錢云飛

蘇州二建建筑集團(tuán)有限公司 江蘇 蘇州 215000

近年來，隨著城市與道路發(fā)展，邊坡支護(hù)體系在市政道路、隧道工程中的應(yīng)用已非常成熟。針對山體地區(qū)，邊坡支護(hù)主要有噴錨、錨索、錨桿、抗滑樁、格構(gòu)梁等單個或組合支護(hù)形式。該類支護(hù)均廣泛應(yīng)用于大型山體或隧道工程中，有效保證了山體穩(wěn)定性，但針對校園內(nèi)山體且需綜合考慮景觀綠化整體和諧性的案例較少。

在前人研究[1-3]的基礎(chǔ)性上，結(jié)合自身特點，鎮(zhèn)江高等專科學(xué)校工程在山體邊坡治理方面探索出安全可靠度高、經(jīng)濟(jì)代價小、美觀性強(qiáng)的邊坡治理方案。

1 工程概況

鎮(zhèn)江高等?？茖W(xué)校（新校區(qū)）建設(shè)項目理工座為綠色二星建筑，總建筑面積49 784.60 m2，地上建筑面積39 921.05 m2，地下建筑面積9 863.55 m2。地下1層，地上10層。標(biāo)準(zhǔn)層層高3.90 m，建筑高度49.94 m。理工座±0 m相對于黃海絕對高程為87.10 m。

理工座東側(cè)距離建筑物外輪廓線約21 m，有一山坡，山坡高度3.30～13.70 m。坡度較陡，水平角60°～80°。坡底絕對高程為86.40～88.50 m，坡頂絕對高程為91.80～100.10 m（圖1）。

圖1 理工座東側(cè)邊坡現(xiàn)場實景

2 地質(zhì)危害性分析

鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校新建校區(qū)位于鎮(zhèn)江市十里長山，距離丹徒區(qū)約6.8 km，本區(qū)地層出露地層有三疊系上統(tǒng)青龍組和第四系殘坡積物。從新構(gòu)造運(yùn)動、地震及第四紀(jì)沉積等特征分析，大部分?jǐn)嗔褵o活動跡象，綜合評定本地區(qū)地殼屬基本穩(wěn)定區(qū)。但根據(jù)江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊提供的《大學(xué)城鎮(zhèn)江高專邊坡治理工程勘察報告》（詳勘），理工座東側(cè)邊坡絕對高程97.99 m以上為泥巖強(qiáng)分化層，絕對高程83.09～96.59 m為泥巖中分化層，絕對高程83.09 m以下為泥巖中分化層，治理區(qū)內(nèi)存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患為滑坡、崩塌，現(xiàn)在雖未發(fā)生大規(guī)模的滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害，但坡面危巖林立、缺少植被覆蓋，具有引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的隱患。

3 邊坡支護(hù)方案選擇

3.1 穩(wěn)定性分析

針對本工程山體穩(wěn)定性，采用如下3種分析方法分別對山體穩(wěn)定性進(jìn)行評定，并進(jìn)行綜合考慮。

3.1.1 工程地質(zhì)分析法

從現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果可知，邊坡屬于順層坡，坡度較緩，坡度60°～80°，坡體主要由⑤2-1泥巖強(qiáng)分化層、⑥1-1泥巖中風(fēng)化層、⑥1-2泥灰?guī)r中分化層組成。巖體裂隙較發(fā)育，雨水入滲易在泥巖層、泥灰?guī)r層形成軟弱帶，形成順層滑坡。

3.1.2 邊坡巖體質(zhì)量分析法（CSMR）分析

依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，根據(jù)邊坡特征、巖石力學(xué)性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)賦值，巖體基本質(zhì)量指標(biāo)計算結(jié)果如表1所示。

表1 巖體基本質(zhì)量指標(biāo)RMR分類法計算結(jié)果

工程因素修正考慮以下6個因素的修正系數(shù)：邊坡高度ξ＝0.57＋34.4/H（H為坡高）、系數(shù)λ、邊坡傾向與結(jié)構(gòu)面傾向的關(guān)系F1、結(jié)構(gòu)面F2、邊坡傾角與結(jié)構(gòu)面傾角的關(guān)系F3、邊坡開挖方法F4（表2）。

表2 項目區(qū)高邊坡穩(wěn)定性評價

依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查觀測結(jié)果和表1、表2賦值，RCSM＝ξ·RMR－λF1F2F3＋F4＝52.4。

計算表明邊坡整體上處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，可能產(chǎn)生的破壞形式為小規(guī)模平面或楔形體滑動，需要采取滑動系統(tǒng)加固措施（坡度高度按現(xiàn)場山體最大值取值，不按13.7 m取值）。

3.1.3 穩(wěn)定性定量分析

1）計算方案的選取。根據(jù)對已有資料的分析和現(xiàn)場勘察，確定治理區(qū)內(nèi)的坡體軟弱面為泥巖層和泥灰?guī)r層，該滑坡屬巖質(zhì)滑坡，故采用極限平衡法進(jìn)行評價。經(jīng)定性分析得到，治理區(qū)內(nèi)大多邊坡處于基本穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場勘察資料和坡體變形特征，按最不利的最有可能發(fā)生坡體失穩(wěn)的滑面，選取最具代表性剖面（定性分析得到的最不穩(wěn)定剖面）作為坡體穩(wěn)定性驗算剖面。

2）計算參數(shù)的確定。巖土體重度的確定是在進(jìn)行了室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，參考區(qū)域經(jīng)驗值得到的，最終選取的參數(shù)值如表3所示。

表3 巖土體重度和抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值

3）穩(wěn)定性計算結(jié)果。按上述工況和計算方法，采用北京理正巖土計算軟件6.0版進(jìn)行建模及計算，計算結(jié)果如表4所示。

表4 工況和安全系數(shù)統(tǒng)計

4）坡體穩(wěn)定性評價。按DZ/T 0219—2006《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》，進(jìn)行坡體穩(wěn)定性評價。

根據(jù)表4，坡體在天然狀態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)在1.00～1.05間，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，不能滿足該一級邊坡安全要求。

3.2 設(shè)計創(chuàng)新點

本工程邊坡治理按永久性工程設(shè)計，設(shè)計安全等級為一級，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)不小于1.30。因邊坡巖石坡體較高且?guī)r石風(fēng)化相對嚴(yán)重，巖石坡體剩余下滑力較大，需要對巖石邊坡進(jìn)行削坡并加固，以保證山體邊坡的穩(wěn)定性。同時，地表水容易通過巖石縫隙進(jìn)入山體，須設(shè)置截（排）水溝對地表水進(jìn)行攔截，將雨水導(dǎo)入坡下進(jìn)行有組織的規(guī)劃排水。

另外，考慮到巖石邊坡與學(xué)校周圍景觀和諧性，對邊坡表面進(jìn)行綠化，使山體邊坡成為校園中獨(dú)特的風(fēng)景線。

4 施工操作要點

4.1 施工工藝

巖坡削坡→坡面清理→測量放線→鉆機(jī)就位→鉆巖釘→巖釘置入→一次注漿→二次注漿→巖坡掛網(wǎng)→噴射混凝土→預(yù)制混凝土塊安裝→培土→草皮鋪裝

4.2 削坡、坡面清理

由于本工程邊坡高差最高處為13.7 m，破碎機(jī)在坡底難以一次操作便削坡成形，需在坡底回填一部分巖石，直至巖石破碎機(jī)在坡底能對坡頂部位進(jìn)行削坡。在巖石邊坡坡中、坡底削坡前，先對回填巖石進(jìn)行清運(yùn)。

考慮到坡面要進(jìn)行放置六棱形混凝土預(yù)制塊，并播種植草皮，而巖石破碎機(jī)削坡平整度誤差較大，故在破碎機(jī)削坡工作完成后，對坡度平整度較差部位進(jìn)行人工修整，確保坡面平整度誤差控制在5 cm左右。

4.3 坡面修整

清除松散浮石與巖渣，對于平整度誤差較大的部位，采用人工鑿除。

4.4 鉆孔

1）根據(jù)設(shè)計要求定出鉆孔位置，并經(jīng)設(shè)計確認(rèn)后，標(biāo)注醒目的標(biāo)志。本工程鉆孔直徑為100 mm，角度為15°。

2）在鉆孔過程中需實時關(guān)注鉆孔速度、壓力和鉆孔的角度，待鉆至設(shè)計深度后繼續(xù)用水反復(fù)沖洗鉆孔中的巖砂，直至溢出清水為止，然后分節(jié)拔出錨桿。

3）錨桿施工一般采取跳打法（若同一排錨桿的傾角有2種時則必須用跳打法）以減小相鄰錨桿的影響效應(yīng)。

4）對于較軟巖和次堅巖，鉆頭效率太低，可采用更換潛孔錘頭沖擊打孔，形成巖孔。

4.5 錨筋安裝

為便于灌漿，需將灌漿膠管與錨桿綁在一起，放置于巖石鉆孔內(nèi)。

4.6 攪漿與注漿

注漿要求為：第1次注漿，水灰比0.55，采用P.O 42.5水泥制漿，注漿壓力0.2～0.5 MPa，當(dāng)漿液從孔口溢出即可結(jié)束注漿；第2次注漿，水灰比0.50，采用純水泥漿，注漿壓力1.5～2.0 MPa，漿液沖破封口薄膜及初凝水泥漿，注入到水泥漿和土體之間，達(dá)到注漿壓力后維持1～2 min，孔口返漿即可結(jié)束注漿。

4.7 掛網(wǎng)、噴射混凝土

1）邊坡根據(jù)圖紙設(shè)計要求掛網(wǎng)，嚴(yán)格控制鋼筋間距及鋼筋保護(hù)層。

2）邊坡表面分2次噴射混凝土，混凝土總厚度為80 mm，混凝土強(qiáng)度為C25，分段進(jìn)行施工，同一分段內(nèi)噴射順序應(yīng)自下而上。

3）噴射時噴頭與受噴面宜保持垂直，間距宜為0.6～1.0 m，且不大于1.5 m。

4）鋼筋網(wǎng)與一次噴射混凝土壁間間隙20～30 mm，鋼筋網(wǎng)采用搭接，搭接長度≥300 mm。

5）在巖石坡面表面混凝土面層背部，以水平間距每2 m設(shè)置1個泄水孔，管徑不小于70 mm。

6）混凝土面層沿邊坡縱向每間距20～25 m設(shè)置1道豎向伸縮縫，變形縫寬度為20～30 mm，并填涂瀝青杉板，塞入深度同面板厚度。

4.8 六棱形預(yù)制混凝土塊的安裝

預(yù)制混凝土塊鋪磚自下而上分層鋪砌，并進(jìn)行掛線，保證縫隙順直。

4.9 培土、草皮鋪設(shè)

1）本邊坡由于坡度為45°且面積較大，培土采用起重機(jī)進(jìn)行土方調(diào)運(yùn)。

2）播種草皮時，應(yīng)在現(xiàn)有土壤表層均勻撒營養(yǎng)土，確保營養(yǎng)土和種植土配比為1∶5，鋪設(shè)草皮時先在已有種植土和營養(yǎng)土混合層表面鋪上一層細(xì)砂，以保證草坪鋪設(shè)的平整度。

5 結(jié)語

本工程借鑒了市政、隧道工程在山坡治理工程中采用噴錨＋錨桿的設(shè)計思路，結(jié)合學(xué)校景觀綠化需求，在巖釘支護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行培土、綠化，不僅保證了邊坡穩(wěn)定，而且形成了極具自身特色的景觀工程。同時，鎮(zhèn)江高等專科學(xué)校山坡治理實施全過程中所積累的數(shù)據(jù)及相應(yīng)的分析過程，也為周邊地形今后的規(guī)劃提供了一定的經(jīng)驗。