湯敏捷TANG Min-jie

（婁底職業(yè)技術學院，婁底 417000）

0 引言

隨著國內工程方面相關技術和材料的不斷推陳出新，工程建設的規(guī)模也在不斷擴大，尤其是在項目的建設過程中，不可避免地會出現(xiàn)大規(guī)模的邊坡開挖情況，在地質較差且安全等級較高的地段，需對邊坡進行及時的處理和防護。但邊坡防護的形式多樣化，因此如何在設計和施工過程中，對關鍵技術指標進行把控，合理地選擇邊坡防護形式，從而節(jié)約造價，獲得較好的項目收益，是邊坡防護工作所希望達到的目的[1]。

本文以婁底市某邊坡工程開挖為例，該項目周邊環(huán)境較為簡單，但在坡腳位置處有一混凝土生產站，同時結合地質條件以及建設單位對于項目工程的預期目標，對兩種較為典型的邊坡進行相關技術計算，并對其在施工過程中的相關關鍵性技術進行分析，最終結果表明，在施工完成后，該邊坡情況良好[2]。擬為相關類似工程提供參考。

1 工程概況

擬建工程場地位于湖南省婁底市，項目區(qū)周邊市政路網(wǎng)較通達，交通較為便利，各類中小型車輛均可直達項目區(qū)內。場地屬丘陵地貌區(qū)，原場區(qū)地形為山間沖溝及局部坡地，場地表層部分為回填土覆蓋，現(xiàn)地面標高（以孔口標高為準）介于145.89～163.18m 之間，最大相對高差約18.71m。根據(jù)場地勘察報告及實地踏勘，場地主要由第四系全新統(tǒng)雜填土、第四系殘積粉質黏土（Qel+d）l及泥盆系石灰?guī)r（D）組成。建筑場地抗震設防烈度為6 度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組，特征周期為0.35s。本次勘察場地巖土層力學性質穩(wěn)定，無巖溶發(fā)育帶、構造破碎帶，土洞等不良地質作用；該擬建場地及附近無活動斷裂通過，場地內及附近無可利用的礦產資源，且場地內及周邊無人為地下工程及大面積開采地下水與采礦活動。工程主要由本項目開發(fā)場地平整及開挖形成，根據(jù)項目規(guī)劃總圖，本次擬建項目位于其自身場區(qū)內，紅線附近平整及開挖后將形成邊坡體。由于場地用地范圍有限，無法直接放坡進行處理，故需采取工程措施對挖方邊坡進行支護[3]。工程安全等級為一級。邊坡支護結構上部布置1 排截水溝，下部布置1 排排水溝，長度與邊坡同長，下部截水溝處每隔25～35m 布置1 座集水井。其邊坡防護設計總圖如圖1 所示。

圖1 邊坡防護設計總圖

2 場地條件與設計方案

2.1 場地條件

本邊坡工程位于湖南省婁底市，場地為丘陵地貌區(qū)，原場區(qū)地形為山間沖溝及局部坡地，場地表層部分為回填土覆蓋，周邊環(huán)境較為簡單，現(xiàn)敘述如下：

2.1.1 邊坡周邊建（構）筑物

邊坡周邊受影響的建（構）筑物包括坡腳擬建3#商混攪拌站生產線用房（最近處距設計邊坡坡腳約5.0m）及4#建筑裝修垃圾生產線用房（最近處距設計邊坡坡腳約7.0m），基礎形式為獨立基礎。以上擬建建（構）筑物設計使用年限均為50 年。坡腳擬建建（構）筑物基礎形式不得與邊坡支護施工的支護樁及排水系統(tǒng)相沖突，基礎邊緣應保證與支護樁間距不小于1.5m。

2.1.2 水文地質

根據(jù)勘察報告，該場地的地下水總體流向為南東—西北。根據(jù)場區(qū)地下水的含水特征，粉質黏土為相對隔水層，一般不含水，填土層為稍密狀，弱透水層，一般不含水。本次勘探未揭露地下水。雨季，上部雜填土層可能會存在上層滯水，一般水量較貧乏。地下水呈管狀、帶狀分布，接受大氣降水和地下徑流的補給，一般無統(tǒng)一的地下水位，總體上呈從南東向西北低洼處方向徑流排泄。①雜填土層本次勘察未揭露有上層滯水，但在雨季，易變成上層滯水的賦存巖土，主要由大氣降水、地表水下滲補給。②粉質黏土層為相對隔水層。③石灰?guī)r層節(jié)理裂隙較發(fā)育，但一般呈封閉狀態(tài)，含水極貧乏。

綜上所述，在做好坡頂、坡面排水通暢及面層封閉嚴密的設計要求下，邊坡工程使用期內可不考慮地下水對邊坡工程的影響，只需考慮邊坡系統(tǒng)截排水即可。

2.2 設計方案

根據(jù)本工程周邊環(huán)境、開挖高度、工程地質與水文地質、施工作業(yè)設備和施工季節(jié)等條件，進行方案選擇時應著重考慮的因素包括：綜合考察現(xiàn)場的周邊環(huán)境、地下管網(wǎng)及巖土層組合等條件，根據(jù)建設單位對邊坡支護工程的具體要求，為盡可能避免邊坡對坡頂、坡腳建（構）筑物的影響，本著“安全可靠，經(jīng)濟合理，技術可行，方便施工”的原則，經(jīng)過細致分析、計算和方案比較[4]，最終確定采用的支護設計方案如表1。

表1 各支護段設計方案一覽表

3 關鍵技術分析

3.1 設計關鍵技術

根據(jù)建設單位提供的規(guī)劃條件及現(xiàn)有地形、地質條件，本工程邊坡支護安全等級取Ⅰ級，結構重要性系數(shù)取1.1，使用年限為50 年。根據(jù)勘察報告及現(xiàn)場踏勘得出計算模型，為了保證邊坡工程的安全，計算斷面選取最不利剖面圖及鉆孔參數(shù)。設計所需地層物理力學參數(shù)是參考相關勘察報告。巖土物理力學參數(shù)見表2。

表2 設計選用的巖土參數(shù)表

為更具有代表性，本文選取A-B 段和G-H 段進行相關設計關鍵技術分析。

3.1.1 A-B 段關鍵技術分析

A-B 段防護措施采用重力式擋土墻和截排水相結合的措施。其墻高3.650m，墻頂寬0.870m，面坡傾斜坡度為1：0.206。采用1 個擴展墻址臺階。其結構示意如圖2 所示。

圖2 A-B 段支擋結構示意圖

計算高度為4 處的庫侖主動土壓力，按實際墻背計算得到：第1 破裂角：33.120 （度），Ea=43.166kN，Ex=40.023kN，Ey=16.170kN，作用點高度Zy=1.333m，墻身截面積=4.945m2，重量=113.738kN。

①滑動穩(wěn)定性驗算?；啄Σ料禂?shù)為0.3，基底傾斜角度=11.31 度，其中Wn=111.529kN；En=23.705kN；Wt=22.306kN；Et=36.074kN。

滑移力=36.074-22.306=13.768kN?？够?（111.529+23.705）×0.300=40.570kN。Kc=2.947＞1.300，其抗滑移驗算滿足規(guī)范要求。

②傾覆穩(wěn)定性驗算。相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw=1.093m；相對于墻趾點，Ey 的力臂Zx=1.75m；相對于墻趾點，Ex 的力臂Zy=0.983m；驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性：傾覆力矩=39.356kN·m，抗傾覆力矩=152.607kN·m，K0=3.878＞1.600，其傾覆驗算滿足規(guī)范要求。

3.1.2 G-H 段關鍵技術分析

G-H 段防護措施采用排樁錨桿擋土墻+噴射砼+截排水的措施。嵌固點以上立柱高14m，立柱截面形狀為圓形，錨索設置道數(shù)為4 道。墻后穩(wěn)定地面角度數(shù)為53 度[5]。其結構示意如圖3 所示。

圖3 G-H 段支擋結構示意圖

按假想墻背計算朗肯主動土壓力：

Ea=704.186kN；Ex=704.186kN；Ey=0。作用點高度Zy=3.729m。

經(jīng)計算，最不利滑動面圓心位于（-2.54545，-4），其半徑R=20.35743m?？偟南禄?714.782kN，總的抗滑力為5275.425kN；土體部分下滑力為2714.782kN，土體部分抗滑力為5207.732kN，筋帶的抗滑力為67.693kN。

其最小安全系數(shù)=1.943≥1.250，整體穩(wěn)定驗算滿足。

3.2 施工關鍵技術

3.2.1 支護樁施工

①本次支護樁建議采用旋挖鉆機成孔，支護樁直徑為1200mm。

②支護樁和冠梁混凝土強度均為C30。

③成樁采用間隔2-3 個樁跳挖的方式，倒出的土距樁孔的最小距離應大于6m，并應及時清除，相鄰樁應在澆注混凝土24h 后，再進行成孔施工。

④支護樁成孔施工偏差應滿足下列要求：1）樁位的允許偏差：±50mm；2）樁徑的允許偏差：±50mm；3）樁垂直度允許偏差：±0.5%；4）預埋件位置的允許偏差應：±20mm。

⑤對填土等容易塌孔或流動的軟弱土層，可采用鋼護筒護壁。

⑥鉆孔達到設計深度時，應進行清孔，沉渣厚度應少于100mm。

⑦當成孔過程中遇到不明障礙物時，應查明其性質，且在不會危害既有建筑物，地下管線、地下構筑物的情況下方可繼續(xù)施工。

⑧對混凝土灌注樁，其縱向受力鋼筋的接頭不宜設置在內力較大處。同一連接區(qū)段內，縱向受力鋼筋的連接方式和連接接頭面積百分率應符合現(xiàn)行國家標準對梁類構件的規(guī)定。

⑨當滲水量過大時，應采取場地截水、降水或水下灌注混凝土等有效措施。嚴禁在樁孔中邊抽水邊開挖邊灌注，包括相鄰樁的施工。

⑩支護樁施工后應及時對其質量進行檢測，其質量檢測應滿足下列規(guī)定：1）應采用低應變動測法檢測樁身完整性，應全部進行檢測。2）當根據(jù)低應變動測法判定的樁身完整性為Ⅲ類或Ⅳ類時，應采用鉆心法進行驗證。

1○冠梁、連梁施工時應將樁頂浮漿、低強度混凝土及破碎部分清除。冠梁混凝土澆筑采用土模時，土面應修理平整。

其擋土墻施工示意如圖4 所示。

圖4 擋土墻施工示意圖

3.2.2 樁間混凝土檔板及腰梁施工

①腰梁及擋土板均采用C30 混凝土澆筑，腰梁及擋土板應分層分段整體澆筑，擋土板一次澆筑高度不宜大于2m。

②下一層擋土板施工應在上一排預應力錨索鎖定后進行。

③腰梁施工工藝。

1）土方開挖：待支護樁及上部結構強度達到設計強度的80%，方可開挖至腰梁底下0.5m，每次土方開挖厚度不宜超過2m，應分層分段跳挖，分段長度不大于24m[6]。

2）測量放線：用平水儀按施工圖紙的腰梁梁底標高進行放線，支護樁樁身上打上鋼釘做好標記，鋼釘間距不大于15m 一個，在鋼釘上拉水平線便于腰梁植筋及安裝模板。

3）植筋：根據(jù)設計的孔徑和深度要求，用重型電錘在支護樁上鉆孔，用硬毛刷刷孔壁再用干凈無油的壓縮空氣吹出灰塵，如此反復進行不少于3 次。應保證孔壁完全干燥后方可施工。施工后應留有足夠的時間（不少于一天）讓JN-Z 固化，固化期間避免擾動。25℃時，固化1-2 天即可受力使用。

4）鋼筋加工、綁扎：鋼筋制作時，應嚴格按照圖紙和規(guī)范、標準圖集下料，保證鋼筋的規(guī)格、錨固長度、箍筋尺寸、間距等符合要求。鋼筋綁扎時，先劃好鋼筋位置線，以確保鋼筋位置準確，鋼筋綁扎應全數(shù)綁扎，不得跳扎、漏扎，鋼筋綁扎連接長度符合規(guī)范及圖約要求，對于采用雙面搭接焊的，應在鋼筋工程施工前進行工藝檢測，并按每一施工階段不同類型鋼筋進行送檢，焊接時應保證焊綘飽滿，不損害鋼筋筋體，雙面搭接長度不小于5d。鋼筋綁扎完成后應在主筋兩側綁好混凝土墊塊，沿箍筋間距方向每4 跨綁扎1 塊，豎向綁2 塊，以確保保護層厚度及鋼筋位置。

5）模板安裝及拆除：腰梁采用18mm 膠合板安裝，用方條支撐加固。待梁混凝土強度達到50%，且在24 小時后方可進行側模的拆除，模板拆除時應小心不要破壞梁表面混凝土。

6）澆筑混凝土：待鋼筋工程、模板工程驗收通過后，由監(jiān)理方簽字后，方可進行混凝土澆筑工作，混凝土澆筑時，應振搗密實，但不得過振。在腰梁施工縫處，新舊混凝土交界面處應做好鋼筋的預留，保證鋼筋搭接長度，在后續(xù)混凝土澆筑時，應清除交界處混凝土浮漿、松動的石子，以確?；炷恋倪B接。

7）澆水保養(yǎng)：混凝土澆筑完成后12 小時內澆水保養(yǎng)，保證混凝土面濕潤，養(yǎng)護時間不少于14 天。

其錨索施工示意如圖5 所示。

圖5 錨索施工示意圖

4 結論

本文以婁底市某邊坡工程開挖為例，首先從設計角度出發(fā)，對其各個不同地質條件以及現(xiàn)場狀況等情況分別進行受力的抗滑移和抗傾覆分析，從而確定其最佳經(jīng)濟性的支護形式，隨后對其在施工過程中，各個不同支護形式的施工工序的關鍵性技術進行分析。最終結果表明，在施工完成后，該邊坡情況良好。擬為相關類似工程提供參考。