■王 響 ■北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司，重慶市 401147

重慶軌道交通四號線一期工程部分線路靠長江沿岸坡地地帶沿海爾路東西向敷設(shè)，由于沿線地形地質(zhì)條件及線路特點，不可避免地需要在局部車站及區(qū)間地段建造永久性邊坡支護工程，此類邊坡工程設(shè)計使用年限確定為100 年。本文以重慶軌道交通四號線一期工程黑石子站永久邊坡工程為例，對100 年設(shè)計使用年限的永久土巖混合邊坡工程設(shè)計要點進行探討。

1 工程概況

黑石子站位于海爾路路南側(cè)坡地中，北高南低，地勢起伏較大，地面相對高差20m 左右。車站按坡地建筑設(shè)計為地下一層地上兩層的半地下車站，頂層樓面與坡頂海爾路路面平齊。車站建設(shè)將在北面海爾路一側(cè)形成長約220.5m，高度約10～13.5m 的土巖混合永久邊坡。本文就其中某一代表性地質(zhì)斷面為例，此邊坡為13.4m 高的土巖混合邊坡，上部約4m 人工素填土，下部巖層為中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。通過計算分析判斷，此邊坡無外傾結(jié)構(gòu)面，邊坡穩(wěn)定性受自身強度控制，邊坡破裂角取61°。該邊坡的巖體類型為Ⅲ類，巖體等效內(nèi)摩擦角取55°。

圖1 邊坡典型地質(zhì)斷面圖

2 支護方案比選

由于坡頂緊鄰海爾路，無放坡開挖條件，因此考慮以下三種支護方案進行比選:懸臂樁板擋墻、板肋式錨桿擋墻及排樁錨索擋墻。

(1)懸臂樁板擋墻方案。懸臂樁結(jié)構(gòu)受力清晰，構(gòu)件受力計算較為明確，施工工序相對較少。但為滿足受力、變形及裂縫寬度要求，懸臂樁身截面一般為矩形，尺寸較大，成孔需采用人工挖孔。而人工挖孔安全風(fēng)險較高，且施工進度慢，造價較高。

(2)板肋式錨桿擋墻。采用逆作法施工的板肋式錨桿擋墻工藝成熟、工期短且安全、經(jīng)濟，在重慶的永久巖質(zhì)邊坡工程中應(yīng)用廣泛。但在上部土層較厚的情況下，由于板肋式錨桿擋墻的肋柱及擋板后做，上部土層開挖時會存在一定的安全隱患。

(3)排樁錨索擋墻。由于錨索的存在，樁身尺寸可大大減小，采用鉆孔灌注樁可大大縮短施工工期。同時排樁的預(yù)先打入可大大減小上部土層開挖的施工安全風(fēng)險。由于坡頂為城市主干道海爾路，考慮采用預(yù)應(yīng)力錨索的主動支護系統(tǒng)，可有效控制邊坡變形。

因此本工程的土巖混合邊坡采用排樁錨索擋墻進行支護。

3 設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本工程設(shè)計使用年限100 年，邊坡安全等級為一級，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)取1.35，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1。除了上述主要設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)注意以下兩點:(1)可參照建筑荷載規(guī)范(GB50009-2012)規(guī)定可變荷載考慮設(shè)計使用年限調(diào)整系數(shù)γL。結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為100 年時γL=1.1。(2)根據(jù)邊坡規(guī)范規(guī)定，邊坡工程抗震設(shè)防烈度不應(yīng)低于邊坡塌滑區(qū)內(nèi)建筑物的設(shè)防烈度。重慶地區(qū)為6 度區(qū)，據(jù)規(guī)范，可不進行地震計算。本工程坡腳為地鐵車站，邊坡工程抗震設(shè)防類別按重點設(shè)防類，永久支護結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施按三級抗震確定。

4 耐久性設(shè)計

4.1 錨固體系

(1)錨索類型確定。傳統(tǒng)拉力型錨索在工程中應(yīng)用廣泛，但因其錨固段灌漿體受拉，漿體易開裂，防腐性能較差，而壓力分散型錨索可避免此問題。壓力分散型錨索因錨固段灌漿體受壓，漿體不易開裂，防腐性能好;錨索的拉力經(jīng)由承載板加壓與鉆孔不同深度的注漿體上，各注漿體分散承載，避免了注漿體壓應(yīng)力集中，使得錨固段注漿體受力更加均勻，承載力高。鑒于其較好的受力性能及耐久性，本工程選用壓力分散型錨索。

(2)錨索防腐處理。根據(jù)巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程(CECS 22 ∶2005)，本工程永久性錨索的防腐等級為Ⅰ級。①自由段:錨索筋材采用工廠化生產(chǎn)的無粘結(jié)鋼絞線，嚴(yán)禁采用有粘結(jié)鋼絞線涂抹油脂套管的工藝方式。無粘結(jié)鋼絞線外包PE 層采用雙層，內(nèi)外層厚度各1mm，防腐油脂線重量不小于32g/m，鋼材與PE 層間摩擦系數(shù)0.04。②錨固段:承壓板后設(shè)安全型壓力分散裝置。安裝裝置部分的鋼絞線(約40cm 長)要剝除無粘結(jié)鋼絞線的PE 防護套管，用鋸末除去鋼絞線防腐油脂，并用面紗清潔擦拭，在擠壓完成額定錨固力的內(nèi)錨具及P 錨后，在裸露鋼絞線部分涂抹無腐蝕性的油脂后用密封管封裝。

4.2 混凝土結(jié)構(gòu)

據(jù)規(guī)范，建筑邊坡工程的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》GB/T 50476-2008 的規(guī)定。本工程支護結(jié)構(gòu)混凝土的最低強度等級為C40，圍護樁樁身鋼筋保護層厚度70mm，構(gòu)件須進行裂縫款寬度驗算，裂縫寬度按0.2mm 控制。

5 監(jiān)控量測

5.1 施工期監(jiān)測

為實現(xiàn)邊坡工程的動態(tài)設(shè)計、信息化施工，監(jiān)控量測是施工的重要組成部分。通過監(jiān)測掌握邊坡和支護結(jié)構(gòu)的力學(xué)動態(tài)，同時對量測數(shù)據(jù)分析處理，對各開挖步序的支護結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)進行評價，進行信息反饋，必要時可對下步施工參數(shù)進行調(diào)整，并在邊坡出現(xiàn)險情時提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

5.2 運營期監(jiān)測

工程監(jiān)測應(yīng)建立長期監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)和監(jiān)測點建設(shè)、監(jiān)測設(shè)備儀器安裝和保護、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與分析、預(yù)測預(yù)報或總結(jié)等。規(guī)范僅規(guī)定一級永久性邊坡工程竣工后的監(jiān)測時間不少于2 年。本工程永久性邊坡設(shè)計使用年限為100 年，為確保運營安全，還應(yīng)根據(jù)運營部門相關(guān)要求制定運營期巡查及監(jiān)測方案，測量周期不少于1 次/年。運營期間還應(yīng)制定應(yīng)急處理預(yù)案，根據(jù)巡查和監(jiān)測結(jié)果對邊坡結(jié)構(gòu)采取修補和治理措施。

6 結(jié)語

(1)設(shè)計使用年限100 年的邊坡工程由于其安全要求及耐久性可靠性要求都極高，因此在方案設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)實際周邊環(huán)境及水文地質(zhì)條件，選擇合理的邊坡支護方案;

(2)本工程實例中，土巖混合邊坡工程采用壓力分散型錨索的排樁錨索擋墻，并采取足夠的耐久性設(shè)計措施后，可滿足100 年邊坡工程的設(shè)計要求;

(3)建立長期監(jiān)測系統(tǒng)，制定長期巡查制度及監(jiān)測方案，并制定相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案。

［1］GB 50330-2013 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］CECS 22∶2005 巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］GB50911-2013 城市軌道交通工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.