馮 勝,曾 臻
(1.貴州省建筑設計研究院有限責任公司,貴州 貴陽 550081;2.貴州工業(yè)職業(yè)技術學院,貴州 貴陽 550008)
針對高填方邊坡處理方案較多,如坡面采用碎石換填、坡體設置仰斜管排水措施,有效防止坡體的進一步滑移和變形[1];張成武等從設計計算、施工及后期監(jiān)測角度系統(tǒng)論述了樁板式擋土墻的科學性[2-4];王智合等從工程案例角度闡述了擋土墻在高回填邊坡支擋中的優(yōu)越性[5]。衡重式擋土墻亦是重力式擋土墻的一種,它是利用衡重臺上部填土的重力和墻體重心后移以抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻,其墻身斷面尺寸相對較小,因而更加經(jīng)濟。此外衡重式擋土墻施工完成后,其墻背的空間能夠得到充分的利用,因此在工程建設中備受青睞。
望謨縣郊納鎮(zhèn)地處貴州省黔西南州麻山腹地,是貴州省二十個極貧鄉(xiāng)鎮(zhèn)之一,整個鎮(zhèn)區(qū)目光所及,九山半水半分田,土地顯得異常珍貴,郊納鎮(zhèn)民族小學為集鎮(zhèn)新建小學,由于土地稀缺,教學樓修建完成后,已無合適用地修建運動場。學校的一大型沖溝回填形成該填方邊坡,坡頂局部已存在開裂。填方邊坡縱長約28m,橫寬約85m,主滑方向SW64°,坡面總面積約2340㎡,呈倒梯形狀。坡體由第四系堆積層灰黑色、褐紅色碎(塊)石土、粉質(zhì)黏土組成,滑床為三疊系邊陽組泥灰?guī)r,滑面為土體與基巖接觸面,滑帶土多為可-軟塑黏土?;靥钸吰伦畲蠛癯^30m,平均厚約15.6m。新建小學擬在該填方邊坡坡頂修建學生運動場,具體平面布置圖如圖1所示。
圖1 填方邊坡平面布置
根據(jù)鉆探成果資料顯示:場地地層自上而下為第四系素填土(Q4ml)及三疊系中統(tǒng)邊陽組(T2b)泥灰?guī)r,現(xiàn)分述如下:
(1)素填土(Q4ml):人工拋填堆積而成,由灰黑色、褐紅色碎(塊)石土、粉質(zhì)黏土組成,結(jié)構(gòu)松散,厚度0.5~27.6m,γ=20.0kN/m3,C=31.8kPa,φ=18.9°,frbk=40kPa。
(2)強風化泥灰?guī)r:灰色、灰白色,薄層狀,為層狀單斜產(chǎn)出,節(jié)理裂隙發(fā)育,節(jié)理面被泥質(zhì)、鐵錳質(zhì)膠結(jié),巖體遇水易被泡軟。其 平 均 厚 度 約2.06m,γ=22.5kN/m3,C=50.0kPa,φ=18.0°,fa=500kPa,μ=0.4。
(3)中風化泥灰?guī)r:灰色、灰白色薄至中厚層,為層狀單斜產(chǎn)出,節(jié)理裂隙較發(fā)育。厚度大于100m,γ=26.0kN/m3,C=300.0kPa,φ=30.0°,fa=3000kPa,μ=0.6。
由于治理區(qū)域為一沖溝回填形成,據(jù)鉆探資料揭露,該回填土在現(xiàn)有坡腳部位厚度超過30m,填土回填時間超過3年,具備一定的承載力。通過反復論證、對比,最終擬定采用地基基礎處理+衡重式擋墻+放坡+坡面防護進行支擋,其具體措施如下:
(1)地基處理。墻底地基需要采用級配砂石換填處理,砂石比例為3:7,換填厚度為1.5m,分層碾壓厚度不大于0.5m,且處理后的承載力fa≥300kPa,壓實系數(shù)λc≥0.97,變形模量不小于6MPa。換填完成后再在擋墻基底澆筑寬度為4.7m,厚度1.0m的混凝土地梁,地梁上、下側(cè)配筋為φ14間距200mm的雙層雙向鋼筋網(wǎng)片。
(2)擋土墻身構(gòu)造,坡腳采用衡重式擋土墻支擋,墻體材料為毛石,采用M10水泥砂漿砌筑,毛石飽和抗壓強度不低于30MPa,塊徑直徑一般為0.1~0.5m。墻體設置泄水孔,其間距為2.5m×2.5m,呈梅花形布置,其孔徑為150mm。擋墻具體尺寸見表1[6]。
表1 衡重式擋墻截面尺寸
(3)墻后回填及坡面防護,墻背回填填料采用砂夾石或卵石。填料與坡面接觸基底應挖臺階,臺階寬度不小于1.0m,臺階底部須有3%向內(nèi)傾斜的坡度。壓實系數(shù)λc不小于0.92,樁后回填高度為16.3m,分兩級進行回填,回填形成的坡比為1:1.50。坡面采用格構(gòu)梁進行防護,格構(gòu)梁間距為2.0m×2.0m,梁身斷面尺寸為0.3m×0.3m,為避免地表水在橫梁處匯集,橫梁表面澆筑成水平狀。格構(gòu)骨架間客土種植綠化植物,并加蓋土工格柵網(wǎng)。在坡頂及馬道處設置排水溝,其斷面尺寸為0.5m×0.5m,溝邦尺寸與格構(gòu)梁尺寸相同,支擋斷面見圖2。
圖2 支護結(jié)構(gòu)斷面
為了復核支擋后的坡體是否符合預期要求和準確掌握坡體變形趨勢,對邊坡進行了變形監(jiān)測,監(jiān)測分為邊坡坡體巡查及變形監(jiān)測,坡體巡查主要內(nèi)容包括邊坡坡頂及支護體系是否存在較大開裂,監(jiān)測成果如表2所示。
表2 變形監(jiān)測統(tǒng)計
通過監(jiān)測結(jié)果可以看出,邊坡最大水平位移及最大沉降位移均小于設計值,都呈現(xiàn)遞減收斂的趨勢,故邊坡在監(jiān)測期內(nèi)處于穩(wěn)定的狀態(tài)。
(1)衡重式擋土墻本身墻身重力較大,且需要抵抗坡體上部的下滑力,因此基礎換填滿足設計承載力是本項目的關鍵,通過地基承載力檢測、密實度檢測及重型重力觸探,檢測結(jié)果滿足設計地基承載力要求,說明在本方案中采用級配碎石分層碾壓后的基礎切實可行。
(2)通過對望謨縣郊納鎮(zhèn)中心小學填方邊坡地質(zhì)條件、地形地貌的分析,結(jié)合學校后期總體規(guī)劃需要,采用衡重式擋土墻+放坡+格構(gòu)支擋措施對原有沖溝進行支擋,滿足中心小學的建設用地需求,保證該填方邊坡的穩(wěn)定與安全。
(3)本支護體系在運用工程實踐中,得到較好的證實,但邊坡分析評價是一項復雜的研究過程,巖土力學參數(shù)的準確性和破壞模式判斷是否正確將直接決定著邊坡治理的合理性,故仍有很多問題值得進一步的思考和探索。