要求的边坡, 应采用工程防护和植物防护结合的综合加固方法进行处理;稳定性计算满足安全要求的边坡, 宜采用植被防护、主动防护措施, 以保证边坡的稳定和绿化。

考虑边坡防护与沿线自然的一致性, 同时充分贯彻可持续发展及绿色环保理念, 设计中坡形采用台阶式构造, 在保证坡体稳定的前提下, 坡面尽量绿化植草、美化环境, 同时在碎落台及第一级边坡平台处设置花槽, 种植藤本植物、灌木等以加强边坡的绿化。

3 高危边坡综合支护设计

以K36+520~K36+720段高边坡为研究对象, 该处位置出露地层为震旦系乐昌峡群变质砂岩, 山体局部有开裂, 整体上形态呈“扇”形。该处边坡有滑坡, 滑坡后缘已至山顶, 前缘至坡脚, 滑体上部自然坡度约为17°, 中下部较陡, 自然坡度约为45°, 滑坡前缘宽度约为50 m, 顺主滑方向长约150 m, 滑体平均厚度约5.5 m。整个边坡高度为88.6 m (见图2) 。

高危边坡稳定性计算方法的选取是基于现场实测数据以及边坡滑动破坏趋势而定。实地勘察发现, 该处边坡岩体风化严重, 边坡滑面形态近似平面折线型, 后缘相对陡倾, 前缘相对平缓;滑带岩土厚度较小。从其空间展布情况分析, 该滑坡为牵引式滑坡, 其推力及稳定系数计算模型可选择为折线型[7]。

采用极限平衡法对正常工况 (天然状态) 和非正常工况 (饱水状态) 下滑坡稳定性及滑坡推力进行计算, 根据工程揭露, 结合地区经验天然状态下滑体的重度取18.5 k N/m3;饱水状态下滑体的重度取20.2 k N/m3。

滑面强度参数取值根据岩体力学室内试验值及反算综合考虑。根据岩土样室内试验、经验类比法综合确定:饱和抗剪强度C=14.0 k Pa, φ=5.3°;天然抗剪强度C=18.0 k Pa, φ=7.2°。经计算, 天然状态下与饱和状态下滑坡稳定系数与滑坡推力计算如表1, 表2所示。

由表1可见滑体在天然状态下, 稳定系数为1.30, 变形体处于稳定状态;由表2可见滑体在饱水状态下稳定系数为0.98, 说明在连续强降雨和滑体加载的条件下滑体就会失稳, 故需要尽快对边坡滑体进行加固支护。

考虑到该边坡高度约90 m, 且岩体风化严重, 已经形成了滑坡, 加固支护方法采用综合加固法实施。采用锚杆框架及预应力锚索框架提高边坡的稳定性, 辅以加设挡土墙、增设截水沟、植被防护的措施, 提高边坡的整体防护能力, 加强边坡支护的经济、绿化效果。加固措施如图3所示。

根据边坡实际状态, 将高危边坡划分为10级。第Ⅰ级边坡高度为4 m, 第Ⅱ级~第Ⅸ级边坡高为8 m, 余为第Ⅹ级边坡。整个边坡采用放缓坡率的方式进行改造。第Ⅰ级边坡采用路堑墙构造, 坡率为1∶0.25, 其余位置均采用1∶0.75的坡率。每一级边坡上部均设边坡平台, 第Ⅰ~Ⅲ级位置平台宽5 m, 其余位置平台宽2 m。

第Ⅰ级边坡位置由于紧贴道路主体结构, 为了保护公路的行车安全, 设置路堑墙, 路堑墙面坡为1∶0.25, 底坡内倾为1∶5, 墙身采用10号浆砌片石砌筑, 整个路堑墙墙高4.5 m, 墙背高度为4.85 m。

第Ⅱ, Ⅲ, Ⅷ, Ⅸ级位置采用挂网喷混凝土植生方式进行防护, 即将草种、辅助剂、有机肥等加入水泥制成植被混凝土, 用专用设备将其喷射到挂网的边坡上, 以达到稳定边坡和环保的作用。采用该方式主要是利用植被根系的力学加固原理, 在保证边坡稳定性的基础上, 对边坡进行绿化, 改善道路两侧的生态环境。

第Ⅳ级~第Ⅶ级位置采用锚杆框架和预应力锚索框架对不稳定边坡进行联合锚固。加固采用压力分散型锚索进行, 主要是考虑到其受荷载作用下, 锚杆轴力和粘结应力的峰值具有明显减小的趋势, 同时应力分布均匀, 传递给孔壁的径向力也较为平均, 使得粘结强度极大的提高。锚杆承载力增长与锚杆长度成正比, 从使用效果看, 具有安全可靠、耐久适用的优点。

锚杆采用φ32高强精轧螺纹钢筋, 每一级边坡采用3排预应力锚杆, 覆盖该级边坡的所有范围。考虑到边坡滑动面距岩体表面深度的不同, 从经济合理的角度, 采用不同长度的预应力锚杆进行防护。第Ⅳ级边坡采用13 m锚杆, 第Ⅴ级边坡采用16 m锚杆, 第Ⅵ, Ⅶ级锚杆长度为19 m。锚固段长度均为6 m。根据边坡岩石风化程度及节理裂隙发育程度, 设置不同的锚杆框架及预应力锚索框架防护。框架内采用以植物防护为主的轻型防护措施。边坡顶部设置截水沟, 避免雨水冲刷对边坡的稳定性产生不利影响。

对加固以后的边坡进行稳定性分析, 处理以后的边坡整体稳定性安全系数达1.202, 满足安全要求。

通过对该边坡采用放缓坡率、设置路堑墙、预应力锚杆锚索框架梁、挂网锚喷混凝土植生及截水沟的方式进行加固, 加固后边坡整体安全系数达到要求, 综合加固手段不仅在施工上便于实施操作, 同时在经济上具有较好的合理性, 并且保证了道路周边的生态绿化, 整体加固效果较好 (见图4) 。

4 结语

本文以广东省某道路高危岩质边坡的防护设计为研究对象, 采用综合防护手段进行加固治理, 可以得出以下结论:

1) 公路高危边坡防护应从综合设计理念出发, “以边坡稳定为主线, 以安全、经济、环保为目标”的高边坡综合防护思路能够在充分保证结构安全的前提下, 提高边坡加固防护效果;2) 高危岩质边坡主要特点为边坡高、岩体风化严重, 安全性较差。采用放缓坡率、设置挡土墙、预应力锚杆锚索框架梁的综合处理方案, 能够有效改善边坡稳定性, 达到结构安全的效果。从高危边坡加固设计角度而言, 综合防护方法具有很好的针对性和实用性。

参考文献

[1]巨能攀, 赵建军, 邓辉, 等.公路高边坡稳定性评价及支护优化设计[J].岩石力学与工程学报, 2009, 28 (6) :1152-1161.

[2]刘魏.锚杆—框架梁结构在高边坡中的应用[J].公路与汽运, 2014 (1) :99-102.

[3]闫涛.挂网锚喷护坡技术在破碎岩体高边坡工程中的应用[J].辽宁交通科技, 2003 (5) :35-36.

[4]石磊彬.破碎岩高边坡变形破坏模式及工程治理研究[J].山西建筑, 2014, 40 (2) :83-85.

[5]朱大勇, 邓建辉, 台佳佳.简化Bishop法严格性的论证[J].岩石力学与工程学报, 2007, 26 (3) :455-458.

[6]党高峰, 曾勇, 艾仁高.新理念在公路边坡防护设计中的应用[J].中外公路, 2010, 30 (5) :17-19.

高边坡设计与支护问题实例分析 篇9

1 工程概况

某边坡位于一拟建学生公寓东侧, 整个场地东高西低, 边坡长度104m, 坡度60度, 边坡脚高程为402.00mm, 坡顶高程为409.50-423.00m, 边坡高度为7.5-21m, 坡脚离学生公寓的距离约8m。

边坡地层从上到下主要为坡积粘性土、泥岩残质粘性土。 (1) 坡积粘性土, 层平均厚度为5-8.2m. (2) 泥岩残质粘性土, 层平均厚度为10.2-26.9m。地下水主要受大气降水影响变化, 总体水量不大。但由于边坡大部分由泥岩土层组成, 渗水对边坡的影响极大, 因此, 在边坡支护中, 要特别注意排水问题, 具体各土层的力学性质如表1所示。

2 设计方案及解决措施

高边坡支护在我国治理设计的常见类型较多, 主要以修筑拦、坡面支撑、锚索固定、灌浆固定、锚索框架等传统的加固方法为主。针对不同地质环境, 可以选择不同的支护方案, 因此我们现在针对不同地质环境条件下, 提出各种各样的解决方法, 现在对加固方案进行分别阐述如下: (1) 修筑拦, 这是最常见的加固方法, 该方法主要以平台、落石槽、石墙为主, 所遮挡的建筑物也多是危害性较小的高边坡, 例如明洞、棚洞等。 (2) 坡面支撑, 该方法是利用墩、柱等物体对悬于上方的, 以拉断坠落的危岩进行支撑加固, 此类危岩多是高架、隧道等。 (3) 锚索固定, 因为锚索固定可减小岩体及其周围的缝隙宽度, 增强岩体完整性, 所以为防止高边坡崩塌错落, 设计时常采用锚杆或者锚索对高边坡进行加固处理。此方法适用于危险性较高的山体工程。 (4) 灌浆固定, 灌浆灌的是水泥, 将水泥倒入岩体中, 可增强岩石硬度和抗拉强度, 一般情况下是先进行锚索固定, 在进行灌浆固定。 (5) 锚索框架, 预应力锚索框架梁防护形式, 作为一种合理有效的边坡加固措施, 由于其结构比较简单, 提供的支护力大, 便于施工, 与生态环境景观协调性好。

本项目的学生公寓高边坡, 根据其地质工程勘察报告, 我们可知其地质情况较为一般, 根据以往高边坡设计经验, 传统采用对边坡进行1∶1或1∶1.5斜率的自然放坡, 但自然放坡侵占的距离较大, 边坡坡脚离公寓仅8米, 显然满足不实际的需要。通过反复研究工程的方案和结合现场的条件, 我们在项目设计时采用预应力锚杆支护的方案, 该方案成熟稳定, 治理效果好且造价适当, 主要的原理是通过锚杆的锚固段来使得边坡稳定, 治理后现状边坡不会形成滑动破裂面。边坡由坡积粘性土和泥岩残质粘性土构成, 锚杆加固有足够的锚固长度, 锚固的摩擦力远远大于边坡自身的土体推力, 因此锚杆支护设计对其的阻挡能力较强, 同时对骨架内部进行绿化铺设植草皮, 防止降雨时, 雨水冲刷坡面。采用锚杆支护有利于收缩坡脚, 同时斜率可调整至1∶0.75, 有利于保持与学生公寓的退让距离。综上所述, 本项目中应采用锚杆支护设计方案, 满足工程的实际需要。

3 外部环境因素分析

(1) 对自然条件的依赖性:岩土工程与自然界的关系极为密切, 设计时必须全面考虑气象、水文、地质、地下条件及其动态变化, 包括可能发生的自然灾害以及由于兴建工程改变自然环境引起的灾害, 必须特别重视调查研究, 做好岩土工程勘察工作。 (2) 岩土性质的不确定性:岩土参数是随机变量。不同的测试方法会得到不同的测试值。差异往往相当大, 相互间无确定的关系。故在进行岩土工程设计时, 不仅要掌握岩土参数及其概率分布, 而且要了解测试的方法及测试条件与工程原型条件之间的差别。 (3) 注重经验特别是地方经验:近代土力学与岩石力学的建立, 为岩土工程的计算和分析提供了理论基础。但由于岩土性质的复杂多变, 以及岩土与结构相互作用的复杂性, 不得不作简化, 以致预测和实际之间有时相差甚远。鉴于岩土工程计算的不完善, 工程经验特别是地方经验, 在岩土工程设计中应予高度重视。

4 高边坡设计要点

(1) 在对边坡支护进行设计之前, 要对现场的自然环境等因素进行勘探与核查, 要深入勘察这些地方的地理自然方位状况, 例如:地形特征或者凹凸状地形等, 在一些凹地处有无堆积物, 以及堆积物的状态等等, 在这一过程中也要深入勘察岩芯, 要努力将坡积层分辨清楚, 而且在有必要的情况下, 也可以再次勘察, 由于坡积物的土力学的性能不是很好, 再加上由于分布面积小, 会影响其平衡性, 而且在勘察的过程中也很容易被遗漏或者被忽略。 (2) 地质构造呈现顺层的岩质高边坡, 要积极选择大的坡度, 岩面上面的土层很容易对岩石产生腐蚀作用, 特别是当被雨水浸泡过以后, 这些土层会沿着岩石的层面滑下来, 如果暴雨来袭, 则很有可能形成滑坡, 构成岩石本身的材料或质地在雨水的冲击与浸泡下, 很容易在造成岩石的风化, 所以, 放坡要尽量采用最大的坡率。

根据本学生公寓边坡进行稳定性的分析, 我们可以推算出需要加固工程的承受力的强弱, 但是因为高边坡的复杂性, 单一的计算方法可信度较低, 我们可以将工程地质分析对比法和力学计算公式相结合, 这样算出的结果的可信度将大大提高。

5 总结

该高边坡设计项目采用预应力锚杆支护, 方案基本合理, 同时也达到预期的效果, 可推广使用。结合本文, 我们可知高边坡设计应以最少的投资, 最短的工期, 达到设计使用年限内安全运行, 并满足所有预定功能, 具有对自然条件的依赖性、岩土性质的不确定性、注重经验特别是地方经验等特性。即包括预定功能要求、安全性和耐久性要求、投资和工期的经济性要求等方面。同时边坡施工期间应加强对高边坡进行的监测, 竣工结束后应进行稳定性评价。

摘要：近几年, 随着我国国民经济的发展, 大规模基础设施项目得以建设, 其中高边坡加固工程所占比例也逐年增多, 由于边坡失稳塌滑将严重危及到国家及人民群众的生命财产安全, 因此对如何正确了解高边坡的特点、边坡的勘察、边坡稳定性设计、边坡加固等, 都成为当下工程技术人员对高边坡工程建设的研究重点。本文也将根据这些问题, 与大家进行相互探讨。

关键词：高边坡,特点,地形,加固,设计

参考文献

[1]宁智, 张琦, 薛卫疆, 等.高边坡设计与加固问题讨论[J].地质与资源, 2005 (9) :216-219.

边坡支护设计 篇10

膨胀土具有胀缩性、裂隙性和超固结性, 性质极不稳定, 在丘陵地带及山区, 极易发生边坡溜塌、坍塌和浅层滑坡等地质灾害。在膨胀土普遍发育的南宁地区, 因城市建设的需要而不可避免地破坏部分原始地貌形态, 人为削坡的后果使已呈稳定状态的膨胀土边坡面临失稳的风险。本文针对南宁市轨道交通1 号线屯里车辆段38.4m高边坡, 经过精心设计研究, 提出了采用防治结合的复合支护体系方案, 取得了良好的效果。

2 工程概况

屯里车辆段位于南宁市青秀区凤岭片区, 用地东西长约1 200m, 南北宽约270m, 总占地28.8hm2。场地主要为剥蚀残丘地貌, 地势总体呈东高西低, 起伏很大, 东部平均高程120m左右、西部平均高程80m左右, 场坪标高为83.6m。场地北侧为挖方区, 边坡总长600m , 最大高度为38.4m, 边坡面积38 100m2。

3 工程地质及水文地质条件

场地上覆第四系全新统人工堆积层、坡残积层, 下伏古近系岩层 (E) , 主要地层有素填土 (1) 层, 坡残积粉质黏土 (6) 1-1 层, 泥岩- 粉砂质泥岩 (7) 1-1、 (7) 1-2、 (7) 1-3 层, 粉砂岩- 泥质粉砂岩 (7) 2-1、 (7) 2-2、 (7) 2-3 层及炭质泥岩 (7) 4 层。各层岩性特征、分布厚度见图1, 其中黏土- 粉质黏土层为A1 亚类中等胀缩土, 泥岩- 粉砂质泥岩层、炭质泥岩均为A1 亚类弱胀缩土。根据勘察报告, 边坡支护有关的土层及力学指标见表1。

本工程场地类别为一类场地, 大气影响深度为7.0m, 中等膨胀性土大气急剧影响深度为2.0~2.7m。

场地分布有上层滞水和碎屑岩类孔隙裂隙水。上层滞水一般赋存于人工填土层及坡、残积黏性土层中, 水位埋深0.0~4.20m, 相应标高71.71~110.84m;碎屑岩类孔隙裂隙水主要赋存于下伏古近系半成岩粉砂岩- 泥质粉砂岩中, 在场地内呈不连续分布, 略具承压性, 富水性弱, 属中等透水层, 水位埋深2.60~13.70m, 相应标高75.51~113.55m。

4 膨胀土边坡破坏的主因分析及支护原则

通过对南宁地区南宁会展中心、南宁市气象局、李宁体育中心、朱槿路老挝使馆、南钦高铁屯里段、青山路等数十处边坡及支护工程的实地调查, 分析膨胀土边坡的破坏主要原因, 寻找出科学合理的支护设计体系, 确保边坡稳定。

4.1 主因分析

影响膨胀土边坡破坏的主要因素是土质因素、水文气象因素和人类活动三方面。土质因素主要表现为自身特有的胀缩性、裂隙性和超固结性决定了坡面经开挖暴露于空气之中必然产生开裂、胀缩和应力释放而导致坡面破坏。水文气象因素表现在:一方面在大气影响深度范围内, 含水量随着大气环境变化而变化, 使坡面自表及里形成强度分区, 其抗剪强度随土体含水量不同而变化;另一方面在受到强降雨和干旱等不利气候影响时, 导致土体内水分强烈急剧变化, 使土体开裂、强度降低、易于失稳下滑。人类活动破坏了山体的自然平衡, 原来的稳定边坡开挖后变得不稳定, 由于膨胀土的超固结性, 可能在一定范围内产生减荷膨胀, 产生应力释放, 导致边坡破坏。同时, 大气影响深度范围内的土体会干湿循环产生破坏。

4.2 支护原则与支护方式选择

综合防护, 以防为主, 保证边坡稳定:采取挡、防、支撑、护相结合的工程稳定措施+ 截、排、堵相结合的防排水措施+ 植被防护措施。

治坡先治水:采取坡顶截水沟、坡面导流槽、坡脚排水沟的措施截排水;坡 (墙) 顶采取封堵措施防止地表水流入;采取植物护面控制坡面水分急剧变化。

分台防护:高于15m的膨胀土高边坡必须分台开挖, 把高边坡降为矮边坡的组合形式, 既减少坡脚压力, 又减少水对坡面的冲蚀。

防护形式选择:格构梁+ 预应力锚索、挡土墙、截排水沟、导流槽、平台马道与挡水墙坡面植草。

5 复合支护体系设计

5.1 计算参数及验算说明

边坡稳定性计算参数见表1。

根据调查及分析该场地膨胀土边坡坡率宜控制在1:1.5~1:3 之间。对于膨胀土边坡, 膨胀土不受阻挡自由膨胀时, 不产生膨胀力, 当膨胀受阻时, 变形转化为膨胀力, 作用于阻力界面上, 当阻力足够大时, 膨胀变形为零。根据勘察报告, 对于可能出露的膨胀土土层膨胀力约为30k Pa, 岩层膨胀力约为40k Pa, 锚杆验算时应予以考虑, 挡土墙由于特殊的墙后结构验算时可不予考虑。

5.2 膨胀土地区边坡支护设计要点

1) 锚杆锚拉段及挡墙必须穿过滑动面, 边坡坡率宜控制在1:1.5~1:3 之间。

2) 格构梁底部设置柔性调变层, 可降低膨胀土胀缩变形对支护结构的影响。

3) 地表水是引起边坡失稳的主要诱因, 边坡排水设计应统筹考虑, 防治结合, 做到地表水有序排放。

4) 边坡坡脚设计应从安全、经济、适用等方面综合考虑, 挡墙既要起到挡土作用又有防止坡脚被水浸泡。

5) 坡面应植草护面, 防止雨水下渗而形成边坡滑移的软弱面。

6) 格构梁材质、断面大小、锚拉杆件以及施工质量对边坡稳定性具有重要作用。

5.3 边坡支护体系选择

本工程边坡最大高度为38.4m, 消坡后形成大面积分布的膨胀岩 (土) 临空面, 根据前期典型工程调查结果, 考虑到轨道交通工程的重要性, 经综合分析对比, 边坡支护体系采用放坡+ 混凝土格构+ 预应力锚索+ 挡土墙+ 坡面植草的综合支护方式。

5.4 支护结构设计

本边坡设计为永久高边坡, 高度为38.4m, 工程安全等级为一级, 边坡重要性系数为1.1, 抗震设防烈度按7 度设计。根据场地地层分布和各岩 (土) 层力学指标, 设计采用4 级放坡, 坡率为1:1.5, 第1 级、第2 级坡高各为7.5m, 第3 级坡高为10.0m, 第4 级坡高为11.2m, 每级坡间设2.0m宽平台, 平台上设置挡水墙。第1 级坡坡脚设1m高毛石混凝土挡墙, 基础埋深2.0m, 见图2。

锚索长度经计算确定, 满足边坡稳定性计算要求, 各级边坡具体设计参数为:

第1 级边坡设3 排预应力锚索, 锚索长度分别为20m、22m、25m;

第2 级边坡设3 排预应力锚索, 锚索长度分别为26m、27m、27m;

第3 级边坡设4 排预应力锚索, 锚索长度为26m、25m、25m、25m;

第4 级边坡设4 排预应力锚索, 锚索长度为22m、20m、18m、18m。

支护结构剖面详见图3。

预应力锚索成孔孔径150, 杆体采用4 束 φ15.2mm钢铰线;锚索格构梁采用钢筋混凝土格构, 截面尺寸为400mm×450mm, 格构大样见图4。

由于膨胀土边坡破坏的主要形式为渐进式滑坡, 即边坡往往由于坡脚受水的影响, 从坡脚开始发生软化滑塌, 进而引发整个边坡的失稳。本边坡采用毛石混凝土挡墙护坡, 墙后回填砂砾层并设泄水孔, 挡土墙大样详见图5。

5.5 坡面排水系统设计

边坡排水以自排为主, 多道防线, 防排结合, 综合治理。坡顶设置截水沟, 平台设置挡水墙, 使坡面集水汇流至两侧急流槽中;坡脚设置排水沟, 雨水经边沟、截水沟和排水沟汇入站场排水系统。边沟、截水沟沟底纵坡坡度不小于0.2%, 边坡排水系统见图6。

混凝土格构采用自排水系统, 该系统是将每个小框格的雨水迅速收集到本框格下方水平混凝土框格上, 然后引流到竖向框格排水沟并迅速排放到平台的排水沟内, 然后经急流槽排至坡底排水沟中, 其优点是及时将大气降水排出坡面, 避免了雨水对坡面土体的长时间浸泡及冲刷。急流槽立面图、剖面图分别见图7、图8。

5.6 坡面绿化设计

本工程与以往换填种植土后直接植草方式不同, 首先在格构梁框格内铺设土工网垫, 填300mm厚种植土后再人工植草。土工网垫一则可以保护种植土和植被不会被冲刷, 此外又可以防止膨胀土与大气的直接接触, 从而降低膨胀土的胀缩性对边坡稳定性的影响。草种的选择是根据当地的气候条件, 选择根系发达, 枝繁叶茂的多年生草本、藤本混杂的狗牙根、黑麦草、白三叶, 除了固土护坡外, 还具有较高的观赏性。

6 边坡治理效果

屯里车辆段高边坡支护工程于2013 年11 月开始实施, 于2014 年9 月结束, 治理面积共38 100m2, 施工质量通过了当地质检部门的验收, 为车辆段内的土建工程施工提供了条件。坡顶水平和垂直位移监测、支护结构变形观测结果表明边坡整体稳定, 各项观测指标均在允许范围内。治理后的边坡经过了一年多时间的使用, 结构完好, 坡顶截水沟、坡面排水系统畅通, 坡面植被生长良好 (见图9) 。

7 结论

1 ) 针对屯里车辆段38.4m高的膨胀土边坡, 在总结典型工程成败经验的基础上, 按照“护坡顶、封坡面、稳坡角、截排水”的设计原则, 通过采用放坡+ 混凝土格构+ 预应力锚索+挡土墙+ 坡面植草的综合支护方式, 有效地解决了膨胀土高边坡的稳定性难题。

2 ) 膨胀土边坡的防排水系统设计合理与否, 对边坡的长期稳定性至关重要, 通过采取“截、排、封闭”等综合防排措施, 防止地表水冲刷与入渗, 减少了水体对边坡的不利影响。

3) 坡脚采用毛石混凝土挡墙, 在保证工程质量的同时, 有效地降低了工程造价, 取得了较好经济效益和社会效益。

参考文献

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[2]DB45/T396-2007广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程[S].

[3]DZT0219-2006滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[4]杨正国.膨胀土高边坡开挖支护设计分析[J].路基工程, 2010 (3) :136-138.

[5]范秋雁.膨胀岩与工程[M].北京:科学出版社, 2008.

边坡支护设计 篇11

关键字：水利水电；施工工程；边坡开挖；支护技术

水利水电工程是一项民生工程，与人们的生活息息相关，也是政府部门基础建设施工项目的重要组成部分。边坡开挖支护施工时整个水利水电工程施工的重点，其施工质量直接决定到水利水电工程的整体质量能否达到了预期设计的目标和质量标准。因此，加强水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的探讨，制定合理的施工工艺，切实地提高边坡开挖支护施工技术水平，对于保证整个水利水电工程质量以及提高工程社会效益等具有重要意义。

1、控制边坡支护施工的技术

1）浅层支护

在水利水电施工工程的边坡开挖支护施工中，边坡浅层支护主要涉及到排水孔、锚杆束以及喷混凝土等。施工时，可以采用全液压钻机或者XZ-30钻机进行锚杆束钻孔。全液压钻机造孔施工一般使用开挖形成的施工平台，可以高速、高效率、可靠地进行钻孔施工。当排架搭设工作完成后，则可以采用XZ-30钻机对边坡上部的孔位进行造孔。安装锚杆束的施工：使用后插杆先注浆的方式对岩层较完整的部位进行施工，而对于岩层易塌孔、较破碎的部位则应采用后注浆先插杆的方式对进行施工，切实地提高施工效率。使用XZ-30型钻机在边坡排架上进行排水孔钻孔，并安排专门人员及时进行清孔和安装。待钻孔到富水层后安装滤管。对于使用干喷法喷混凝土的施工工序，通过运浆料系统将水泥混凝土运到工作面，确保施工现场的施工顺利进行。

2）深层支护

深层支护是水利水电工程边坡开挖中不可避免的施工技术，施工中要使用轻型锚固钻机如全液压锚固钻机等对锚索钻孔，然后采用导向仪对锚索钻孔进行斜度控制，并详细检查及时纠偏和测斜。对于使用3SNS高压灌浆泵进行灌浆的深层支护施工，采用溜槽入仓锚墩混凝土，等到锚墩混凝土凝结并达到设计强度后进行锚索张拉，　根据设计值的90%控制初期张拉力，并采用专门设备对单根钢绞线进行对称循环张拉，以确定是否需要补偿张拉，锚索封锚最后进行；而对于地质条件比较差的深层支护施工，则应采用灌浆对的地方进行固壁，并使用钢绞线绑扎牢固，确保钢管导向帽的连接要稳固，要防止在下锚过程中使锚索体或整体扭转锚索体而受到损坏。

2、边坡开挖控制爆破技术

1）缓冲孔和爆破孔

由于水利工程建设具有地域性、复杂性、长期性等，施工期间所涉及的地区较多，自然环境的影响因素主要包括施工现场的工程地质、地形地貌、水文地质等，天气情况（下雪、下雨、暴风或者地震）等，不同程度地影响到水利工程施工质量与施工进度。此外，还会影响到边坡开挖控制爆破施工，因此，在缓冲孔和爆破孔施工时通常采用液压钻进行钻孔，同时，要控制缓冲孔和预裂孔之间的距离在1.5米左右，并保障爆破孔和缓冲孔平行。缓冲孔的药卷直径为50mm，堵塞段为1.0m～1.5m，　连续不耦合分两段装药，　第一段封堵中部，第二段封堵孔口，线装药的密度是2.0～2.8kg/m，不耦合连续装药，单耗为0.4～0.55kg/m3，爆破孔的药卷直径为70mm，预裂面和爆破孔孔底的垂直距离只是在2.5米以上。

2）爆破网络和爆破控制

爆破网络主要是采用非电雷管孔间的微差顺序爆破网络，要求控制拱坝建基面预裂孔的最大单响药量小于20公斤，　其中，30m～15m的要少于或等于75kg，预裂孔在相邻梯段孔之前的起爆时间不得少于75ms～100ms，15m以内的要少于或等于25kg，距离建基面30m之外的单响药量控制在100kg以内。此外，还必须从物理学角度进行分析，确保整个爆破网络和爆破控制过程满足质点振动的速度要求。

3）预裂孔

一般情况下，预裂孔包括坡面预裂孔和马道水平预裂孔这两种。其中，造坡面预裂孔时所使用的设备是XZ-30潜孔钻，孔深为18毫米，　孔径为90毫米，　间距为70厘米左右，超深为0.5米。而马道水平预裂孔是根据2个爆破梯段进行预裂，不耦合导爆索串联间隔装药，药卷的直径为32mm，孔口堵塞为1.0～1.5米，　加强底部，线装药的密度是300g/m。并且使用YT28手风钻进行钻孔孔，　孔口堵塞为0.5米，孔深为2米，间距为50厘米，　药卷的直径为25毫米，线装药的密度是150～200g/m。

3、边坡开挖的物探分析和监测

1）　物探分析

在水利水电边坡开挖支护施工中，物探分析是其不可或缺的施工环节，并与施工工程的质量息息相关，也是水利工程质量合格、达标的保障，每一个水利水电工程在施工前都必须制定好与之相适应的水利水电工程，才能确保工程施工的顺利进行。通常左岸坝肩的边坡上布置了变模孔、长观孔及声波孔以用作物探检测分析。因为，边坡爆破松弛破坏的主要集中地一般初建基面以下3m范围内，全部检测孔全孔段的声波都平均达到了4000～6000m/s，这些地段的裂隙发育、岩体完整性较差、孔壁粗糙、岩体破碎并且波速较低。所以，通过物探检测和分析，不仅使施工工艺得到改进，还可以不断提高使边坡开挖质量以及优化开挖技术参数。

2）检测

检测主要包括爆破振动监测和爆破振动监测两种类型。其中，爆破振动监测这要是根据衰减规律的经验公式并对边坡开挖施工的爆破振动控制进行指导，从而提高边坡施工的质量；而边坡安全监测主要是通过临时性与永久性相结合的方式，对边坡开挖支护内部变形监测进行断面布置的监测。本文所分析的工程实例中，锚杆应力计的变化不大，经常会采用1855.5m高程的Rr、11841.5m高程的Rf5和1885.95m高程的Rr1，加起来其应力达到了150MPa之上，其他锚杆应力的总量较小。此外，经过仔细分析监测资料，高程M14多点位移计测量的是的14.27mm，大体上逐渐呈现收敛趋势，变化较小，锚索测力计呈现衰减的趋势，边坡也趋于收敛。

4、结语

综上所述，随着水利水电工程项目的不断增多，其施工质量越来越受到人们的关注。水利水电工程质量控制是整个工程建设的重点，在很大程度上反映出一个企业的整体水平和核心竞争力。边坡开挖支护技术是整个水利水电工程施工中不可或缺的组成部分，其施工质量与整个工程的施工质量息息相关，而边坡开挖支护技术也是水利水电工程的施工难点。因此，这就需要相关企业必须重视对边坡开挖支护技术的探讨，不断引进新的技术理念，切实地提高边坡开挖支护技术水平，为最终提高施工企业的经济效益和社会效益提供可靠保障。

文献：

[1]　陈涛.　水利水电工程施工质量控制措施[J].技术与市场.　2010（10）

[2]　刘周辉.　如何有效进行水利水电工程施工质量控制[J].中国新技术新产品.　2009（19）　[3]　伏喜军，刘正波，周健. 浅析水利水电工程施工的成本控制与质量控制[J].　今日科苑.　2009（08）

[4]　蔡光荣.　论新形势下如何加强水利水电工程的施工质量控制[J]　经营管理者.　2010（07）

边坡支护设计 篇12

贵州省有色地质科技大楼位于贵阳市宝山南路564号 (冶金大院内) , 建筑面积约28840m2, 拟建大楼为地上19层, 地下室2层, 其停车位80个, ±0.00=1083.5m, 地下室底板标高为1075.8m, 地下室总高度为7.7m, 框架-剪力墙结构, 整个建筑在平面上呈矩形状, 长边呈东西向展布, 长为66.0m, 短边为42.0m, 本工程主楼最大柱荷载为21000k N, 对差异沉降敏感。

2 边坡工程地质条件

场地主要岩土构成为第四系杂填土 (Qml) 、红粘土 (Qdl+el) , 下伏基岩为三叠系安顺组 (T1a) 白云岩。杂填土主要成分为建筑垃圾、含少量粘土及生活垃圾, 结构松散, 厚度在0.5~3.0m之间。红粘土厚度在2.2~14.5m之间, 场地均有分布, 主要呈硬塑状态。强风化白云岩, 厚度在1.0~3.0m之间, 平均厚1.0m左右, 场区均有分布。中风化白云岩, 薄-中厚层, 厚度大于20m。场区岩溶较发育, 节理较为发育, 基岩面起伏较大。根据该工程的基坑边坡勘察报告, 场地地下水分为上层滞水和岩溶裂隙水两种, 上层滞水埋藏于包气带孔隙中, 水量小, 水量随气候变化较大, 渗透性强。岩溶裂隙水赋存于岩溶裂隙中, 地下水静止水位标高在1060m左右, 位于基坑底标高1075.8m以下, 因此, 建筑基坑开挖受地下水影响小, 受大气降水及周围生活废水影响较大。

根据《贵州省有色地质科技大楼基坑边坡勘察报告》中的评价, 该工程基坑开挖:选取的典型剖面8~8′、9~9′、10~10′剖面进行边坡稳定性计算, 其安全系数为1.1、1.21、1.18, 于不稳定状态。

3 基坑边坡支护设计

根据基坑实际情况得知, 基坑除A-C段部分将形成2.8~4m的永久性边坡, 且边坡高度较小, 其支护计算相应系数作据实调整外, 其余均为临时性支护。设计使用年限为2年。

3.1 支护基坑岩土构成特征及技术参数的选取

3.1.1 场地基坑周边环境

(1) AB段基坑:AB段位于拟建场地的北东侧, 有一2层的楼房, 距基坑边界约5~7m。自然地面标高为1086.80~1087.5m, 该侧基坑底标高1075.80m, 地下室开挖将形成约11.0~11.7m高的基坑边坡。

(2) BC段基坑:BC段位于拟建场地的东侧, 该侧距围墙约1m, 围墙外大部分无已有建物和设施, 在其东南角有一栋5层及8F的建筑物, 距离基坑边线分别为6m、8m。地面标高为1086.3~1087m, 该侧基坑底标高为1075.8m, 地下室开挖将形成约10.5~11.2m高的基坑边坡。

(3) CD段基坑:CD段位于拟建场地的西南侧, 该侧距围墙约2.5m, 有南侧及西侧分别有1栋4层的建筑物, 距离基坑边线7~8m。地面标高为1085.2m, 该侧基坑底标高为1075.8m, 地下室开挖, 将形成约6.7m高的基坑边坡。

(4) DE段基坑:DE段位于拟建场地的西侧, 该处距围墙2~3m, 围墙外为一平台, 平台标高为1079.3m, 地面标高为1082.5m, 该侧基坑底标高为1075.8m, 地下室开挖, 将形成约6.7m高的基坑边坡。

(5) EF段基坑:EF段位于拟建场地的西北角, 该侧距围墙约1.5m, 地面标高为1082.5m, 距基坑边界约5m有一9层的住宅楼。该侧基坑底标高为1075.8m, 地下室开挖, 将形成约6.7m高的基坑边坡。

(6) FGH段基坑:FGH段位于拟建场地的北侧, 该层基坑线距离围墙较远, 为基坑开挖土石方及施工通道。地面标高为1082.5m。该侧基坑底标高为1075.8m, 地下室开挖, 将形成约6.7m高的基坑边坡。

3.1.2 基坑岩土体物理力学参数

杂填土:γ=16k N/m3, C=8k Pa, 准=4°, frb=10k Pa;

可塑红粘土:γ=16.4k N/m3, C=32.0k Pa, φ=4.6°, frb=22k Pa;

硬塑红粘土:γ=15.6k N/m3, C=45.0k Pa, φ=6.6°, frb=28k Pa;

强风化白云岩:γ=22k N/m3, C=25k Pa, φ=10°, frb=150k Pa;

中风化白云岩 (较软岩) :γ=27.6kN/m3, C=200kPa, φ=45°, frb=400k Pa。

结构面 (层面) :C=50k Pa, φ=18°。

3.1.3 坡顶附加荷载

由于该处基坑除南、北两侧中段大部分地段无建 (构) 筑物外, 其余均有建筑物, 因此, 除南、西两侧中段的基坑不考虑坡顶荷载外, 其余坡顶均须考虑荷载, 由于外围建筑物均为条形基础, 故按每层10k N/m2进行加载。钢绞线 (7准5) 抗拉强度设计值为1260N/mm2, 每根钢绞线强度设计值为173k N。锚杆钢筋 (准22) 抗拉强度设计值为300k N。基坑重要性系数γ0=1.0。

3.2 支护结构

AB段基坑:基坑边坡高11.7m, 无放坡条件, 且有一老挡墙与之紧临, 坎顶还有一围墙, 考虑到坡顶堡坎及已有建筑物的安全, 该段采用抗滑桩+预应力锚索支护体系, 锚索为4~7准5, 倾角20°, 锚索拉力锁定设计值为600k N。桩间土层部分采取混凝土板支护体系, 岩层部分采取挂网喷浆支护体系。

BC段基坑:基坑边坡高10.5~11.7m, 无放坡条件, 且有一老挡墙与之紧临, 坎顶还有一围墙, 考虑到坡顶堡坎及已有建筑物的安全, 该段采用抗滑桩+预应力锚索支护体系, 锚索为4~7准5, 倾角25°, 锚索拉力锁定设计值为600k N。桩间土层部分采取混凝土板支护体系, 岩层部分采取挂网喷浆支护体系。

CD段基坑:基坑边坡高6.7m, 无放坡条件, 且有一老挡墙与之紧临, 坎顶还有一围墙, 考虑到坡顶堡坎及已有建筑物的安全, 该段抗滑桩+预应力锚索支护体系, 锚索为4~7准5, 倾角30°, 锚索拉力锁定设计值为600k N。桩间土层部分采取混凝土板支护体系, 岩层部分采取挂网喷浆支护体系。

DE段基坑:基坑边坡高6.7m, 有一定的放坡条件, 且外部无重要建筑物, 采用1:0.3放坡, 坡面采取格构+锚杆+混凝土板支护体系, 锚杆 (22) 长7.5~10.5m。

EF段基坑:基坑边坡高6.7m, 考虑坡顶建筑物的安全, 采用抗滑桩+预应力锚索支护体系, 锚索为4~7准5, 倾角30°, 锚索拉力锁定设计值为600k N。桩间土层部分采取混凝土板支护体系, 岩层部分采取挂网喷浆支护体系。

FGH段基坑:该段为施工通道, 有较大的放坡条件, 拟采用1:1放坡+素喷浆支护方案, 喷射混凝土C20厚50mm。

沿整个支护体系顶至围墙范围内的自然地面须用C15混凝土封闭, 基坑内应作临时排水沟 (井) 并抽排坑内集水。基坑坡面上按3m×3m设置泄水孔, 孔径准50, 外泄坡度5%, 进入坡体内不小于0.3m, 设滤水砂囊0.3m×0.3m, 梅花型布置或根据实际设置。

3.3 施工注意事项

3.3.1 施工要点

锚索孔径φ110, 钻孔深度大于设计深度0.5m, 钻孔完毕, 清除孔内岩土屑, 随即安装锚索。锚索压浆管伸入孔底, 从下至上一次性压满, 直至孔口有浆液溢出, 保证浆液饱满, 浆液中加入微膨胀剂和早强剂。待水泥浆强度达到85%后, 方可进行锚索张拉, 预应力锚索张拉按二次四级对称张拉执行, 第一次张拉一、二级, 第二次张拉三、四级, 两级张拉时间间隔不小于15min, 两次张拉时间间隔不小于3d。使用的张拉设备应在标定期限内, 张拉时监理人员应进行现场监理并及时签证。锚索的制作、防腐、施工及验收按相关规范执行。

3.3.2 锚杆

土体开挖高度每级不大于2.0m, 待上一级支护工程完工后方可进行下一级开挖;钻孔完成后吹净孔内岩土屑, 锚杆安置定位支架每1m设置一个, 应保证锚杆安置基本居中;压浆从孔底至孔口一次压满, 保证浆液饱满, 浆液内加入微膨胀剂和早强剂;锚杆的制作、防腐、施工及验收按相关规范执行。

3.3.3 喷混凝土施工

水泥应先用普通硅酸盐水泥, 水泥强度等级不小于32.5MPa, 先用坚硬耐久的中砂或粗砂, 细度模数宜大于2.5, 粒径不宜大于15mm, 干革命法喷射时, 砂的含水率宜控制在5~7%, 若采用防粘料喷身机时, 砂的含水率可为7~10%。当工程需要采用外掺剂时, 掺量应通过试验确定, 加外掺料后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。喷射作业时应分段进行, 同一分段内喷射顺序自上而下, 一次喷射厚度不小于40mm。钢筋网应在喷射一次混凝土后铺设, 钢筋保护层厚度不得小于40mm。钢筋上下搭接长度不得小于300mm, 采用点焊与锚杆焊接牢固。喷射混凝土时, 喷头与受喷面应保持垂直, 距离宜为0.6~1.0m。喷射混凝土终凝2h后, 应喷水养护, 养护时间根据气温确定, 一般工程不得少于7d, 当气温低于5℃不得喷水养护。

3.3.4 施工监测

建立观测网, 基坑进行水平和垂直位移观测, 施工期至少每3d观测一次, 也可据实而定。施工监测按四等精度要求, 对监测成果作整理分析, 并送监理单位和设计单位。

4 结语

综上所述, 基坑边坡支护设计是高层建筑设计中的关键工作之一, 基础的稳固是保证高楼质量与稳定的根本。只有做好基坑边坡支护设计, 才能够保证高层建筑施工安全, 才能够保证施工的质量、进度, 从而促进建筑事业的不断发展。

摘要：近年来, 随着我国工程建设规模的不断扩大, 高层建筑随之迅速发展。随着建筑高度的增加, 基础深度和地下室层数也在相应的增加, 基坑边坡支护安全成为高层建筑施工中重要环节。本文主要根据贵州省有色地质科技大楼基坑边坡支护实例, 阐述了基坑边坡支护设计要点。

关键词：高层,基坑,边坡,支护,设计

参考文献

[1]李金星, 陈建民, 杜清坤.高层住宅楼基坑支护工程的设计与施工[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2003 (04) :45~46.

[2]张如俊.五层地下室深基坑边坡支护的设计与施工[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2006 (01) :23~24.