陳友佳 張俊 向海浪
摘要:隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,建筑場地的開挖常伴隨著邊坡的出現(xiàn),甚至是高邊坡,多數(shù)開挖形成的邊坡穩(wěn)定性無法滿足要求,需要進行邊坡支護,支護設計必須有相應的邊坡專項勘察工作。文章結合工程實例探討巖質邊坡的勘察,為相關工程實踐提供指導和參考。
關鍵詞:高邊坡;巖土工程設計;注意問題;
引言
近年來,我國基礎建設越來越完善,各種工程邊坡的穩(wěn)定性就顯得極其重要。高邊坡的失穩(wěn)和破壞主要表現(xiàn)為高邊坡和挖方邊坡的塌陷,根據(jù)破壞的原因和程度,可分為塌方、滑坡、崩塌和剝落等。巖石和土壤體松散、降雨大、地表徑流侵蝕、季節(jié)性凍結、反復凍結和融化都會破壞高邊坡?;乱坏┌l(fā)生,將會造成極大的經(jīng)濟損失。在建設高邊坡防護工程中,有必要根據(jù)工程的實際地質情況選擇相應的防護措施。
1、邊坡開挖的方式
1.1土質邊坡
在巖土工程實際施工過程中,對土質邊坡開挖時,需要遵循自上而下的方式實行開挖施工,同時與工程施工的客觀要求和各項標準相結合,將削坡層的厚度控制在合理范圍內,盡量減少或規(guī)避削坡層的厚度超出限定值(過大或過?。?,從而對開挖質量造成影響,制約邊坡后續(xù)功能的發(fā)揮。在對邊坡進行減退削坡處理時,需要充分利用反鏟挖掘機,保證邊坡開挖施工能高效完成。
1.2巖質邊坡
巖質邊坡開挖方式與質邊坡開挖施工要求有所不同,在具體施工過程中,難免會遇到巖石材質的邊層,所以在開挖時,須對開挖方法進行合理且科學的選取。按照巖石性質及硬度,選擇對應的爆破方式,并遵循自上而下的基本原則,全面提升邊坡開挖質量和施工效率,從而使水利工程邊坡開挖施工,不但能夠達到相關標準要求,還可高效完成。
2、邊坡巖土工程設計的注意問題
①由于坡頂、坡腳要設置截洪溝和排水溝,并且截洪溝到坡肩要有一定的距離,以確保坡肩土不坍滑,而且邊坡需要有一定的坡率及中間平臺等等,就要求建筑師在平面上要顧及這些因素,在建筑物或道路與紅線之間留出足夠的空間。這樣,邊坡支護就可以考慮采用較為經(jīng)濟的格構式錨索擋墻方案,而避免采用不經(jīng)濟的錨桿預應力錨索+抗滑樁等方案。
②當對巖體的邊坡加以挖掘時,這樣就會對一些巖體機構帶來影響,例如:碎裂機構以及散體狀結構等,所以在利用爆破技術進行開挖時,一定要對其工藝加以控制。而且在對邊坡進行設計時,也要考慮到Ⅳ類巖體的坡度要控制在0.3范圍內,盡量避免碎石或者其他塌落雜質出現(xiàn),也要盡量避免由于爆破震動帶來的不利危害。
③地質構造呈現(xiàn)順層的巖質高邊坡,要積極選擇大的坡度,巖面上面的土層很容易對巖石產生腐蝕作用,特別是當被雨水浸泡過以后,這些土層會沿著巖石的層面滑下來,如果暴雨來襲,則很有可能形成滑坡,構成巖石本身的材料或質地在雨水的沖擊與浸泡下,很容易在造成巖石的風化,所以,放坡要盡量采用最大的坡率。
④在對邊坡之護進行設計的過程中,要將那些最不利的因素考慮在內,例如:在選擇格構式錨桿擋土墻逆的方法進行建設時,一般要分別從不同的層次入手進行建設,然而這種做法也會有一定的難度,例如:豎向格構梁的鋼筋無法有效地聯(lián)系在一起,為了解決這些問題,可以選擇以下方法:將邊坡按照不同的等級進行間距劃分,具體的距離可以控制在8到12米范圍內,不同的等級中要增設平臺,在施工過程中要以級別為單位,在各個級別都成型以后,再湊個整個的等級進行施工,完成后在整級施工格構梁,在整級張拉錨桿,在實際的設計過程中要將一些不利的情況納入考慮范圍。
⑤在對邊坡支護進行設計之前,要對現(xiàn)場的自然環(huán)境等因素進行勘探與核查,要深入勘察這些地方的地理自然方位狀況,例如:地形特征,山谷或者凹凸狀地形等,在一些凹地處有無堆積物,以及堆積物的狀態(tài)等等,在這一過程中也要深入勘察巖芯,要努力將坡積層分辨清楚,而且在有必要的情況下,也可以再次勘察,由于坡積物的土力學的性能不是很好,再加上由于分布面積小,會影響其平衡性,而且在勘察的過程中也很容易被遺漏或者被忽略。
3、案例分析
本項目位于某市人民警察業(yè)務技能訓練基地邊坡及擋土墻的巖土工程勘察。本區(qū)域的現(xiàn)狀為林地和少量民居,已完成征地拆遷工作。根據(jù)場區(qū)總體規(guī)劃,本次勘察主要為1# (警營文化廣場)、2# (行政會議教學樓)、3-1# (階梯教室)、3-2# (圖書館、檔案館兼陳列館)、4# (餐廳及后勤服務樓)周邊建筑邊坡及擋土墻進行巖土工程勘察,根據(jù)擬建(構)筑物±0.00顯示,擬建整平后將形成高度不等的邊坡,根據(jù)邊坡位置,本次勘察將邊坡進行分(A-A'-I-I')共9段。
各勘探點根據(jù)提供的1:1000建筑平面圖范圍圈定,坡率2#(行政會議教學樓)、3-2#(圖書館、檔案館兼陳列館)、4#(餐廳及后勤服務樓)建筑物周邊A-A′段邊坡、B-B′段邊坡、E-E′段邊坡安全等級為二級,1#(警營文化廣場)、3-1# (階梯教室)周邊邊坡安全等級為三級,邊坡地質環(huán)境復雜程度等級屬二級(地質環(huán)境中等復雜),綜合確定邊坡工程勘察等級為二級。場區(qū)各段巖質邊坡的巖體類型均為Ⅲ類。
勘察孔位采用GPS儀定點測放,鉆孔平面位置精度在0.2m以內,高程精度在0.05m以內,滿足勘察有關規(guī)范中勘探點放樣的要求。勘探工程主要采用鉆探,本次勘察共布置鉆孔28個,另外利用原房建勘察鉆孔60個,其中控制性鉆孔進入最下層潛在滑面以下不少于5.00米;一般性鉆孔進入最下層潛在滑面以下至少2.00米,通過勘察揭露,場地地層由第四系覆蓋層和基巖兩部分組成。據(jù)原房建勘察現(xiàn)場剪切波測試數(shù)據(jù)表明第①層為軟弱土;第②-1 層粉質黏土為中軟土、第②-2 層卵石為中硬土、第②-3 層粉質黏土為中軟土、第③-1層強風化砂質泥巖為中硬土。均不同程度的對邊坡的穩(wěn)定性造成影響。因而建議次工程的邊坡支護工程設計作如下調整:
①②-1層粉質黏土按 1:1.0 放坡;②-2層卵石按 1:1.0 放坡;③-1 層強風化砂質泥巖按 1:1.0 放坡;③-1層中風化砂質泥巖 1:0.5 放坡。
②場區(qū)邊坡工程施工應先進行邊坡清理,消除表面松動巖體和巖塊,以確保高邊坡的穩(wěn)定性和施工安全。同時應控制地表排水,防止地面水侵入坡體、沖刷坡面,并應做好邊坡截排水工作??紤]到開挖邊坡使坡體內巖土的初始應力狀態(tài)改變,坡腳附近出現(xiàn)剪應力集中帶,建議在坡腳處設置護腳擋墻。
③建立健全邊坡范圍的截排水系統(tǒng),一方面截引邊坡以外的地表水,另一方面,防止邊坡上自身水源的下滲。所以,在邊坡體內、外建立完善的排水系統(tǒng),引導降雨的匯集與排泄,防止雨季時地表水橫溢漫流,影響邊坡的穩(wěn)定性。
④建議A-A′段邊坡采用分級放坡+坡面噴錨支護 +重力式擋墻+截排水溝結構支護設計。B-B′段邊坡、D-D′段邊坡、E-E′段邊坡采用分級放坡+坡面噴錨支護+護腳墻+截排水溝結構支護設計。C-C′段邊坡、F-F′段邊坡、G-G′段邊坡、 H-H′段邊坡、I-I′段邊坡采用重力式擋墻+截排水溝結構支護設計。
結語
綜上所述,邊坡穩(wěn)定性預測及其治理方法是一項復雜的工作。當前,不斷涌現(xiàn)出新理論、新方法,豐富了邊坡穩(wěn)定性的。我們應該注意邊坡系統(tǒng)內部的各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系和與外部各要素的相互作用、相互制約的關系,特別是對邊坡失穩(wěn)的進行研究分析,絕不能單單考慮某個要素,應該綜合全面、多方面的考慮,在充分考慮監(jiān)測資料的基礎上,還要對周圍的滑坡地質有所了解,才能把高邊坡的危害將至最少,保障建筑工程的質量。
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