楊 帆

(貴州虎峰交通建設(shè)工程有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)城市化建設(shè)的逐步推進(jìn)，我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、房屋建筑建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，工程建設(shè)朝著大、深的方向所發(fā)展，而受地形所制約以及工程建設(shè)條件所制約，許多工程建設(shè)必定會(huì)涉及到土方開(kāi)挖，邊坡支護(hù)，在這些工程案例中，軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡尤為困難，施工中存在諸多技術(shù)難點(diǎn)，所以需要系統(tǒng)性的對(duì)其中技術(shù)方法進(jìn)行深入分析，以為相關(guān)工程建設(shè)提供有價(jià)值的參考。

1 工程概況

七星關(guān)區(qū)草堤路口至納雍縣大新橋段公路改擴(kuò)建工程，地處畢節(jié)地區(qū)境內(nèi)，屬于烏蒙山集中連片特困地區(qū)，是新調(diào)整的國(guó)道G246的組成部分，該道路建設(shè)對(duì)于該地交通、經(jīng)濟(jì)有著重要作用，施工要求相對(duì)比較高。我分部施工段落為K81+589～K108+080.030，含寨樂(lè)老路改移、葛花村老路改移。其中有施工區(qū)域?yàn)檐浫踅Y(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡，為保證道路安全，需對(duì)該段采取行之有效的支護(hù)。工程邊坡高度9.60～14.65 m，附近有少量構(gòu)筑物、民房、管線等，邊坡設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)。

2 地質(zhì)條件

施工區(qū)域?yàn)槿芪g斜坡溝谷地貌，地形起伏變化相對(duì)復(fù)雜，總體地勢(shì)東高、西低，且有斷裂構(gòu)造不發(fā)育。軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡在宏觀上基本上抑制了施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的空間分布以及發(fā)育，同時(shí)邊坡的坡度和見(jiàn)層傾角相互關(guān)系決定了邊坡的穩(wěn)定性，軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡夾層在工程中表現(xiàn)為次生結(jié)構(gòu)面、沉積狀結(jié)構(gòu)面。沉積狀機(jī)構(gòu)面體現(xiàn)為層面，根據(jù)其實(shí)際暴露情況進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，巖層多為薄、中厚狀，厚度在0.19～0.68 m不等，層面起伏相對(duì)較大，起伏面層較為粗糙，結(jié)構(gòu)面的張合度在0.12～0.26 mm不等，層面中填充有0.06～0.27 mm泥化膜，層面結(jié)構(gòu)結(jié)合程度相對(duì)較差；次生結(jié)構(gòu)面具體體現(xiàn)為節(jié)理裂隙面，巖層中節(jié)理裂隙不斷發(fā)育，主要裂隙的發(fā)育間距為0.31～1.09 m，大部分裂隙間距在0.55 m左右，節(jié)理裂隙可見(jiàn)面層有鈣質(zhì)膠結(jié)的情況。

軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡主要由可塑性紅黏土層、三疊系關(guān)嶺組白云巖構(gòu)成，其中可塑性紅黏土層為褐色、黃色，具有一定的可塑性，巖土中含有少量的鐵元素、錳元素，土質(zhì)整體密實(shí)且均勻，偶見(jiàn)有部分裂隙，裂隙表面有光澤，結(jié)構(gòu)具有一定的韌性、強(qiáng)度；三疊系關(guān)嶺組白云巖為紫紅色、白色，巖層中含有少量泥化膜，整體呈破碎狀，大部分巖石為微晶結(jié)構(gòu)，節(jié)理相對(duì)發(fā)育。根據(jù)勘察資料，邊坡中紅黏土的天然重力密度為16.69 r/(KN/m3)、承載力特征值為152.9 fa/KPa、自然狀態(tài)粘聚力C/KPa為28.9、自然狀態(tài)內(nèi)摩擦角為5.98°、基底摩擦系數(shù)μ為0.26、極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fnk/KPa為39；中風(fēng)化白云巖的天然重力密度r/(KN/m3)為26.90、承載力特征值fa/KPa為4 098、自然狀態(tài)粘聚力C/KPa為115、自然狀態(tài)內(nèi)摩擦角為35°、基底摩擦系數(shù)μ為0.58、極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fnk/KPa為950。

場(chǎng)地內(nèi)有少量地下潛水，主要蘊(yùn)藏在地下巖溶裂隙中，地下水補(bǔ)給主要為大氣降水、生活廢水等，地下水經(jīng)過(guò)巖溶裂隙向東南向流動(dòng)，地下水對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)施工影響較小。

3 邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程巖體多為軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)，邊坡開(kāi)挖比為1∶0.3，開(kāi)挖的方向在200°左右，巖層的傾向?yàn)?5°，傾角的角度為41°，整體為逆向坡，有兩組節(jié)理間隙發(fā)育。由此可大致判定，邊坡開(kāi)挖的走向夾角越大，那么對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響也就越小。結(jié)合巖體學(xué)基礎(chǔ)理論分析，巖層面和邊坡的夾角走向相交，若是在施工的過(guò)程中，巖層面的傾角小于開(kāi)挖的坡腳，那么就極其容易出現(xiàn)邊坡滑動(dòng)等等問(wèn)題，并形成一定的臨空面，危險(xiǎn)系數(shù)極大。同時(shí)，需要考慮到降雨等因素，若存在大量降雨，則會(huì)導(dǎo)致巖體、土體的穩(wěn)定性進(jìn)一步降低，對(duì)支護(hù)施工影響較大。

3.1 支護(hù)方案選擇

綜合考慮到本工程邊坡的巖土構(gòu)成、邊坡高度、地質(zhì)條件、水文條件等等因素，參考工程建設(shè)需求以及工程建設(shè)成本要求，經(jīng)過(guò)詳盡商榷以及多方對(duì)比論證之后，決定采用錨桿+掛網(wǎng)+噴混凝土+格構(gòu)梁實(shí)現(xiàn)最終的有效支護(hù)。

3.2 計(jì)算方法以及參數(shù)

本工程支護(hù)內(nèi)應(yīng)力的計(jì)算以及巖體、土體位移的計(jì)算采用朗肯土壓力計(jì)算方法，土壓力按照矩陣均勻分布，并采用直剪試驗(yàn)強(qiáng)度指標(biāo)，以水土擬合的方式來(lái)判斷彈性抗力，最終求得計(jì)算結(jié)果。基坑的穩(wěn)定性計(jì)算采用基線平衡方法中的平面滑動(dòng)法進(jìn)行計(jì)算。按照1∶0.3的方式，采用錨桿+噴混凝土+掛網(wǎng)+格構(gòu)梁支護(hù)，格構(gòu)梁尺寸為400 mm×400 mm，格構(gòu)梁中心間距取2.5 m，也呈矩陣的形式均勻布置，噴混凝土采用強(qiáng)度為C25的混凝土混凝土料，格構(gòu)梁立柱的埋深取0.5 m以上，坡面鋪設(shè)有鋼筋網(wǎng)片，混凝土的厚度為150 mm，錨桿垂直間距的距離取5 m，水平間距的距離取2.0 m，有錨索和錨桿交叉布置以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力的有效抵抗水準(zhǔn)。錨孔的角度為25°，其中灌注砂漿采用M30混合砂漿。

4 施工順序

采用支護(hù)、開(kāi)挖循序進(jìn)行的方式施工，施工過(guò)程中杜絕出現(xiàn)超挖、欠挖等現(xiàn)象，土石方的開(kāi)挖順序、開(kāi)挖方法必須和設(shè)計(jì)方案保持一致，并遵循“分層開(kāi)挖、開(kāi)槽支撐”的原則循序施工，在施工的過(guò)程中，務(wù)必要確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及周邊民居、構(gòu)筑物的安全性，切勿出現(xiàn)碰撞、損壞等等問(wèn)題。在開(kāi)挖的過(guò)程中，順序?yàn)閺纳现料?，支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%才可開(kāi)始下一階段的開(kāi)挖，以避免出現(xiàn)施工安全事故、工程質(zhì)量問(wèn)題，為提高施工效率，在部分區(qū)域采用“分級(jí)跳槽開(kāi)挖”的方式，但需要保證分段的長(zhǎng)度控制在8.5 m以內(nèi)，高度不得超過(guò)3 m。在格構(gòu)梁施工的過(guò)程中，務(wù)必要保證埋深達(dá)標(biāo)，保證立柱在澆筑的過(guò)程中穩(wěn)固在坡腳處的巖體上，避免在施工時(shí)應(yīng)力變化導(dǎo)致坍塌、倒塌、滑塌等等危險(xiǎn)事故。

5 支護(hù)效果分析

為保證施工安全以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，本工程指定了詳細(xì)的巖體、土體監(jiān)測(cè)方案，其中包括結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)測(cè)、周邊構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)等等，共布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位共計(jì)39個(gè)，具體結(jié)果可見(jiàn)圖1。從圖1中不難看出，工程施工過(guò)程中巖體、土體的變化以及周邊構(gòu)筑物的變化呈現(xiàn)不規(guī)則的發(fā)展趨勢(shì)，但每一個(gè)變化區(qū)間均對(duì)應(yīng)一個(gè)施工工況，且其變化值隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)不斷增加，在邊坡開(kāi)挖到最深處時(shí)，沉降最大達(dá)到了11.6 mm，位移變化最大達(dá)到了12.5 mm，在格構(gòu)梁、錨桿、錨索施工完成之后，邊坡巖體、土體的位移逐步趨于穩(wěn)定，從整體上來(lái)說(shuō)，本次施工變化相對(duì)較小，對(duì)周邊環(huán)境未造成嚴(yán)重影響，且施工過(guò)程中未發(fā)生意外事故，施工效益顯著。

圖1 邊坡支護(hù)工程監(jiān)測(cè)變化圖

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本工程采用格構(gòu)梁+錨桿+噴混凝土+掛網(wǎng)實(shí)現(xiàn)有效支護(hù)，通過(guò)案例分析我們大致可了解到，軟弱結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡的開(kāi)挖，只要開(kāi)挖的斷面不大就不會(huì)出現(xiàn)臨空面，邊坡不會(huì)出現(xiàn)意外坍塌、滑塌等問(wèn)題，結(jié)構(gòu)面不會(huì)出現(xiàn)較大的破壞，且格構(gòu)梁+錨桿+噴混凝土+掛網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)此類邊坡的支護(hù)效果相對(duì)良好，具有進(jìn)一步分析探究的價(jià)值。廣大從業(yè)者對(duì)此要有足夠的認(rèn)識(shí)，除了在采用穩(wěn)定、可靠的支護(hù)措施外，同時(shí)還要保證施工方法、施工順序的合理性，這樣才能達(dá)到支護(hù)的目的。