方 俊,鄭 玲,徐禮強
(浙江省浙南綜合工程勘察測繪院有限公司,浙江 杭州 310000)
隨著我國工程建設(shè)的不斷發(fā)展,高陡邊坡坡頂部建有重要建筑物的案例層出不窮,治理時除應(yīng)保證邊坡整體穩(wěn)定外,還應(yīng)控制邊坡工程變形對坡頂建筑物的危害[1]。對于巖質(zhì)邊坡需高度重視邊坡結(jié)構(gòu)面的分析及軟弱夾層參數(shù)的選取,選擇正確的計算模型進行計算分析,結(jié)合動態(tài)施工監(jiān)測,否則將釀成巨大的安全事故[2-6]。
基于此,文章以衡重式擋墻前側(cè)切坡建房為例,深入研究此類邊坡的加固措施。后期施工及變形監(jiān)測表明,該類邊坡的防治較為成功,可為類似邊坡工程提供參考。
浙江省千島湖一房地產(chǎn)開發(fā)項目需在衡重式擋土墻前側(cè)開挖修建小區(qū)道路,開挖將形成一切方邊坡。已建衡重式擋墻距離開挖邊坡邊坡8.3~17.5m,擋墻高12.3~24.6m,長170m。擋墻及上側(cè)別墅群是該邊坡防治的主要保護對象??紤]到該工程所處周邊環(huán)境的特殊性及特定的地層結(jié)構(gòu),開挖邊坡可能使坡體造成巖土體整體滑移,危害上側(cè)建(構(gòu))筑物的穩(wěn)定與安全,危害后果嚴(yán)重。
根據(jù)邊坡勘察結(jié)果,地層自上而下如下:(1)含黏土碎石,灰黃色,稍密~中密,碎石含量50%~70%,粒徑2~5cm,厚0.60~3.30m;(2)白堊系下統(tǒng)勞村組粉砂巖、砂礫巖,紫紅、紅褐色,巖體產(chǎn)狀260~358°∠5~10°,順坡向,風(fēng)化強烈,強風(fēng)化粉砂巖厚度約0.40~7.90m,巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。中風(fēng)化粉砂巖,巖石飽和狀態(tài)抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值取31.4MPa,屬較軟巖,巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。場地含水層主要分為上層孔隙潛水及基巖裂隙水。前者主要分布于第四系地層內(nèi),后者主要賦存于的粉砂巖裂隙中,未見穩(wěn)定地下水位。場地斷裂構(gòu)造不發(fā)育,區(qū)域穩(wěn)定性較好,地震基本烈度為6度。
衡重式擋土墻為臨近開發(fā)區(qū)塊為抬高設(shè)計標(biāo)高修建了一高擋墻,該擋墻高12.3~24.6m,基礎(chǔ)為鋼筋砼板,底寬13.0m,基礎(chǔ)落于中風(fēng)化巖上,基底設(shè)置Φ25鋼筋錨桿基礎(chǔ),間距2.0m,進入中風(fēng)化基巖5m,錨桿伸入基礎(chǔ)1.0m,梅花形布置;墻體采用塊石灌C20細(xì)石砼分三級臺階砌筑,面坡砌筑1∶0.2,一級邊坡高不小于5.0m,二級邊坡高5.0m,三級邊坡高小于7.0m,每兩級邊坡中間設(shè)厚50cm厚鋼筋砼構(gòu)造層,每級平臺寬1.0m。邊坡頂邊線為小區(qū)道路,寬約5.0m,距擋墻邊線9.0m為2層已建別墅,尺寸為17.0m×13.0m。擋墻及別墅現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好,未見變形開裂等跡象,如圖1所示。
圖1 衡重式擋土墻與擬開挖邊坡之間的關(guān)系
該巖質(zhì)邊坡為順向邊坡,缺乏放坡空間,當(dāng)邊坡垂直豎向開挖后,坡體處于順向臨空狀態(tài),坡體主要沿順向結(jié)構(gòu)面整體滑移,最危險滑面為邊坡坡腳至衡重式擋墻腳相連結(jié)構(gòu)面。
穩(wěn)定性計算時將上部擋土墻按整個剛體考慮,小區(qū)道路、排屋荷載按均布荷載考慮,擋土墻重度取25.0kN/m3,擋土墻后填土重度取20kN/m3,小區(qū)道路路面荷載取20kPa,別墅荷載取50kPa。計算參數(shù)選用如表1所示,采用理正巖土進行計算,計算安全系數(shù)為0.95,需對邊坡進行支護。
表1 巖土層物理力學(xué)參數(shù)表
該邊坡破壞后果很嚴(yán)重,屬一級邊坡。為確保邊坡安全系數(shù)達到規(guī)范要求,根據(jù)傳遞系數(shù)法進行計算。結(jié)算結(jié)構(gòu)表明剩余下滑力達到1383kN/m時方可滿足安全系數(shù)1.35的要求。
圖2 采用錨索樁板墻典型斷面圖
圖3 治理工程及監(jiān)測點平面布置圖
當(dāng)坡頂臨近有重要建(構(gòu))筑物時,支護結(jié)構(gòu)方案優(yōu)先選擇排樁式錨桿擋墻、錨拉式樁板式擋墻或抗滑樁[1-6]。工程主要采用錨索樁板墻方案,如圖2、圖3所示。緊臨道路排水溝位置設(shè)置14根抗滑樁,樁長17m,嵌固段入中風(fēng)化基巖8.0m,樁中心距4.0m,斷面尺寸2.0m×2.5m。頂部設(shè)一連系梁,每根樁設(shè)3排6束1×7φs15.2錨索,長度13.5m、17m、21m。錨索預(yù)應(yīng)力值采用500kN,錨固段長度不小于7.5m,與水平面夾角為30°。樁間設(shè)擋土板,板厚0.5mm,板上設(shè)泄水孔,泄水孔間距2m,擋板嵌入地面以下不小于0.5m,混凝土強度為C30。
方案確定后施工質(zhì)量高低直接關(guān)系到項目成敗。文章對項目施工過程中的幾個關(guān)鍵點進行經(jīng)驗總結(jié):
(1)樁體需分段跳槽開挖,間隔2根開挖1根,且待上一批樁身砼強度達到設(shè)計強度75%以上后,方可進行下一批樁身開挖。
(2)開挖采用風(fēng)鎬、鐵鏟、鋤頭、撮箕、提桶、板材切割機等工具開挖土石方,卷揚機將巖土體提升至地面,棄土遠(yuǎn)離孔口?;鶐r開挖時嚴(yán)禁爆破。
(3)土層和強風(fēng)化巖層每開挖深度1.0m,及時采用C20鋼筋混凝土護壁。
(4)挖孔樁挖至設(shè)計標(biāo)高時,應(yīng)及時進行驗槽,合格后才能進行下一步工作。
(5)綁扎鋼筋分段制作鋼筋籠骨架,吊車吊入孔內(nèi),受力鋼筋采用機械連接。
(6)錨索孔的位置在樁澆筑前預(yù)先用套管預(yù)留著,待樁施工完畢并達到設(shè)計強度后再對坡體前側(cè)巖土體進行分層開挖,每開挖至錨索孔位置及時進行錨索張拉鎖定。
由于邊坡上側(cè)有衡重式擋墻及已建別墅,為了及時掌握施工中邊坡的實際情況,需進行以下工作:
(1)邊坡治理施工前,需對周邊環(huán)境做全面調(diào)查,掌握監(jiān)測對象初始狀態(tài)。
(2)在坡體四周、坡面及擋土墻上設(shè)置監(jiān)測點,施工期及運營期間需進行施工監(jiān)測。施工期每天一次,降雨前后要半天一次,運營期每星期一次。
(3)坡頂建筑位移變形觀測,觀測沉降位移量、移動速度和方向。
(4)監(jiān)測周期不小于2年。
目前施工已經(jīng)完成,最大位移量為8mm,小于變形允許值,治理效果較好。
根據(jù)上述案例,文章對臨近衡重式擋土墻的邊坡治理經(jīng)驗進行總結(jié):
(1)在坡頂有重要建筑物時,采用錨索樁板墻能達到很好的治理效果。
(2)粉砂巖易風(fēng)化,開挖后若不及時支護,巖體力學(xué)性質(zhì)將迅速惡化,易引起邊坡變形破壞。
(3)方案確定后施工質(zhì)量高低直接關(guān)系到項目成敗,治理時需采用動態(tài)設(shè)計,信息法施工,根據(jù)監(jiān)測反饋的結(jié)果優(yōu)化設(shè)計。