摘要:某邊坡工程場地地質環(huán)境條件較差,邊坡變形區(qū)在強降雨、地表水沖刷、及人類工程活動等諸多不利因素影響下,有產(chǎn)生較大規(guī)?;瑒拥目赡堋8鶕?jù)邊坡影響因素和滑坡形成機制分析,研究設計出支擋、人工截水溝、擋土墻、排水溝等等一系列治理方案和措施。以期對今后同類工程設計作參考。
關鍵詞:邊坡;工程設計;擋土墻;污水池;措施
1.邊坡工程概況
某不穩(wěn)定邊坡總體坡度約為30°-60°,前部坡度達40°~50°,現(xiàn)狀坡比在1:1~1:12之間。前緣高程6930M-7400M,后緣為住宅樓建設場地地面整平標高,約8100M,高差約310M-1170M,在本次的設計段邊坡的高差為3-7M,邊坡已開裂,處于不穩(wěn)定狀態(tài),一旦發(fā)生大規(guī)模邊坡下滑,將直接威脅小區(qū)居民的生命、財產(chǎn)安全,并影響邊坡外緣居民正常的生產(chǎn)及生活(實地照片見圖1)。
通過對邊坡所在區(qū)位的地理地質環(huán)境大量調查、現(xiàn)場勘察、計算、分析與評價,對邊坡地理地質情況穩(wěn)定性有了充分的了解,綜合整個場區(qū),整個自然邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),對周邊居民及農(nóng)作物存在危險性威脅,需進行治理。
2.治理工程設計
2.1治理工程方案總體設計
考慮到場區(qū)的地質環(huán)境條件,為消除該區(qū)段地質災害安全隱患,治理工程以前緣坡進行支擋措施為主,而在邊坡上緣開挖人工截水溝。前緣支擋擬采用重力式擋土墻,并在墻前布設排水溝,擋土墻長度5153m,截水溝、排水溝總長度約331米。
2.2治理工程分項設計
(1)擋土墻設計
在前緣坡布設擋墻,使坡體穩(wěn)定。擋墻結構設計為重力式擋土墻?;狙刈匀坏匦尾荚O,以減少開挖及征地工程量。該擋土墻為居民小區(qū)內擋土墻,因無超重型車輛要求,設計荷載采用qk=30kPa。
擋土墻設計為重力式,基礎埋置深度不小于20m;擋墻擬布設泄水孔,泄水孔水平距離2m,垂直距離2m,呈梅花狀布設,斜度為5%,泄水孔采用φ100PVC管,在進水口反濾層下部用粘土夯實;擋土墻每隔10m設置伸縮縫,縫寬20mm,縫中填塞瀝青麻筋;不同高度斷面處需設置沉降縫,縫寬20mm,縫中填塞瀝青麻筋。本工程設計為C20混凝土擋土墻。墻背回填要分層施工,壓實要求不小于95%,回填時不要損壞墻背反濾層,保證泄水孔的通暢。
(2)污水池設計
本次污水池工程設計擬修建在場地西側,用于儲存居民區(qū)地表水及居民生活廢水。污水池北面、南面、西面池壁采用開敞式梯形結構,采用同一尺寸,污水池注滿水澄清后在往外排放,污水池深25m,寬約10米,長約40m,可儲存污水1000m3。
北面、南面、西面池墻尺寸為:頂寬04m,底寬08m,墻高25m,基礎埋深06m。
池底采用C20混凝土,厚度為120mm,底設墊層100mm,底板鋪設φ8鋼筋,保護層厚度30 mm;污水池內設置上下梯級臺階,臺階寬120m,高250m;池頂設護欄,護欄高度180m。
因東面邊坡坡高約10米,如采用與其他三面相同尺寸的池壁不滿足抗滑移及穩(wěn)定性要求,故東面采用擋土墻形式。
為了增大擋土墻的抗滑力,擬在東面擋土墻底板采用沖擊取土鉆孔灌注樁基礎,樁徑350mm,有效樁長8m,經(jīng)計算單樁水平承載力為6581kN。
(3)排(截)水溝設計
本次地表排(截)水工程設計擬在擋土墻上、墻前、邊坡后緣,形成完善的整個坡體排水系統(tǒng),以將邊坡區(qū)內的大氣降水最大程度地導入西側的污水池中,減少大氣降水滲入邊坡體內軟化滑帶。
工程布置
水管采用直徑為100mmPVC排水管,厚度32mm,坡度5%,間距2000×2000mm,排水管內側采用土工布包裹,以防堵塞施工時需做好濾水層,泄水孔應保持直通無阻。
排水溝采用明挖溝槽,橫斷面采用矩形結構,排水溝500mm×500mm,高05m,排水溝采用C20混凝土。
(4)圍墻
場地西側擬修建1米高圍墻,采用梯形結構,圍墻頂04m,底08,高10m,基礎埋深07m,采用C20混凝土。
基礎開挖時土基槽應進行翻夯處理,深度不小于40cm。
(5)圍欄
由于污水池深度較大,為避免當?shù)卮迕窦靶箴B(yǎng)牲畜不慎從高處掉落水池,保障人民群眾生命和財產(chǎn)安全,擬在污水池墻頂及圍墻頂安裝公路護欄網(wǎng)。護欄網(wǎng)選擇18×30m規(guī)格,安裝護欄網(wǎng)總長度約223m,施工時采用預埋件(或預埋立桿),預埋深度50cm以上,然后進行護欄網(wǎng)安裝。
擋土墻頂部圍欄(防護欄)由業(yè)主自行安裝,高度應不小于150m。
(6)反濾包
為了保土、排水擋土墻墻背做反濾包用300-400g/m2反濾土工布,1-4mm石屑,20mm碎石,防水土工布,夯實粘土。
3.主要施工方法及基本要求
本次工程主要為擋土墻、污水池及排水溝工程,主要涉及機械土石方開挖及混凝土等方面的施工。
3.1擋土墻施工
3.1.1在施工前的精準測量放樣后進行基礎施工
(1)基槽清挖:采用人工清挖并嚴格按放樣控制線進行挖掘。表土層和回填層挖完后,巖層部分用破碎機探打基巖至基槽設計基底標高。待基槽挖至設計基底標高后進行基底倒坡清探?;矍謇硗旰髨笳埍O(jiān)理工程師及業(yè)主代表到現(xiàn)場驗槽、送檢。
(2)對基槽土質應保持干燥,雨天基槽內積水應隨時排除,對受浸泡的基底土應全部予以清除,并換以好土回填,以碎石(礫)石夯填至設計標高。
(3)挖基時如發(fā)現(xiàn)與設計不符的軟弱地基,承載力不滿足設計要求時應通過設計進行變更設計程序,采取措施后方可施工。
(4)基趾部埋入深度和襟邊距離應同時符合設計要求。
(5)采用傾斜地基時,應按設計傾斜挖槽,不宜用填補法筑成斜面。
在巖體破碎或土質松軟,有水地段,宜選擇分段集中施工。
3.1.2擋土墻體澆筑與分段設置伸縮縫
(1)澆筑墻體基礎前,將基底松軟土清除干凈,然后再拼裝模板,模板安裝每層按18m高度進行拼裝,搭設鋼管腳手架進行加固校正,模板安裝校正完后,經(jīng)驗收合格后立即進行混凝土澆筑,澆筑混凝土時注意振搗,不能漏振;混凝土澆筑完時,混凝土表面要采用木砂板砂毛,以便上層澆筑時接口;混凝土每層澆筑高度按模板拼裝高度進行澆筑。
(2)擋墻基礎澆筑完后即進行墻身澆筑,墻身模板施工按基礎模板安裝進行施工。在進行模板校正加固時,墻身內應按設計要求安放Φ100PVC塑料管當泄水管用,鑒于本擋土墻單層澆筑混凝土量較大且高度較高,在模板加固時,需用Φ14鋼筋從塑料管內穿過,兩端固定在模板外的腳手架上,作加固用。
(3)在基槽驗收合格后立即封基,封基定位放樣后開始組織基礎模板支撐施工。
(4)沿著擋土墻邊搭設雙排腳手架,搭設高度,高出擋土墻12m。
(5)本分項工程采用商品混凝土,在砼澆筑前應提前對安裝設備進行調試,調試完畢后并進行檢測便于砼澆筑時一次性成功。
(6)砼澆筑施工時應做好施工記錄、同時做好砼試件抽取并作好記錄。砼試件頻率不低于規(guī)范要求,每一個臺班應抽取1-2組砼試件或200m3取1組以上。
(7)墻身模板安裝時預先用墨汁彈出墻身下底寬度線,便于模板安裝時使用;彈出底邊線后應立即對墻身前后坡面搭設樣架坡面線,模板支撐安裝時嚴格按已搭設好的樣架坡面線進行拼裝;為了加強模板的整體性和牢固性在模上縱橫向每隔1m加設一根Φ14橫向拉桿;在沉降縫處支模時應預先把沉降縫的泡沫塑料板安裝固定好使其縫能從下至上整體斷開;模板安裝時架管應采用雙層腳手架其縱橫間距不能大于1m;每一次拆模時要保留已澆筑砼的模板有一米高度不能拆,便于下次支模更能順接,同時盡量減少第二次澆筑時的水泥漿下滲到已澆筑好了的砼墻面上。
(8)模板支撐高每模不超過20m(含預留高度),再次澆注必須插直徑為Φ8的三級鋼筋,長200mm,每段每天砼澆筑高度不超過20m,結合面鑿毛,剔除浮漿及松動石子,沖洗干凈。
(9)砼澆筑時嚴格按要求及相關規(guī)范執(zhí)行,原材料嚴格按規(guī)定進場,配合比嚴格按設計配合比執(zhí)行。
(10)砼模板拆除后應立即組織工人進行灑水養(yǎng)護,一定要讓砼慢慢的浸透。
(11)擋土墻按設計要求應分段澆筑,按設計要求10m間距留置20mm寬伸縮縫,縫成直線,伸縮縫內采用瀝青麻筋填充密實,伸縮縫表面采用油膏灌縫;擋墻外墻面按設計要求按1:03的斜面進行施工,內墻面1:1的坡度自支摸澆筑砼,為此可設立臨時標準樣架作準繩,使墻面順直整齊。
(12)砼檢驗每200m3取樣不少于一次,同一配合比的砼總取樣數(shù)量不少于三次。
3.1.3回填用料與泄水孔設置
(1)混凝土擋墻澆筑后7天,待強度達到80%后即可進行墻身背后回填,分層夯實,密實度大于94%,墻后填料中的樹皮,草根等雜物應清除干凈。
(2)擋土墻身在進行回填過程中,必須隨時掌握澆筑到一定高度后按設計要求尺寸位置設置泄水孔,并在進水孔墻背做好反濾防滲隔水設施,排水孔口設置反濾包。
(3)泄水孔間距2m×2m,上下排交錯布置,呈梅花型布置,孔內預埋φ100mmPVC排水管,最下面一排泄水孔出口應高出地面20cm以上;墻內PVC管應在支模時安裝好并進行定位;墻背進水口處管道應伸出墻體5-10cm,在進水口處管口采用反濾包。
3.2污水池
施工程序分為:地基處理、池墻澆筑、池底建造、池墻再繼續(xù)澆筑到頂、防護欄預埋件、附屬設施安裝施工等部分。
(1)地基處理。施工前應首先了解地質資料和土壤的承載力,并在現(xiàn)場進行坑探試驗。如土基承載力不夠時,應根據(jù)設計提出對地基的要求,采取加固措施,如擴大基礎,換基夯實等措施。
(2)池墻澆筑。按圖紙設計要求放線,嚴格掌握垂直度、坡度和高程。池墻澆筑時,要預埋(預留)進、出水管(孔),出水管處要做好防滲處理。防滲止水環(huán)要根據(jù)出水管材料或設計要求選用和施工。
(3)池墻采用C20混凝土,底板采用鋼筋網(wǎng)片鋪設,底板厚度120mm,鋪設墊層100mm。當鋼筋網(wǎng)片鋪設完成時再進行混凝土澆筑。采用C20混凝土,澆筑厚度不小于120mm,依次推進,形成整體,一次灌筑完成,表面要求密實、平整、光滑。池底施工程序:池壁澆筑到池底段時,開始進行污水池底板施工,分底土處理、墊層、鋼筋網(wǎng)片鋪設、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)。
3.3排水溝
地表排水溝的施工順序為:放線整平→溝槽開挖→溝體砌筑→砂漿摸面→養(yǎng)護。
(1)按設計要求確定軸線,然后按設計圖紙尺寸、高程,量定開挖基礎范圍,再進行施工,開挖地基,進行修建。
(2)開挖土方基坑時,必須留夠穩(wěn)定邊坡,以防滑塌。對松軟土層,應盡量挖除。重要的大落差跌水陡坡地基,還應夯壓加固處理。
(3)填方基礎,必須按規(guī)定尺寸分層夯實,達到設計要求,并做必要的土樣測試檢驗。
(4)排水溝應盡可能平順,要求溝底滿足坡度要求,不得出現(xiàn)反坡,斷面不小于設計斷面,以便排水通暢。必要時可采用溝底加厚墊層或局部淺層開挖方式來確保排水溝溝底縱坡。
(5)排水溝砌筑前應單獨進行分項基礎驗收。
(6)排水溝采用C20混凝土,澆筑厚度底部不小于120mm,側壁不小于120mm。
4.總結
該類工程施工應遵循“信息法”施工,勤監(jiān)測,勤巡視,及時反饋信息,并根據(jù)信息指導施工。另外,場區(qū)擋土墻工程施工應實行由業(yè)主成立指揮部為直接領導,下設項目經(jīng)理部的管理方式,且指揮部受質量管理相關部門的管理和監(jiān)督。
根據(jù)投資概算,本工程總投資與投入產(chǎn)出比表明該治理工程經(jīng)濟效益十分明顯,在工程治理后,環(huán)境得到改善經(jīng)濟效益是十分明顯的。通過該邊坡治理工程的實施,改善了生態(tài)環(huán)境、穩(wěn)定社會、促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和人民群眾安居樂業(yè),發(fā)揮巨大效益。
作者簡介:趙菊花(1987.2-),女,本科學歷,水工環(huán)工程師,現(xiàn)主要從事地質勘察、基礎工程、地質災害治理工作。