復(fù)合支護(hù)形式在高邊坡加固工程中的應(yīng)用

陳海龍

(建設(shè)部綜合勘察研究設(shè)計(jì)院深圳研究院,廣東 深圳 518057)

復(fù)合支護(hù)形式在高邊坡加固工程中的應(yīng)用

陳海龍

(建設(shè)部綜合勘察研究設(shè)計(jì)院深圳研究院,廣東 深圳 518057)

以實(shí)際工程為例,根據(jù)邊坡周邊環(huán)境及地形地貌,綜合考慮多方因素后,采用“格構(gòu)梁+長(zhǎng)錨索+短錨桿”的復(fù)合支護(hù)形式對(duì)高邊坡進(jìn)行加固治理.工程實(shí)踐表明,該組合加固技術(shù)既能加固深層巖體,又能淺層護(hù)坡降低工程造價(jià),同時(shí)還能美化環(huán)境,對(duì)類(lèi)似工程有一定的借鑒作用.

格構(gòu)梁;錨桿;錨索;高邊坡;加固

0 引 言

目前,在市政、公路及山城房屋建設(shè)中,涉及到大量邊坡防護(hù)工程.“格構(gòu)梁+錨桿(錨索)”結(jié)構(gòu)是將格構(gòu)梁護(hù)坡與錨固工程相結(jié)合形成的一種新型抗滑支擋結(jié)構(gòu),由于格構(gòu)梁與坡面接觸面積較大,對(duì)與格構(gòu)梁相連接的錨桿(錨索)進(jìn)行深層加固后,穩(wěn)定性較好,使得“格構(gòu)梁+錨桿(錨索)”結(jié)構(gòu)既能保證深層加固又可兼顧淺層護(hù)坡.此外,“格構(gòu)梁+錨桿(錨索)”結(jié)構(gòu)還可以與綠化防護(hù)措施相結(jié)合,在穩(wěn)固邊坡的同時(shí),還起到綠化邊坡環(huán)境的作用.因此,近年來(lái)該類(lèi)型的邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)在邊坡防護(hù)工程中得到廣泛的推廣應(yīng)用[1-5].本研究通過(guò)工程實(shí)例,提出一種“格構(gòu)梁+長(zhǎng)短錨桿(錨索)”的結(jié)構(gòu)對(duì)建筑邊坡進(jìn)行永久性支護(hù),通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用顯示,該結(jié)構(gòu)既能確保邊坡穩(wěn)定,又能有效地降低工程造價(jià).

1 工程概況及地質(zhì)條件

1.1 工程概況

擬建工程位于廣東某地在建多棟高層住宅樓旁側(cè),緊臨市區(qū)道路,交通較為便利,坡體長(zhǎng)度約400 m,坡高約30 m(見(jiàn)圖1),邊坡安全等級(jí)為一級(jí).

圖1 擬建工程邊坡平面圖

1.2 地質(zhì)條件

1.2.1 地層巖性特征.

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘探,施工現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)的地層包含人工填土層(Qml)、第四系殘積層粉質(zhì)黏土(Qel)、中生代侏羅系泥質(zhì)粉砂巖(J).

1)人工填土層(Qml).土層顏色呈土紅色、土黃色夾淺灰色,由殘積粉質(zhì)黏土近期堆填而成,局部夾塊石,干～稍濕,結(jié)構(gòu)松散.

2)第四系殘積層(Qel)粉質(zhì)黏土.土層顏色呈土紅色、土黃色夾褐紅色,由泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積而成,原巖主要造巖礦物石英砂粒仍保留砂狀形態(tài)呈顆粒狀,膠結(jié)物已風(fēng)化呈黏土礦物,原巖結(jié)構(gòu)可辨,土質(zhì)稍濕,呈可塑～硬塑狀.

3)中生代侏羅系基巖(J)泥質(zhì)粉砂巖,勘察揭露到強(qiáng)風(fēng)化帶.土層顏色呈褐紅色、土黃色夾灰白色,粉粒結(jié)構(gòu),巖芯呈半土半巖狀,局部夾中風(fēng)化巖塊,塊石手難折斷.較破碎,屬軟巖,巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ類(lèi).

地層的具體巖土力學(xué)參數(shù)如表1所示.

表1 巖土物理力學(xué)參數(shù)建議值

1.2.2 水文地質(zhì)條件.

勘察范圍內(nèi)無(wú)常年穩(wěn)定地表徑流,無(wú)泉水出露.雨季出現(xiàn)山體坡面水流,自山頂流下沖刷坡面后匯入城市排水管道系統(tǒng).

施工場(chǎng)地地下水主要接受大氣降水的補(bǔ)給,分為孔隙潛水及基巖裂隙水.基巖裂隙水的主要含水層為強(qiáng)風(fēng)化層,屬弱含水、弱透水地層,水量小.場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的泉眼.場(chǎng)地地下水對(duì)邊坡的穩(wěn)定性、工程施工無(wú)明顯的影響,但雨季時(shí)地表水及地下水的混合作用,會(huì)沖刷坡面并削弱邊坡土強(qiáng)度.

根據(jù)建筑場(chǎng)地勘察資料判定:場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋不具腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性.

2 邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與地表水處理

2.1 邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)該邊坡施工場(chǎng)地具體情況,邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用“格構(gòu)梁+錨桿(索)”結(jié)構(gòu)支護(hù)形式復(fù)合方案來(lái)加固邊坡,具體如圖2、3所示.

圖2 邊坡加固支護(hù)剖面圖

圖3 邊坡加固支護(hù)立面圖

具體技術(shù)要點(diǎn)為:

1)削坡.施工時(shí)原則上少削坡,在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行清坡,坡率約為1∶0.8.

2)格構(gòu)梁.格構(gòu)梁截面為0.4×0.35 m,水平間距2 m,豎向間距2.5 m,在格構(gòu)梁交叉處設(shè)置錨桿或錨索,當(dāng)橫向格構(gòu)梁距擋墻頂?shù)木嚯x小于1 m時(shí),取消橫向格構(gòu)梁,但錨桿(索)照原樣設(shè)置;當(dāng)最上部一排錨桿(索)距坡頂大于2 m時(shí),增設(shè)一排錨,二者與水平面的夾角分別為30°和20°.

3)錨桿.錨桿選用HRB335Φ 32熱軋鋼筋錨桿,長(zhǎng)度分別為10～15 m.

4)錨索.用1 860 MPa級(jí)別 4×7φ 5(3×7φ 5)或鋼鉸線作為主筋,自由段6 m,錨固段19 m(或22 m),抗拔力設(shè)計(jì)值為450 kN(350 kN).

2.2 地表水處理

由于該邊坡匯水面積大,地表水受大氣降水影響顯著,為防止災(zāi)害發(fā)生,對(duì)該邊坡必需采取系統(tǒng)的排水方法,具體措施包括:

1)在邊坡坡頂設(shè)置鋼筋砼1.2×0.8 m的截水溝,在坡中馬道處設(shè)0.4×0.4 m的馬道排洪溝,在坡底設(shè)置0.6×0.8 m的排水溝,使山體上的水順著坡頂截水溝流入坡底,然后導(dǎo)入市政排水系統(tǒng).

2)坡面上的水流入坡中馬道平臺(tái)排水溝,再匯入坡中排水踏步或坡頂截水溝,順著坡頂截水溝流入坡底,然后導(dǎo)入市政排水系統(tǒng).

3 支護(hù)施工技術(shù)要求

3.1 清坡及坡面防護(hù)

1)增加的坡面支護(hù)應(yīng)先清除坡面上原有格構(gòu)梁,并保持坡率不變,保證棄土、棄渣不導(dǎo)致邊坡附近變形或破壞現(xiàn)象發(fā)生.

2)削坡時(shí)坡頂采用弧化處理,坡面采用生態(tài)邊坡植草技術(shù),植草范圍應(yīng)超出坡頂1 m.

3)邊坡支護(hù)施工前,應(yīng)從上到下進(jìn)行清坡,保證邊坡坡率不大于設(shè)計(jì)坡率.清坡的主要目的是清除坡面表層松散土體和巖石,清除局部不穩(wěn)定塊體,必要時(shí)將深坑回填,并嚴(yán)格夯實(shí),但不得擾動(dòng)邊坡地層狀態(tài).

4)邊坡支護(hù)工程在雨季施工或坡面植被防護(hù)未完成前,應(yīng)進(jìn)行坡面人工防護(hù),防止坡面遇水沖刷,支護(hù)完成后應(yīng)及時(shí)植草.

3.2 非預(yù)應(yīng)力錨桿

1)錨桿采用機(jī)械干成孔,成孔直徑不小于100 mm,錨桿水平、垂直方向的孔距誤差不大于100 mm,鉆頭直徑不小于設(shè)計(jì)鉆孔直徑的3 mm,鉆孔軸線的偏斜率不大于錨桿長(zhǎng)度的2%,錨桿鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,也不大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的500 mm,水泥漿保護(hù)層厚度不小于25 mm.

2)注漿材料采用P.O.42.5普通硅酸鹽水泥凈漿,注漿體材料的水泥應(yīng)滿足CECS 22:2005第5.3.1條規(guī)定.水灰比值為0.45;漿體材料28 d的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于25MPa.

3)在錨桿的端頭2m長(zhǎng)度范圍內(nèi)采用刷瀝青船底漆,瀝青纖玻布纏裹(其層數(shù)不小于二層),錨具防腐材料、套管等均應(yīng)滿足CECS 22:2005第5.4～5.8條的要求.

4)桿體導(dǎo)向采用專(zhuān)用導(dǎo)向器,桿體上每隔1.5 m設(shè)一個(gè)隔離架.放置錨桿時(shí),如發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌,應(yīng)重新透孔、清孔,直至能順利送入錨桿為止.

5)錨桿正式使用前,應(yīng)進(jìn)行基本抽樣試驗(yàn).取15 m及10 m錨桿各2根,以驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝參數(shù),基本試驗(yàn)的最大荷載(破壞荷載)不得小于設(shè)計(jì)值的1.5倍.

3.3 預(yù)應(yīng)力錨索

1)錨索采用專(zhuān)用錨桿機(jī)成孔,成孔直徑不小于130 mm.

2)預(yù)應(yīng)力錨索采用二次注漿工藝,首次注漿采用水泥漿,水泥強(qiáng)度不低于42.5 MPa,且應(yīng)滿足CECS 22:2005第5.3.1條規(guī)定,水灰比值為0.45,注漿壓力為0.4～0.6 MPa;第二次注入純水泥漿,注漿壓力為 2.5～5.0 MPa,漿液固體強(qiáng)度大于30 MPa,水泥用量不小于50 kg/m.

3)凸角位置錨索施工時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整成孔傾斜角度,避免錨索交叉.預(yù)應(yīng)力錨索須待注漿體及砼腰梁抗壓強(qiáng)度超過(guò)75%時(shí)方可張拉鎖定.

4)錨索水平、垂直方向的孔距誤差不大于100 mm,鉆頭直徑不小于設(shè)計(jì)鉆孔直徑的3 mm,鉆孔軸線的偏斜率不大于錨桿長(zhǎng)度的2%,錨桿鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度,也不大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的500 mm,水泥漿保護(hù)層厚度不小于25 mm.

5)錨索自由段應(yīng)作防腐處理,即鋼鉸線采用除銹,刷瀝青船底漆、瀝青玻纖布包裹,其層數(shù)不小于二層.防腐處理后,將自由段裝入波紋套管中,自由段套管兩端200mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)用黃油充填,外纏工程膠布固定.錨具防腐材料、套管等均應(yīng)滿足CECS 22:2005第5.4～5.8條的要求.

6)錨索驗(yàn)收后,錨頭掛鐵絲網(wǎng)后砼包裹.錨索正式施工前,選取3根錨索進(jìn)行基本試驗(yàn),以驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)與施工工藝參數(shù).

3.4 格構(gòu)梁

1)鋼筋砼格構(gòu)梁護(hù)坡坡面應(yīng)夯實(shí),無(wú)溜滑體、蠕滑體和松動(dòng)巖塊.

2)鋼筋可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作與安裝,但鋼筋的數(shù)量、配置按設(shè)計(jì)確定,接頭應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GBJ50204-92)的規(guī)定.

3)混凝土的澆注應(yīng)架設(shè)模板,模板應(yīng)加支撐固定.同時(shí),每隔25 m設(shè)置一道變形縫,變形縫寬度不小于30 mm.

4)對(duì)已澆注完畢的格構(gòu)梁,應(yīng)及時(shí)派專(zhuān)人進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期應(yīng)在7 d以上.

3.5 邊坡支護(hù)監(jiān)測(cè)

由于巖土工程的復(fù)雜性,邊坡支護(hù)系統(tǒng)受到許多難以確定的因素的影響,必須隨時(shí)對(duì)邊坡支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),詳細(xì)掌握邊坡支護(hù)及使用過(guò)程中的情況.目前,該邊坡支護(hù)工程施工已完成2年,測(cè)得邊坡各項(xiàng)監(jiān)測(cè)累計(jì)最大值為:最大位移量為29 mm,最大沉降量為14 mm.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,該邊坡及支護(hù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生明顯的變形,邊坡是穩(wěn)定的,該邊坡支護(hù)方案設(shè)計(jì)是成功的.

4 結(jié) 語(yǔ)

格構(gòu)錨固結(jié)構(gòu)適合于永久性建筑邊坡的支護(hù),是一種很有發(fā)展前途的抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu),值得推廣應(yīng)用.在進(jìn)行邊坡支擋和錨固設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)綜合考慮各種加固技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),采用綜合的加固技術(shù).進(jìn)行格構(gòu)錨桿設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),應(yīng)將錨桿的設(shè)計(jì)和格構(gòu)梁的設(shè)計(jì)視為一個(gè)有機(jī)的整體,以提高治理的效果和減少治理成本.本工程采用的“格構(gòu)梁+長(zhǎng)錨索+短錨桿”結(jié)構(gòu)的復(fù)合支護(hù)形式結(jié)合了錨桿的深層加固和格構(gòu)梁淺層加固的優(yōu)點(diǎn),提高了錨固體系的整體剛度,能有效控制邊坡深部和淺表破壞,同時(shí)與美化環(huán)境相結(jié)合,在框格之間種植花草,既可以穩(wěn)固破碎巖體邊坡,亦達(dá)到美化環(huán)境的目的.該邊坡的設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐也為同類(lèi)邊坡的治理施工積累了一定經(jīng)驗(yàn).

[1] 許英姿,唐輝明.格構(gòu)錨固措施及其在滑坡防治中的應(yīng)用[J].地質(zhì)科技情報(bào),2001,20(2):91-94.

[2] 吳和政,孫寧波.混凝土框架與框格梁錨固技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào),1999,10(4):90-93.

[3] 程少榮,王冬珍.格構(gòu)錨固技術(shù)及其在滑坡整治中的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江,1997,28(6):26-28.

[4] 程良奎.巖土錨固的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].土木工程學(xué)報(bào),2001,34(3):21-22.

[5]許英姿,唐輝明.滑坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)梁受力分析[J].安全與環(huán)境工程2002,9(3):24-26.

Application of Compound Support in High Slope Reinforcement of Building

CHEN Hailong
(Shenzhen Branch,China Institute of Geotechnical Investigation and Surveying,Shenzhen 518057,China)

In this paper,one real project is made as an example.Based on the surroundings and landform of the high slope after considering many factors comprehensively,compound support including lattice beam,short anchor bar and long anchor rope is used to reinforce the slope.The practice shows that the combination reinforcement technology can not only reinforce deep rock and shallow slope,but also reduce the project cost and beautify the environment,which can be a reference of similar projects.

lattice beam;anchor bar;anchor rope;high slope;reinforcement

TU472.3

A

1004-5422(2013)01-0094-04

2012-12-30.

陳海龍(1979—),男,工程師,從事巖土工程技術(shù)研究.