复合支护结构在边坡工程中的应用

左德勤

1 工程概况

长沙市天心区某安置小区边坡为原始平缓山坡开挖而形成的人工高陡边坡,边坡高度约11.56 m～14.40 m,边坡长度约290 m,开挖后形成边坡坡度约为 70°～75°。该边坡根据走向可划分为HA,AB,BE,EG四段,其地质情况见表1。

表1 边坡地质情况 m

其中该边坡HA,AB段开挖后形成坡度约70°,高约11.5 m,由于开挖过程中及边坡形成后未对其进行及时支护,边坡于2008年2月AB段发生垮塌,并严重影响到其坡顶紧邻的6层新建楼房。事故发生后,采取了堆土及砂袋反压坡脚等措施后,边坡现暂时处于稳定状态。为了避免险情的再次出现,需对该边坡进行处治与支挡设计。

2 岩土力学参数选取

设计所需参数系根据岩土工程勘察报告结合本地区工程经验,按照极限状态设计原则,对现状稳定的HA,BE,EG段边坡采用勘察报告书建议的指标进行计算,对已发生垮塌的AB段按安全系数进行反算确定相关设计计算指标值[1](见表2)。

表2 岩土力学参数

3 支护方案的选择与设计

3.1 支护方案的选择

1)边坡为土质边坡;2)边坡AB段于2008年 2月 5日发生滑塌。事故发生后,有关部门在专家指导下采取堆土及砂袋反压坡脚等抢险措施,使边坡暂时处于稳定状态,但由于填土的物理力学性质较差,边坡仍然有发生进一步滑塌的可能;3)边坡AB段顶部西侧紧邻一6层新建住宅楼,滑动带后壁距楼房基础最近约1.0 m,要求支护采用的设计方案能严格控制变形;4)边坡EG段顶部东南侧有一6层新建住宅楼,距边坡顶边约8 m;5)边坡边线上方为高压电线,其走向与边坡走向大致平行;6)该边坡是一个永久性支护,而且位于新建小区内。

综合分析以上因素,最终决定对该边坡每段均采用上部锚杆加网格梁与下部抗滑桩加锚杆方案,对滑塌区内的填土,补充采用静压注浆进行加固。

3.2 支护方案总体设计

1)根据边坡深度将边坡划分为上、下两部分。上部分按1∶0.3放坡并采用两层锚杆加网格梁进行支挡;下部分采用抗滑桩加一层或两层锚杆进行支挡;2)上部第一层锚杆设在距桩顶1.5 m处,第二层锚杆设在距桩顶4.0 m处,锚杆及网格梁间距为2.5 m×2.5 m(竖直间距×水平间距),格梁间挂钢丝网抹灰或进行绿化设计;3)下部抗滑桩,桩间距2.5 m。HA,AB段桩径1.2 m,一道锚杆设在距桩顶-0.1 m处;BE,EG段桩径1.3 m,两道锚杆分别设在距桩顶-0.1 m及-2.1 m处。桩混凝土采用C25,桩间挂钢丝网抹灰或进行绿化设计;4)桩顶用冠梁连接,截面尺寸0.5 m×1.2 m,梁体采用 C25混凝土,冠梁顶部即为平台,宽 0.8 m;5)边坡AB段滑塌后的填土区设置三排注浆孔进行加固处理,防止在边坡支护施工过程中发生二次垮塌。注浆孔距房屋基础分别为2.5 m,5.5 m,8.5 m,孔间距2.5 m,注浆孔设置在两根锚杆的中间位置;6)采取边坡顶地面硬化及设置截水沟、排水沟、泄水孔等措施。

4 施工注意事项

1)采用分层填土,每层一般不超过300 mm厚度,填一层夯实一层,直至填到地面标高(标高约58.0 m)。2)布置三排注浆孔,距房屋基础分别为2.5 m,5.5 m,8.5 m,孔间距2.5 m,注浆孔设置在两根锚杆的中间位置。孔深穿过滑动面进入原状土层1.5 m～2.0 m,采用孔口封闭式全孔一次性静压注浆,注浆孔径可采用75 mm或90 mm,注浆压力0.1 MPa～0.5 MPa,注浆液采用水灰比0.5的水泥浆。3)当锚杆施工完毕后,锚固体强度达到设计强度等级的75%时,应进行验收试验,试验数量按规范要求。锚杆施加预加力均为锚杆设计承载力的40%,分两次张拉,第一次张拉总预加力的60%,第二次张拉总预加力的40%,锚固体强度须达到设计强度的70%后方可进行张拉。4)抗滑桩钢筋数量、规格长度应满足设计要求,主筋焊接搭接长度不小于10d,同一截面接头面积不大于50%,且相邻接头错开35d(d为主筋直径),主筋保护层厚度为50 mm。5)在边坡顶、底用红砖(Mu10)砌筑排水沟,尺寸300×300,M10水泥砂浆抹面,厚度不小于10 mm。同时在坡面设置一定数量的泄水孔,纵向孔距3.00 m,横向孔距3.00 m,采用φ50 PVC管,长度不大于400 mm,呈梅花形布置。6)在施工期间须按规范要求设置位移、沉降观测点,监测边坡以及邻近建筑物、道路的水平位移及沉降情况,桩锚设计方案通过信息施工法加以补充完善。

5 结语

本边坡工程在周边环境较为复杂的情况下施工,综合考虑多方面因素后,采用了上部锚杆加网格梁与下部抗滑桩加锚杆的复合支护设计方案,在边坡支护加固施工过程中,边坡的监测数据表明其变形均在规范允许的范围之内。本边坡工程成功施工的设计方法及思路对类似工程有一定的借鉴作用。

[1] 赵明阶,何光春.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 李高怀.浅析边坡工程防护加固技术[J].山西建筑,2008,34(8):142-143.