潘 彪

（福州勘測(cè)院，福建福州350001）

填方邊坡是工程上經(jīng)常碰到的一種邊坡類(lèi)型[1]，然而在陡坡上再進(jìn)行填方而形成的填方邊坡卻并不多見(jiàn)。由于工程建設(shè)的需要，尤其是在山區(qū)，需要在陡坡上修建道路，這就需要在陡坡上進(jìn)行填方砌筑，這樣就會(huì)在陡坡上形成填方邊坡。位于平地的填方邊坡比較常見(jiàn)，在陡坡上的填方邊坡往往相對(duì)少見(jiàn)，而且難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)少。邊坡常用的支護(hù)方式有坡率法、擋墻支護(hù)、錨桿支護(hù)、排樁支護(hù)以及這幾種支護(hù)方式的組合支護(hù)等[2-4]。陡坡上的填方邊坡支護(hù)就需要用到這幾種支護(hù)方式來(lái)保證邊坡的穩(wěn)定性，本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了錨索樁承式擋墻該種新型支護(hù)方式在陡坡上填方邊坡的應(yīng)用，并闡述了該組合支護(hù)方式的技術(shù)亮點(diǎn)。

1 工程概況

某市政道路建設(shè)，經(jīng)過(guò)一陡坡，坡率約30°～60°，坡高30m，根據(jù)道路縱段，需在坡上填方約9m高，形成陡坡上的填方邊坡。

擬建場(chǎng)地邊坡地貌單元屬剝蝕殘丘地貌，場(chǎng)地土層自上而下分別為①雜填土：灰色，松散為主，以粘性土為主，層厚1.50～5.80m；②坡積粉質(zhì)粘土：褐紅色，可塑為主，坡積成因，層厚約1.90～7.60m；③殘積粘性土：母巖為中粗?；◢弾r?；尹S色，可塑—硬塑，層厚為1.70～4.10m；④全風(fēng)化花崗巖：淺黃色，層厚1.90～6.70m；⑤砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：灰黃、灰白色，層厚1.20～5.70m；⑥碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：淺灰黃、灰白色，層厚2.70～10.50m；⑦中風(fēng)化花崗巖：淺灰色，揭示厚度6.7～8.6m。根據(jù)勘察資料，各巖土層參數(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。場(chǎng)地地下水主要為雜填土中的上層滯水及巖層中的孔隙—裂隙水，主要受大氣降水補(bǔ)給，水量一般，地下水位埋深較大，含水層富水性差。各土層土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2 錨索樁承式擋墻的可行性分析

2.1 陡坡上的填方邊坡的支護(hù)難點(diǎn)

邊坡支護(hù)是一個(gè)難度大的，風(fēng)險(xiǎn)高的工程，而陡坡上的填方邊坡支護(hù)更是其中的難點(diǎn)。該工程陡坡上的填方邊坡不像平地的填方邊坡，平地的填方邊坡往往采用坡率法或擋墻支護(hù)即可保證邊坡的穩(wěn)定，然而當(dāng)填方邊坡位于陡坡上時(shí)，單純采用坡率法或擋墻支護(hù)就很難保證坡上填土的穩(wěn)定性，填土很容易發(fā)生溜滑。如果采用樁錨式的支護(hù)方式，即排樁+錨索，利用排樁支擋填土，利用錨索控制排樁變形，該支護(hù)方式理論上可行，但是實(shí)際施工時(shí)會(huì)碰到問(wèn)題。因?yàn)樘钔燎靶柰瓿膳艠逗湾^索的施工，而未填土前進(jìn)行排樁和錨索的施工是比較困難的，而且填土后需進(jìn)行填土壓密，壓密過(guò)程對(duì)錨索的受力也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。種種的限制造成了在陡坡上進(jìn)行填方邊坡的困難。因此需要一種更為可行、可靠的支護(hù)方式來(lái)保證坡上填土的穩(wěn)定性。

2.2 錨索樁承式擋墻支護(hù)方式的提出

采用擋墻支擋土體是較常見(jiàn)的一種思路，但擋墻底的地面線較為傾斜時(shí)，這就需要采取措施保證擋墻的穩(wěn)定，因此擋墻底可采用排樁支承，一方面可以承受擋墻傳遞給樁的豎向力，另一方面可以承受擋墻傳遞給樁的水平力，同時(shí)也消除了擋墻底的地面線為傾斜面的影響。

本文提出了一種新型的組合支護(hù)方式——錨索樁承式擋墻，該方法由3種支護(hù)方式組合而成，即擋墻、排樁、錨索。其中擋墻主要作用是支擋墻后的填土；排樁的作用是支承上部的擋墻，同時(shí)還承受擋墻傳遞給樁的水平力；錨索的作用是控制排樁的變形，把擋墻傳遞給樁的水平力傳遞到深部的穩(wěn)定土層。三者相輔相成，共同作用，理論上具有可行性，其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1。

該組合支護(hù)方式的主要技術(shù)亮點(diǎn)是通過(guò)3種不同支護(hù)方式的組合，每個(gè)單一的支護(hù)方式（擋墻、錨索、排樁）各司其職，發(fā)揮各自的特點(diǎn)，共同保證了填方邊坡的穩(wěn)定。

首先，該支護(hù)方式提高擋墻的承載力。填方邊坡常采用衡重式擋墻進(jìn)行支護(hù)。重力式擋墻往往要求地基土有一定的承載力，當(dāng)不滿足要求時(shí)就需繼續(xù)地基處理。從地質(zhì)剖面可以看出，擋墻基礎(chǔ)挖深2m時(shí)，仍位于坡積粘土上，如果繼續(xù)開(kāi)挖會(huì)造成上邊坡失穩(wěn)。而且擋墻重量落在斜坡上，相當(dāng)于給斜坡增加荷載，對(duì)斜坡的穩(wěn)定性造成不良影響，因此需把重力式擋墻自身的重量傳遞到深部穩(wěn)定土層。

其次，該支護(hù)方式提高邊坡的整體穩(wěn)定性。由于擋墻后填方的土壓力會(huì)通過(guò)擋墻傳遞至樁頂，且排樁前離臨空面較近，覆土較薄，容易造成排樁樁頂位移過(guò)大甚至傾覆，因此在樁身增加錨索支護(hù)，可以有效地控制樁的變形位移。

圖1 錨索樁承式擋墻

3 錨索樁承式擋墻的簡(jiǎn)化計(jì)算分析

本工程結(jié)合了3種主要的邊坡支護(hù)方式，擋墻+錨索+排樁[5]，是一種新型的組合支護(hù)方式，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)完善的計(jì)算理論。錨索樁承式擋墻的結(jié)構(gòu)體主要有4部分，分別為擋墻、樁頂連板、樁、錨索，因此計(jì)算內(nèi)容也分成4部分。為了能在工程中應(yīng)用，本文對(duì)計(jì)算進(jìn)行如下簡(jiǎn)化：①樁頂連板計(jì)算時(shí)不考慮地基反力的作用；②樁計(jì)算時(shí)不考慮樁頂連板的摩擦力和支承力，認(rèn)為擋墻底的水平力、豎向力、彎矩全部傳至樁頂。計(jì)算流程及模型如圖2、圖3所示。

本工程通過(guò)以上簡(jiǎn)化計(jì)算得：擋墻底的滑移力約282kN，整體穩(wěn)定系數(shù)1.386,滿足規(guī)范要求[5]。

4 錨索樁承式擋墻的可行性驗(yàn)證

錨索樁承式擋墻在陡坡上填方邊坡能否成功應(yīng)用需要后期的施工實(shí)踐及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)衡量。首先施工順序是保證錨索樁承式擋墻能否成型的關(guān)鍵所在。

本邊坡支護(hù)施工自下而上進(jìn)行：先進(jìn)行樁基施工，然后進(jìn)行錨索施工，最后進(jìn)行上部的擋墻施工，再回填土壓密，完成整個(gè)邊坡支護(hù)。

（1）排樁施工。先施工排樁，要求間隔跳打，排樁施工完成后，整平樁頂?shù)孛妫M(jìn)行樁頂連板施工，而且按設(shè)計(jì)要求的位置預(yù)留錨索孔。

（2）錨索施工。樁基施工完后可施工錨索，開(kāi)挖至錨索（桿）位置，錨索（桿）施工后，待冠梁強(qiáng)度和錨索錨固體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上，鎖定錨索。根據(jù)規(guī)范要求，進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力錨索基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。

（3）擋墻施工。在樁頂連板達(dá)到強(qiáng)度后就可以進(jìn)行擋墻的砌筑，至下而上分層砌筑，使得擋墻跟排樁形成整體，共同發(fā)揮作用。

其次，施工完后進(jìn)行了邊坡水平位移、深層位移、樁身應(yīng)力、錨索應(yīng)力及支護(hù)結(jié)構(gòu)體的位移監(jiān)測(cè)等。本邊坡高度較大，支護(hù)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)大，成敗關(guān)鍵在于3種支護(hù)形式能否有效結(jié)合發(fā)揮作用，保證邊坡安全。根據(jù)監(jiān)測(cè)資料，施工完成后前幾天擋土墻產(chǎn)生3～6mm的位移，1個(gè)月后擋土墻基本上不產(chǎn)生位移（增量小于3mm），支護(hù)效果良好，邊坡位移小于30mm。

后期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，錨索樁承式擋墻這種組合支護(hù)方式在陡坡上填方邊坡成功應(yīng)用，也說(shuō)明了錨索樁承式擋墻的可操作性及可靠性。在陡坡上填方邊坡中，比單純的擋墻支護(hù)或錨索支護(hù)更為可靠有效，值得類(lèi)似工程參考借鑒。

此外，設(shè)計(jì)上的一些細(xì)節(jié)措施也提高了該支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,如：

（1）在樁頂?shù)倪B板上設(shè)置防滑凸榫與擋墻連接，提高擋墻的抗滑移能力。

（2）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求擋墻后填土需回填密實(shí)，且擋墻應(yīng)盡量增加排水孔，使得墻后的土壓力和水壓力降至最低，減小對(duì)樁的影響。

這些細(xì)節(jié)的處理都可以在類(lèi)似工程項(xiàng)目中借鑒推廣。

圖2 錨索樁承式擋墻計(jì)算流程圖

圖3 錨索樁承式擋墻計(jì)算模型

5 總結(jié)

本文提出了一種陡坡上填方邊坡的新型組合支護(hù)方式——錨索樁承式擋墻，并提出了該支護(hù)方式的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，該種新型組合支護(hù)方式有效地保證了邊坡的穩(wěn)定性，該支護(hù)方式可供類(lèi)似工程參考借鑒，尤其可在陡坡上填方邊坡防護(hù)中推廣應(yīng)用。但由于理論計(jì)算上采用了一些等效及簡(jiǎn)化方法，因此還存在一些問(wèn)題亟待后續(xù)研究，如擋墻與樁頂連板及樁之間內(nèi)力的傳遞問(wèn)題等。