高危边坡支护设计

高危边坡支护设计（通用8篇）

高危边坡支护设计 篇1

摘要：为了提高边坡支护措施在安全性、经济性和环保性上的综合效果, 提出了高危边坡综合防护思路, 指出采用设置路堑挡土墙、锚杆框架及预应力锚索框架等措施进行加固, 具有较好的针对性和实用性。

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.

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高危边坡支护设计 篇2

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。

某大厦基坑边坡支护与降水设计 篇3

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).

高边坡支护结构设计施工浅析 篇4

近年来, 随着我国公路、铁路和其他基础设施的大量建设, 出现了大量的边坡工程。为了保证公路、铁路和基础设施的运营安全和临坡建筑的使用安全, 必然要求对这些边坡进行支护加固。传统的支护方法多采用刚性挡墙, 比如重力式挡墙、悬臂式挡墙和扶壁式挡墙等, 但是挡墙因断面尺寸大, 圬工量大不经济, 且抗震性能差, 破坏原有地形较为严重, 不利于环保。现在较为常用的支护方法有锚索抗滑桩、预应力锚索格构梁、框架预应力锚杆支护结构等。这些支护形式不仅可适用于高大边坡, 而且为柔性支挡, 能充分发挥锚索或锚杆与土体的空间协同作用, 同时具有良好的抗震性能, 可以有效控制边坡变形, 同时较少地开挖原地质及圬工量小, 环保效益较好。

本文以某高速公路高边坡支护工程设计施工为例, 详细分析高边坡支护结构设计与施工思路及重点问题分析, 以期为今后的高边坡防护实施提供借鉴和参考。

1 工程背景

本文以厦门某高速公路为例, 全线深挖超过20m的路堑高边坡有11处, 均有采用框架预应力锚杆等柔性支护结构, 对尽量减少对原土扰动, 降低工程造价具有重要意义。现以ZK13+325~ZK13+410段左侧边坡为该路段的典型断面, 加以分析。

该边坡最高约29.0m, 为二元结构边坡:上部薄层亚粘土;其下为砂土状强风化晶屑凝灰熔岩, 厚度0~11m;下伏弱风化晶屑凝灰熔岩, 因坡体较为高陡, 岩体风化剧烈, 节理裂隙发育, 须进行加固处理。同时坡顶外侧8m有小坪水电站的管理房。

2 高边坡稳定因素分析

2.1 边坡工程地质特征

当边坡的高度、坡度超过一定值时就会发生失稳变形。受构造的影响, 节理裂隙发育, 岩体破碎, 严重地影响着路堑高边坡的稳定性。岩质边坡的稳定性主要受节理裂隙等构造控制。

水是造成边坡失稳的重要因素, 地下水软化岩 (土) 体, 降低其强度, 引起静水压力和渗透压力的增大, 这些均不利于边坡的稳定。是否存在地下水及其发育程度是评价边坡稳定的重要因素。

开挖边坡的工程地质特征是决定边坡稳定与不稳定的主要内因。

2.2 边坡坡形、坡率、坡高及加固措施

路堑边坡的开挖引起坡体内应力重分布, 严重破坏边坡的自稳状态, 是造成边坡失稳的直接原因。因此路堑边坡的设计是否合理是决定路堑边坡稳定的关键。它包括确定坡形、坡率、边坡高度和加固与防护结构的类型等。路堑边坡的稳定性取决于设计的坡形及加固措施是否与地质条件相适应。

2.3 施工方法、工艺及施工顺序

施工方法、工艺及施工顺序对路堑边坡的稳定也有很大影响, 故应结合不同地质条件及工程特性, 在设计合理的前提下, 做好施工组织, 选择有效的施工方法及工艺, 尤其做好开挖与支挡工程的有机配合。

3 高边坡支护方案设计

3.1 设计总体思路

在完善地表和地下排水措施的前提下, 针对不同类型边坡, 采取的工程措施总体思路如下:

(1) 土质边坡:以设计稳定坡形坡率为主, 在坡顶坡度较缓或反坡情况下, 坡形坡率设计使其与边坡的岩土特征相融合, 尽量减少加固工程措施, 加强坡面防护, 以达到或提高边坡的稳定度。

(2) 类土质边坡:类土质边坡稳定度由土体强度及结构面共同控制, 由土体强度控制的边坡, 按土质边坡上述原则加以设计;由结构面控制的边坡, 刷缓边坡往往不能使其稳定, 选用锚固、注浆及其它支挡结构进行加固。

(3) 二元结构边坡:坡形坡率设计采用上缓下陡坡率, 与上土下岩坡体结构相适应;上部与土质边坡或类土质边坡设计类似;下部以加固倾向临空结构面及上下分界面的滑动为主, 选用锚固、注浆及其它支挡结构进行加固。

(4) 岩石边坡:对顺倾层状边坡, 针对层面产状采用锚索框架、锚杆框架等综合比选。对反倾层状边坡, 针对倾向临空贯通结构面采用多种支挡结构综合比选。对碎裂结构岩体边坡, 刷坡坡率与岩体破碎程度相适应, 对边坡变形, 首选花管注浆、锚杆框架等进行加固。

3.2 坡形坡率设计

根据岩土体特性、地貌现状、边坡开挖高度及其是否存在倾向临空的不利结构面等综合因素设计坡率。针对岩性特征, 对不同土体不考虑加固措施在开挖边坡上的坡率设计可采用工程类比法。可通过调查项目附近的省道206路基挖方边坡的稳定性进行统计分析。

对存在倾向临空结构面, 边坡稳定性较差, 自然山坡较陡, 放缓边坡受限制或不经济, 或者与保护环境的原则不相符的情况下, 采用较陡坡率, 并对边坡进行加固处理。

3.3 边坡加固方案设计

根据边坡工程地质条件, 首先确定坡体结构及不同的边坡变形破坏模式, 在此基础上, 进行稳定性分析与计算, 根据计算结果确定边坡加固工程规模及类型, 针对不同的边坡变形破坏模式, 分别采用不同的加固工程措施。

(1) 坡脚应力集中加固。为有效消除坡脚应力集中问题, 本段开挖边坡较高, 岩性软弱, 坡脚应力集中十分严重, 设计中, 坡脚第一级需要加固时, 采用预应力钢锚管、注浆钢锚管。

(2) 深部变形加固。边坡设计最高为3级, 各级边坡设计坡率及防护加固工程措施为:第一级1∶0.5~1∶1.0, 非预应力锚杆框架;第二级1∶0.75~1∶1.0, 预应力锚杆框架;第三级1∶1.0预应力锚杆框架与三维网植草交错布置。其中预应力锚杆框架加固:预应力锚杆为孔径φ130mm, 32mm高强精轧螺纹钢, 框架宽6m, 设4孔锚杆。

(3) 地表地下水引排处理。对于坡体地下水, 以仰斜排水孔引排为主, 局部结合支撑渗沟等加以处理。对地表水引排, 在路堑边坡堑顶设置截排水天沟, 坡面结合检查梯设急流槽, 以及平台侧沟、路堑边沟等组成综合地表排水系统。

4 施工控制要点

本项目框架预应力锚杆施工重要节点如下:严格按设计要求分层、分段进行基抗开挖, 并逐层进行锚杆施工, 开挖后及时封闭土体和施工锚杆。当钻孔到达设计深度后, 用高压风清孔和测量孔深, 遇局部松散土质无法成孔或有障碍物难以继续成孔时, 可用锚管锚杆代替钢筋锚杆。锚杆机孔经检查满足要求后开始安放锚杆, 为保证其准确居中, 每隔2m左右焊接定位钢筋, 锚杆外露长度为350mm, 以保证和框架梁的连接。锚杆安放后及时用注浆机进行注浆, 为保证锚杆与周围土体紧密结合, 在孔口处设止浆塞, 注浆管插至距孔底约0.5m处, 边注浆边拔管直至注满为止。

钢筋混凝土框架梁宜就地立模浇筑, 可确保竖肋与横梁的整体性, 同时使框架梁与岩土良好接触。待框架梁混凝土强度和锚固段浆体强度达到设计强度方能进行张拉, 然后锁定、封锚。

5 结论

该高速公路高边坡设计施工基本上参照前文所述的方案实施, 尚未出现明显的变形及其它病害。在高边坡设计施工中有如下几方面意见供今后其它类似项目参考。

(1) 高边坡支护结构设计的核心是对岩性的准确判定, 工程地质情况是边坡稳定的主要因素。

(2) 高边坡坡率设计是边坡稳定的主动措施, 同时其设计也是建立在地质情况判定准确前提下。

(3) 高边坡支护结构的设计, 是对高边坡地质条件不利因素的补救措施。

(4) 框架预应力锚杆边坡支护结构施工遵循“先支后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。

参考文献

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[3]雷用, 郝江南, 肖强.高边坡设计中的几个问题探讨[J].岩土工程学报, 2010.32 (增2) :598-602

[4]周勇, 朱彦框.架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移影响因素[J].岩土工程学报, 2011.33 (3) :470-476

深基坑与高边坡复合支护设计 篇5

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.

高边坡设计与支护问题实例分析 篇6

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.

高危边坡支护设计 篇7

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.

高危边坡支护设计 篇8

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.