陳友佳 張俊 向海浪
摘要:隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,建筑場(chǎng)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(jìn)行邊坡支護(hù),支護(hù)設(shè)計(jì)必須有相應(yīng)的邊坡專項(xiàng)勘察工作。文章結(jié)合工程實(shí)例探討巖質(zhì)邊坡的勘察,為相關(guān)工程實(shí)踐提供指導(dǎo)和參考。
關(guān)鍵詞:高邊坡;巖土工程設(shè)計(jì);注意問題;
引言
近年來,我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)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(jié)、反復(fù)凍結(jié)和融化都會(huì)破壞高邊坡?;乱坏┌l(fā)生,將會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。在建設(shè)高邊坡防護(hù)工程中,有必要根據(jù)工程的實(shí)際地質(zhì)情況選擇相應(yīng)的防護(hù)措施。
1、邊坡開挖的方式
1.1土質(zhì)邊坡
在巖土工程實(shí)際施工過程中,對(duì)土質(zhì)邊坡開挖時(shí),需要遵循自上而下的方式實(shí)行開挖施工,同時(shí)與工程施工的客觀要求和各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合,將削坡層的厚度控制在合理范圍內(nèi),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(duì)開挖質(zhì)量造成影響,制約邊坡后續(xù)功能的發(fā)揮。在對(duì)邊坡進(jìn)行減退削坡處理時(shí),需要充分利用反鏟挖掘機(jī),保證邊坡開挖施工能高效完成。
1.2巖質(zhì)邊坡
巖質(zhì)邊坡開挖方式與質(zhì)邊坡開挖施工要求有所不同,在具體施工過程中,難免會(huì)遇到巖石材質(zhì)的邊層,所以在開挖時(shí),須對(duì)開挖方法進(jìn)行合理且科學(xué)的選取。按照巖石性質(zhì)及硬度,選擇對(duì)應(yīng)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(zhì)量和施工效率,從而使水利工程邊坡開挖施工,不但能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,還可高效完成。
2、邊坡巖土工程設(shè)計(jì)的注意問題
①由于坡頂、坡腳要設(shè)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(tái)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(hù)就可以考慮采用較為經(jīng)濟(jì)的格構(gòu)式錨索擋墻方案,而避免采用不經(jīng)濟(jì)的錨桿預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁等方案。
②當(dāng)對(duì)巖體的邊坡加以挖掘時(shí),這樣就會(huì)對(duì)一些巖體機(jī)構(gòu)帶來影響,例如:碎裂機(jī)構(gòu)以及散體狀結(jié)構(gòu)等,所以在利用爆破技術(shù)進(jìn)行開挖時(shí),一定要對(duì)其工藝加以控制。而且在對(duì)邊坡進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),也要考慮到Ⅳ類巖體的坡度要控制在0.3范圍內(nèi),盡量避免碎石或者其他塌落雜質(zhì)出現(xiàn),也要盡量避免由于爆破震動(dòng)帶來的不利危害。
③地質(zhì)構(gòu)造呈現(xiàn)順層的巖質(zhì)高邊坡,要積極選擇大的坡度,巖面上面的土層很容易對(duì)巖石產(chǎn)生腐蝕作用,特別是當(dāng)被雨水浸泡過以后,這些土層會(huì)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(gòu)成巖石本身的材料或質(zhì)地在雨水的沖擊與浸泡下,很容易在造成巖石的風(fēng)化,所以,放坡要盡量采用最大的坡率。
④在對(duì)邊坡之護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,要將那些最不利的因素考慮在內(nèi),例如:在選擇格構(gòu)式錨桿擋土墻逆的方法進(jìn)行建設(shè)時(shí),一般要分別從不同的層次入手進(jìn)行建設(shè),然而這種做法也會(huì)有一定的難度,例如:豎向格構(gòu)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(jí)進(jìn)行間距劃分,具體的距離可以控制在8到12米范圍內(nèi),不同的等級(jí)中要增設(shè)平臺(tái),在施工過程中要以級(jí)別為單位,在各個(gè)級(jí)別都成型以后,再湊個(gè)整個(gè)的等級(jí)進(jìn)行施工,完成后在整級(jí)施工格構(gòu)梁,在整級(jí)張拉錨桿,在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中要將一些不利的情況納入考慮范圍。
⑤在對(duì)邊坡支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的自然環(huán)境等因素進(jìn)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?fàn)畹匦蔚?,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(xué)的性能不是很好,再加上由于分布面積小,會(huì)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(xiàng)目位于某市人民警察業(yè)務(wù)技能訓(xùn)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(chǎng)區(qū)總體規(guī)劃,本次勘察主要為1# (警營(yíng)文化廣場(chǎng))、2# (行政會(huì)議教學(xué)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(wù)樓)周邊建筑邊坡及擋土墻進(jìn)行巖土工程勘察,根據(jù)擬建(構(gòu))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(jìn)行分(A-A'-I-I')共9段。
各勘探點(diǎn)根據(jù)提供的1:1000建筑平面圖范圍圈定,坡率2#(行政會(huì)議教學(xué)樓)、3-2#(圖書館、檔案館兼陳列館)、4#(餐廳及后勤服務(wù)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(jí)為二級(jí),1#(警營(yíng)文化廣場(chǎng))、3-1# (階梯教室)周邊邊坡安全等級(jí)為三級(jí),邊坡地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度等級(jí)屬二級(jí)(地質(zhì)環(huán)境中等復(fù)雜),綜合確定邊坡工程勘察等級(jí)為二級(jí)。場(chǎng)區(qū)各段巖質(zhì)邊坡的巖體類型均為Ⅲ類。
勘察孔位采用GPS儀定點(diǎn)測(cè)放,鉆孔平面位置精度在0.2m以內(nèi),高程精度在0.05m以內(nèi),滿足勘察有關(guān)規(guī)范中勘探點(diǎn)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(gè),另外利用原房建勘察鉆孔60個(gè),其中控制性鉆孔進(jìn)入最下層潛在滑面以下不少于5.00米;一般性鉆孔進(jìn)入最下層潛在滑面以下至少2.00米,通過勘察揭露,場(chǎng)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(chǎng)剪切波測(cè)試數(shù)據(jù)表明第①層為軟弱土;第②-1 層粉質(zhì)黏土為中軟土、第②-2 層卵石為中硬土、第②-3 層粉質(zhì)黏土為中軟土、第③-1層強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖為中硬土。均不同程度的對(duì)邊坡的穩(wěn)定性造成影響。因而建議次工程的邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)作如下調(diào)整:
①②-1層粉質(zhì)黏土按 1:1.0 放坡;②-2層卵石按 1:1.0 放坡;③-1 層強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖按 1:1.0 放坡;③-1層中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖 1:0.5 放坡。
②場(chǎng)區(qū)邊坡工程施工應(yīng)先進(jìn)行邊坡清理,消除表面松動(dòng)巖體和巖塊,以確保高邊坡的穩(wěn)定性和施工安全。同時(shí)應(yīng)控制地表排水,防止地面水侵入坡體、沖刷坡面,并應(yīng)做好邊坡截排水工作??紤]到開挖邊坡使坡體內(nèi)巖土的初始應(yīng)力狀態(tài)改變,坡腳附近出現(xiàn)剪應(yīng)力集中帶,建議在坡腳處設(shè)置護(hù)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(nèi)、外建立完善的排水系統(tǒng),引導(dǎo)降雨的匯集與排泄,防止雨季時(shí)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(jí)放坡+坡面噴錨支護(hù) +重力式擋墻+截排水溝結(jié)構(gòu)支護(hù)設(shè)計(jì)。B-B′段邊坡、D-D′段邊坡、E-E′段邊坡采用分級(jí)放坡+坡面噴錨支護(hù)+護(hù)腳墻+截排水溝結(jié)構(gòu)支護(hù)設(shè)計(jì)。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(jié)構(gòu)支護(hù)設(shè)計(jì)。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)及其治理方法是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。當(dāng)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(yīng)該注意邊坡系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)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(guān)系,特別是對(duì)邊坡失穩(wěn)的進(jìn)行研究分析,絕不能單單考慮某個(gè)要素,應(yīng)該綜合全面、多方面的考慮,在充分考慮監(jiān)測(cè)資料的基礎(chǔ)上,還要對(duì)周圍的滑坡地質(zhì)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(zhì)量。
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