潘 彪

（福州勘測院，福建福州350001）

填方邊坡是工程上經(jīng)常碰到的一種邊坡類型[1]，然而在陡坡上再進行填方而形成的填方邊坡卻并不多見。由于工程建設(shè)的需要，尤其是在山區(qū)，需要在陡坡上修建道路，這就需要在陡坡上進行填方砌筑，這樣就會在陡坡上形成填方邊坡。位于平地的填方邊坡比較常見，在陡坡上的填方邊坡往往相對少見，而且難度大、風(fēng)險高、類似工程經(jīng)驗少。邊坡常用的支護方式有坡率法、擋墻支護、錨桿支護、排樁支護以及這幾種支護方式的組合支護等[2-4]。陡坡上的填方邊坡支護就需要用到這幾種支護方式來保證邊坡的穩(wěn)定性，本文結(jié)合工程實例，介紹了錨索樁承式擋墻該種新型支護方式在陡坡上填方邊坡的應(yīng)用，并闡述了該組合支護方式的技術(shù)亮點。

1 工程概況

某市政道路建設(shè)，經(jīng)過一陡坡，坡率約30°～60°，坡高30m，根據(jù)道路縱段，需在坡上填方約9m高，形成陡坡上的填方邊坡。

擬建場地邊坡地貌單元屬剝蝕殘丘地貌，場地土層自上而下分別為①雜填土：灰色，松散為主，以粘性土為主，層厚1.50～5.80m；②坡積粉質(zhì)粘土：褐紅色，可塑為主，坡積成因，層厚約1.90～7.60m；③殘積粘性土：母巖為中粗?；◢弾r。灰黃色，可塑—硬塑，層厚為1.70～4.10m；④全風(fēng)化花崗巖：淺黃色，層厚1.90～6.70m；⑤砂土狀強風(fēng)化花崗巖：灰黃、灰白色，層厚1.20～5.70m；⑥碎塊狀強風(fēng)化花崗巖：淺灰黃、灰白色，層厚2.70～10.50m；⑦中風(fēng)化花崗巖：淺灰色，揭示厚度6.7～8.6m。根據(jù)勘察資料，各巖土層參數(shù)指標(biāo)見表1。場地地下水主要為雜填土中的上層滯水及巖層中的孔隙—裂隙水，主要受大氣降水補給，水量一般，地下水位埋深較大，含水層富水性差。各土層土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2 錨索樁承式擋墻的可行性分析

2.1 陡坡上的填方邊坡的支護難點

邊坡支護是一個難度大的，風(fēng)險高的工程，而陡坡上的填方邊坡支護更是其中的難點。該工程陡坡上的填方邊坡不像平地的填方邊坡，平地的填方邊坡往往采用坡率法或擋墻支護即可保證邊坡的穩(wěn)定，然而當(dāng)填方邊坡位于陡坡上時，單純采用坡率法或擋墻支護就很難保證坡上填土的穩(wěn)定性，填土很容易發(fā)生溜滑。如果采用樁錨式的支護方式，即排樁+錨索，利用排樁支擋填土，利用錨索控制排樁變形，該支護方式理論上可行，但是實際施工時會碰到問題。因為填土前需完成排樁和錨索的施工，而未填土前進行排樁和錨索的施工是比較困難的，而且填土后需進行填土壓密，壓密過程對錨索的受力也會產(chǎn)生很大的影響。種種的限制造成了在陡坡上進行填方邊坡的困難。因此需要一種更為可行、可靠的支護方式來保證坡上填土的穩(wěn)定性。

2.2 錨索樁承式擋墻支護方式的提出

采用擋墻支擋土體是較常見的一種思路，但擋墻底的地面線較為傾斜時，這就需要采取措施保證擋墻的穩(wěn)定，因此擋墻底可采用排樁支承，一方面可以承受擋墻傳遞給樁的豎向力，另一方面可以承受擋墻傳遞給樁的水平力，同時也消除了擋墻底的地面線為傾斜面的影響。

本文提出了一種新型的組合支護方式——錨索樁承式擋墻，該方法由3種支護方式組合而成，即擋墻、排樁、錨索。其中擋墻主要作用是支擋墻后的填土；排樁的作用是支承上部的擋墻，同時還承受擋墻傳遞給樁的水平力；錨索的作用是控制排樁的變形，把擋墻傳遞給樁的水平力傳遞到深部的穩(wěn)定土層。三者相輔相成，共同作用，理論上具有可行性，其結(jié)構(gòu)形式見圖1。

該組合支護方式的主要技術(shù)亮點是通過3種不同支護方式的組合，每個單一的支護方式（擋墻、錨索、排樁）各司其職，發(fā)揮各自的特點，共同保證了填方邊坡的穩(wěn)定。

首先，該支護方式提高擋墻的承載力。填方邊坡常采用衡重式擋墻進行支護。重力式擋墻往往要求地基土有一定的承載力，當(dāng)不滿足要求時就需繼續(xù)地基處理。從地質(zhì)剖面可以看出，擋墻基礎(chǔ)挖深2m時，仍位于坡積粘土上，如果繼續(xù)開挖會造成上邊坡失穩(wěn)。而且擋墻重量落在斜坡上，相當(dāng)于給斜坡增加荷載，對斜坡的穩(wěn)定性造成不良影響，因此需把重力式擋墻自身的重量傳遞到深部穩(wěn)定土層。

其次，該支護方式提高邊坡的整體穩(wěn)定性。由于擋墻后填方的土壓力會通過擋墻傳遞至樁頂，且排樁前離臨空面較近，覆土較薄，容易造成排樁樁頂位移過大甚至傾覆，因此在樁身增加錨索支護，可以有效地控制樁的變形位移。

圖1 錨索樁承式擋墻

3 錨索樁承式擋墻的簡化計算分析

本工程結(jié)合了3種主要的邊坡支護方式，擋墻+錨索+排樁[5]，是一種新型的組合支護方式，國內(nèi)外尚無完善的計算理論。錨索樁承式擋墻的結(jié)構(gòu)體主要有4部分，分別為擋墻、樁頂連板、樁、錨索，因此計算內(nèi)容也分成4部分。為了能在工程中應(yīng)用，本文對計算進行如下簡化：①樁頂連板計算時不考慮地基反力的作用；②樁計算時不考慮樁頂連板的摩擦力和支承力，認為擋墻底的水平力、豎向力、彎矩全部傳至樁頂。計算流程及模型如圖2、圖3所示。

本工程通過以上簡化計算得：擋墻底的滑移力約282kN，整體穩(wěn)定系數(shù)1.386,滿足規(guī)范要求[5]。

4 錨索樁承式擋墻的可行性驗證

錨索樁承式擋墻在陡坡上填方邊坡能否成功應(yīng)用需要后期的施工實踐及監(jiān)測數(shù)據(jù)來衡量。首先施工順序是保證錨索樁承式擋墻能否成型的關(guān)鍵所在。

本邊坡支護施工自下而上進行：先進行樁基施工，然后進行錨索施工，最后進行上部的擋墻施工，再回填土壓密，完成整個邊坡支護。

（1）排樁施工。先施工排樁，要求間隔跳打，排樁施工完成后，整平樁頂?shù)孛?，進行樁頂連板施工，而且按設(shè)計要求的位置預(yù)留錨索孔。

（2）錨索施工。樁基施工完后可施工錨索，開挖至錨索（桿）位置，錨索（桿）施工后，待冠梁強度和錨索錨固體強度達到設(shè)計強度80%以上，鎖定錨索。根據(jù)規(guī)范要求，進行了預(yù)應(yīng)力錨索基本試驗和驗收試驗。

（3）擋墻施工。在樁頂連板達到強度后就可以進行擋墻的砌筑，至下而上分層砌筑，使得擋墻跟排樁形成整體，共同發(fā)揮作用。

其次，施工完后進行了邊坡水平位移、深層位移、樁身應(yīng)力、錨索應(yīng)力及支護結(jié)構(gòu)體的位移監(jiān)測等。本邊坡高度較大，支護復(fù)雜，風(fēng)險大，成敗關(guān)鍵在于3種支護形式能否有效結(jié)合發(fā)揮作用，保證邊坡安全。根據(jù)監(jiān)測資料，施工完成后前幾天擋土墻產(chǎn)生3～6mm的位移，1個月后擋土墻基本上不產(chǎn)生位移（增量小于3mm），支護效果良好，邊坡位移小于30mm。

后期的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，錨索樁承式擋墻這種組合支護方式在陡坡上填方邊坡成功應(yīng)用，也說明了錨索樁承式擋墻的可操作性及可靠性。在陡坡上填方邊坡中，比單純的擋墻支護或錨索支護更為可靠有效，值得類似工程參考借鑒。

此外，設(shè)計上的一些細節(jié)措施也提高了該支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,如：

（1）在樁頂?shù)倪B板上設(shè)置防滑凸榫與擋墻連接，提高擋墻的抗滑移能力。

（2）設(shè)計時應(yīng)要求擋墻后填土需回填密實，且擋墻應(yīng)盡量增加排水孔，使得墻后的土壓力和水壓力降至最低，減小對樁的影響。

這些細節(jié)的處理都可以在類似工程項目中借鑒推廣。

圖2 錨索樁承式擋墻計算流程圖

圖3 錨索樁承式擋墻計算模型

5 總結(jié)

本文提出了一種陡坡上填方邊坡的新型組合支護方式——錨索樁承式擋墻，并提出了該支護方式的簡化計算方法。監(jiān)測結(jié)果表明，該種新型組合支護方式有效地保證了邊坡的穩(wěn)定性，該支護方式可供類似工程參考借鑒，尤其可在陡坡上填方邊坡防護中推廣應(yīng)用。但由于理論計算上采用了一些等效及簡化方法，因此還存在一些問題亟待后續(xù)研究，如擋墻與樁頂連板及樁之間內(nèi)力的傳遞問題等。