湯方朝　杜發(fā)紅　李四全　王家權(quán)

【摘要】通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻在某采場(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地高大填方邊坡治理中的工程實(shí)例，介紹在斜坡地帶高大填方邊坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻的工程實(shí)施注意事項(xiàng)、工程特點(diǎn)及技術(shù)的可行性，可供類似工程參考。

【關(guān)鍵詞】填方邊坡；預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻；肋板；治理

[文章編號(hào)]1619-2737（2016）01-22-548

1. 前言

在礦山工程和公路工程建設(shè)過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生許多因開(kāi)挖或填方所形成的邊坡，特別是在南方地區(qū)此類邊坡更是占了很大的比例。如何有效經(jīng)濟(jì)合理的治理這些邊坡，成為礦山工程和公路工程建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，傳統(tǒng)的工藝多是采用漿砌石擋土墻、抗滑樁等硬性的工程措施及進(jìn)行少量的邊坡綠化。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦山工程和公路工程建設(shè)對(duì)高邊坡病害的防治技術(shù)正向著復(fù)合型、輕型化、小型化、施工機(jī)械化發(fā)展。邊坡治理不僅僅只是考慮投資的經(jīng)濟(jì)效益，避免出現(xiàn)更多的重復(fù)投資，更需要考慮邊坡治理達(dá)到的效果。因此，必須采取有效的工程措施，確保填方邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定。由我院設(shè)計(jì)并施工的某采場(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地高大填方邊坡治理工程采用了預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻施工工藝以及信息化施工的手段不失為一個(gè)成功的范例（見(jiàn)圖1）。

2. 工程概況

某采場(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地高大填方邊坡治理工程位于云南省玉溪市新平縣嘎灑、老廠、新化三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的交界部位。邊坡為斜坡上填方最大高度達(dá)13.0m，上部為720m主平臺(tái)，下部為工業(yè)場(chǎng)地區(qū)內(nèi)主干公路、肥味河河提擋墻及20m以上的高大填方邊坡。擬建場(chǎng)地處于肥味河北岸中山斜坡上，坡度30°～40°，上覆第四系土層和下伏三疊系全～中風(fēng)化粉砂巖組成。其具體工程地質(zhì)特性自上而下分述如下：①層素填土，分布在地表淺部，結(jié)構(gòu)松散，成分較復(fù)雜，力學(xué)性質(zhì)差。②層粘土，為第四系坡洪積層，結(jié)構(gòu)松散，呈可塑狀態(tài)，力學(xué)強(qiáng)度低，層厚、分布變化大。③層含碎石粉質(zhì)粘土，有一定的力學(xué)強(qiáng)度及厚度，分布于斜坡的中上部，是斜坡加載及建設(shè)工程影響后主要的可能轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的土體。④層漂卵石，力學(xué)強(qiáng)度高。⑤-1全風(fēng)化粉砂巖，主要由粉質(zhì)粘土組成，多夾原巖強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖碎塊，土質(zhì)均勻性較差，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度。⑤-2、⑤-3層強(qiáng)～中風(fēng)化粉砂巖，該層力學(xué)強(qiáng)度高，分布穩(wěn)定，屬穩(wěn)定地層之一，可作錨索的錨固段地層。

該區(qū)無(wú)穩(wěn)定、統(tǒng)一的地下水位，在邊坡體的中部、前部地下水位出現(xiàn)異常，地下水位變平緩甚至產(chǎn)生反饋，表明在巖（土）層中局部地方存在松散層中的上層水或基巖層中的層間輕微承壓水。水對(duì)砼結(jié)構(gòu)及砼中鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)外露鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

3. 邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)

由于該段邊坡地面橫坡陡峻，常規(guī)的擋墻和邊坡設(shè)計(jì)無(wú)法解決，結(jié)合場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、環(huán)境條件。綜合各種因素考慮，本著節(jié)約工程投資，縮短施工工期，減少工程隱患，增加工程安全性等方面因素，設(shè)計(jì)中采用以預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻支擋為主，結(jié)合坡頂截水、坡底排水、坡體內(nèi)泄水等措施進(jìn)行綜合防治的設(shè)計(jì)形式；墻后的側(cè)向土壓力作用于擋土板，并通過(guò)擋土板傳遞給地梁，再由地梁傳遞給預(yù)應(yīng)力錨索，由預(yù)應(yīng)力錨索與周圍地層的錨固力形成平衡。治理方案具體設(shè)計(jì)情況如下：

3.1預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻的設(shè)置。

本邊坡北端與現(xiàn)有擋墻相接，錨梁外立面坡比為1：0.05～1：0.25，支護(hù)長(zhǎng)度約為120m。錨索水平間距為3m，垂直間距為2.5m，錨索單根長(zhǎng)20～28m，錨筋為715.24鋼絞線，錨固段長(zhǎng)均為10m，孔徑130mm，與水平面夾角為30°，設(shè)計(jì)單根錨索承載力為880KN，錨索間用豎向錨索地梁連接，錨索地梁斷面尺寸為500mm×500mm，地梁之間用厚300mm的C25鋼筋混凝土擋土板封閉，錨索擋墻頂部采用500×500mm的C25鋼筋混凝土鎖口連梁連接，底部采用700×300的C25鋼筋混凝土基礎(chǔ)連接，錨梁及擋土板豎向鋼筋應(yīng)錨入基礎(chǔ)及鎖口連梁內(nèi)。

3.2C25素混凝土斜坡肋板及C20鋼筋混凝土肋梁設(shè)置。

在錨墊板墻后錨索豎向分布位置上每隔3m設(shè)置一道厚500mm的C20素混凝土斜坡肋板，在斜坡肋板頂部設(shè)置500×500 C20鋼筋混凝土肋梁。

3.3泄水孔設(shè)置

為排除地下水，提高巖土的抗剪強(qiáng)度，在距底標(biāo)高1.85m、6.85m高處分別設(shè)置泄水孔，孔深7m，孔間距6.0m，仰角為10°，孔徑110mm，孔內(nèi)插入100PVC透水管。

3.4碎石反濾層設(shè)置。

在錨墊板后斜坡肋板之間設(shè)置厚500mm的碎石反濾層，用作墻背反濾層的材料應(yīng)選用干凈且含泥量少的砂石料。

3.5植草護(hù)坡。在鎖口連梁與720平臺(tái)之間采用適當(dāng)放坡并進(jìn)行植草綠化，坡比為1：1.14～1：2.00。

3.6漿砌石排水溝的設(shè)置。

通暢的排水體系對(duì)于場(chǎng)地小流域范圍內(nèi)的水土流失防治十分必要，在錨索擋墻底部外側(cè)設(shè)置漿砌片塊石排水溝，通過(guò)相互貫通的排水體系，保證場(chǎng)地范圍內(nèi)排出暢通。

具體設(shè)置詳見(jiàn)剖面、立面圖（圖2）。

4. 工程實(shí)施注意事項(xiàng)

預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻工程較為復(fù)雜，該工程更是如此，故合理確定項(xiàng)目的施工順序顯得尤為重要，為確保施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中邊坡的穩(wěn)定，除應(yīng)采取合理的支擋加固措施外，還必須采用科學(xué)有效的施工方法、工藝及程序，避免施工過(guò)程中邊坡失穩(wěn)破壞，造成重大損失，甚至于留下后患，影響邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定和運(yùn)行的安全。

（1）充分做好施工前的準(zhǔn)備工作，提前修筑道路、搭建施工住所等，保證施工隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)能順利開(kāi)工。

（2）施工前應(yīng)先熟悉設(shè)計(jì)圖紙，認(rèn)真做好各項(xiàng)工程施工組織計(jì)劃，充分考慮當(dāng)?shù)丶竟?jié)性氣候?qū)κ┕すに嚨挠绊?，盡量避免安排在雨季施工。

（3）施工單位必須現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)斷面，按設(shè)計(jì)放線，所有支擋及防護(hù)工程，均應(yīng)按設(shè)計(jì)型式尺寸掛線放樣施工，保證施工質(zhì)量。

（4）坡體上的錨索孔位是根據(jù)相應(yīng)的肋柱位標(biāo)高沿30°傾角投到相應(yīng)坡體上，由于是自然坡體沒(méi)有統(tǒng)一的坡率，設(shè)計(jì)出的錨孔孔位與實(shí)際坡面上的孔位會(huì)有偏差，故錨孔孔位應(yīng)主要由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)定出，這要求測(cè)量隊(duì)伍需有較高的專業(yè)水平。

（5）施工應(yīng)嚴(yán)密組織，充分協(xié)調(diào)與組織好各施工工序的合理進(jìn)行，要處理好測(cè)孔位、搭設(shè)工作架、造孔與澆注肋柱的先后關(guān)系，否則會(huì)嚴(yán)重影響到后序工作的進(jìn)行。

（6）此坡體上部為素填土、粘土、碎石粉質(zhì)粘土，其抗沖刷能力低，一遇暴雨極易產(chǎn)生崩塌，一旦崩塌物為較大塊石，其巨大的沖擊能量勢(shì)必危及下部構(gòu)筑物的安全，須引起高度重視，并在施工前進(jìn)行有效防護(hù)處理。

5. 預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻工程特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)本邊坡治理工程的設(shè)計(jì)及施工，本工程最大的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）有利于支擋結(jié)構(gòu)物整體功能上的發(fā)揮，似改良的扶壁式錨索擋墻：以往類似的邊坡施工中，一般都是采用抗滑樁加擋土板及砌石擋土墻的方法，在樁、板及墻施工完成后再進(jìn)行土、石方的回填，此種支擋方式為被動(dòng)受力方式。而本次設(shè)計(jì)采用了新的設(shè)計(jì)思路，打破傳統(tǒng)，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力使支擋結(jié)構(gòu)變被動(dòng)受力為主動(dòng)受力，似改良的扶壁式錨索擋墻，讓支擋結(jié)構(gòu)的整體功能更有效發(fā)揮。

（2）設(shè)計(jì)施工工序正確處理填土與錨索施工的關(guān)系，錨索可以在原坡面先行施工，自下而上錨固一級(jí)填土一級(jí)，待下部錨索進(jìn)行初張拉并回填土方后，再進(jìn)行上部錨索擋板墻施工并回填土方；對(duì)每一級(jí)邊坡的施工，還進(jìn)行分層和分段施工，無(wú)須按常規(guī)在填方完成后再施工錨索。不僅大大減小了邊坡施工本身對(duì)邊坡體的擾動(dòng)，避免施工引起邊坡病害，而且解決了錨索施工時(shí)段問(wèn)題，節(jié)約了工期。

（3）采用橫隔板（內(nèi)穿錨索），解決了填土內(nèi)張拉錨索的預(yù)應(yīng)力損失問(wèn)題；通過(guò)鋼筋混凝土肋粱（板），把柱（梁）板墻與原狀邊坡組成整體受力的輕型抗滑支擋結(jié)構(gòu)，使每根鋼絞線受力均勻，有效減少預(yù)應(yīng)力錨索穿過(guò)回填土造成的預(yù)應(yīng)力損失，使邊坡變形得到很好的控制，保證采場(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地的安全使用。

（4）墻后錨索豎向分布位置上每隔3m設(shè)置一道混凝土斜坡肋板，在肋板頂部設(shè)置鋼筋混凝土肋梁，把墻后填土區(qū)分割成多塊，由于墻后無(wú)法使用大型機(jī)械壓實(shí)，需采用小型打夯機(jī)夯實(shí)填土，通過(guò)橫隔板（肋板、肋梁）的分隔作用，有效增加對(duì)填土的約束，很好控制填土變形。

（5）通過(guò)對(duì)幾種邊坡支護(hù)方案在工藝可行性、工期以及效費(fèi)方面的比較分析：高擋墻和抗滑樁方案土方開(kāi)挖量、回填量大，開(kāi)挖工作面大，施工過(guò)程中安全隱患突出，且造價(jià)昂貴，施工工期長(zhǎng)；預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻在邊坡支護(hù)方面有明顯的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性，便于施工的合理組織和實(shí)施，施工周期短，在工期、成本、造價(jià)上均優(yōu)于高擋墻和抗滑樁。

6. 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻在某采場(chǎng)工業(yè)場(chǎng)地高大填方邊坡加固治理中的應(yīng)用，充分體現(xiàn)出對(duì)地形、工程地質(zhì)條件適應(yīng)力強(qiáng)，其支擋可靠、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)便、工期短的優(yōu)點(diǎn)，在人工邊坡及山體自然邊坡工程中運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索擋板墻，能充分利用巖、土體自身的強(qiáng)度，根據(jù)不同地形、地質(zhì)條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使錨索擋板墻始終處于最佳工作狀態(tài)，保證邊坡的穩(wěn)定。

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