城市山體高邊坡“削坡+錨桿格構梁+生態修復”綜合災害治理技術研究

曹磊CAO Lei

（中鐵二十五局集團第二工程有限公司，南京 210046）

0 引言

在我國城鎮化進程中，由于各種工程施工等導致的山體滑坡，給人民群眾的人身和財產安全帶來了極大的危害。所以，必須要在工程建設中，加大對邊坡的地質災害及生態修復的研究，以達到完全解決邊坡潛在的地質風險的目的。

本文以南京仙林智谷C 地塊邊坡支護工程為背景，對城市高邊坡的地質災害及生態修復治理措施進行了較為詳盡的論述，對同類工程有一定的參考價值。

1 工程概況

南京仙林智谷項目C 地塊占地面積約24000m2，本地塊共建設10 幢4-6 層辦公樓，擬采用框架結構，地下設一層整體地下車庫。建筑紅線東南側沿線大部分區域均為邊坡區，建筑場地設計標高均比原地面標高低2～10m 不等，隨著開發項目的推進，區內將進行較大范圍和較大高差的工程削坡，影響的邊坡占地面積約1100m2，由于工程建設削坡，破壞了原有邊坡的結構，邊坡將存在滑坡等地質災害隱患。本工程10 幢4-6 層辦公樓緊鄰山體邊坡建設，山體最高處距離房屋基礎開挖面17.2m，高差較大且放坡距離不夠，不具備采用傳統放坡開挖的條件。

2 邊坡治理方案

結合本工程周邊環境、工程地質條件及開挖深度等因素，建議采用削坡+錨桿格構支護結構進行支護，改善坡體力學性能，同時設置截排水系統，有效消除雨水對邊坡的不利影響。同時為改善、提升治理區生態環境，在格構梁內進行噴播種植。

2.1 地質災害治理措施

2.1.1 削坡減載

本工程以切坡方式進行，坡面切坡45°。坡腳處的標高是根據場地的平面高度確定的，為了保證南部和北部的轉換連接，有些地方的削坡角可以降低3～5°，這樣才能保證斜坡的平順，方便下道工序進行。根據《建筑邊坡工程技術規范》，該邊坡為一級邊坡，取邊坡穩定安全系數為1.35，區內邊坡坡體巖性結構主要為：粉質黏土、強風化泥質粉砂巖。經削坡后邊坡的穩定性系數最小值為1.097。

表1 削坡后邊坡穩定性系數表

以2-2’坡面為例，通過計算分析，邊坡通過削坡后，穩定性大大提高，但是作為建筑邊坡，局部坡段穩定性系數仍小于1.35，其安全儲備略有不足，因此，仍需對坡面進行加固支護。

①削坡工藝。地表清理→坡面開挖→堆放和處置土方→人工坡面修整→棄渣處理→邊坡檢查和驗收→其它特別問題處理。②邊坡開挖法。在開挖過程中，采取了以機械開挖為主要手段，同時配合人工開挖的方式，利用反鏟配合推土機和裝載機進行開挖，利用推土機和裝載機將廢渣運到指定場地。腳槽、導流溝、排水溝、截水溝等進行人工挖掘。③邊坡工程完工后的檢驗、處理和驗收。在開挖完邊坡后，應對基礎的尺寸和土體的質量進行檢查，并對其進行修補和治理。檢驗和驗收要嚴格遵循“三檢”的要求。

地基表面必須滿足有關規程的規定，表面要光滑堅固，無突出物，無松動塊體，虛土和浮渣。基坑開挖完成后，應采取相應的防護措施。

2.1.2 錨桿格構

2.1.2.1 錨桿施工

根據圖1 邊坡治理平面布置圖進行錨桿設計如下：

圖1 邊坡治理平面布置圖

圖2 削坡示意圖

Ⅰ區：錨桿類型為普通錨桿，錨桿孔直徑D=130mm，傾角20°（水平向下），自坡腳向上依次分為第一排、第二排等，治理區坡面最多五排錨桿，第一、二排錨桿長度9m，第三、四、五排錨桿長度11m。在實際施工過程中，當錨桿進入中風化層時，錨桿長度可適當減短，入中風化層5m即可。錨桿材料為HPB400ф22 鋼筋，錨桿間距豎向2.5m，水平向2.5m。

Ⅱ區：錨桿類型為普通錨桿，錨桿孔直徑D=130mm，傾角20°（水平向下），自坡腳向上依次分為第一排、第二排等，該區坡面最多三排錨桿，錨桿長度5m。

錨桿材料為HPB400ф20 鋼筋，錨桿間距按照豎向2.5m，水平向2.5m 布置。（圖3）

圖3 2-2’錨桿孔位布置圖

圖4 錨桿施工圖

①鉆孔施工。

1）根據設計定位，采用鑿巖機或輕型鉆機鉆打成孔，孔徑為130mm。2）鉆孔采用干法施工。在施工過程中，要避免使用水沖鉆和對孔壁沖洗，要保證鉆孔的質量，避免出現偏斜、扭曲、變形等現象。在此基礎上，孔底的傾角不能超過錨固段的3%。3）在進行鉆孔時，要做好鉆孔壓力、鉆孔速度及地層及地下水狀況的紀錄。同時，考慮到巖層的改變，要調整自由端的長度，以求出實際的鉆孔長度。4）孔深、孔徑應大于設計要求，孔深應超過原設計的50cm。鉆孔至設計規定的深度后，要進行3-5min 的穩鉆，以防止孔底熄火。5）在碎石土層和破碎風化巖層中，宜采用全套管的方法進行施工。在其他地層中，若遇到塌方，應馬上停鉆，并迅速采取注漿護壁；注漿壓力為0.1-0.2MPa，24h 后再次進行鉆孔。6）鉆孔完成后，應由質監部門驗收合格方可開始下一道工序。

②錨桿與注漿。

1）在進行錨桿施工之前，必須對錨桿進行檢查，并根據有關規范對每批錨桿的鋼筋進行檢驗，檢驗其強度、彈性模量和截面面積，同時對其加工質量、順直情況等進行檢查，不得采用不符合要求的成品。2）錨桿安裝要平穩、緩慢，較重的長錨桿要吊裝到位，可采用專用支架，在埋設錨桿的過程中，將注漿筒下到孔底；預留50cm 厚的保護層。3）錨孔注漿時，注漿材料為強度為M30 的純水泥漿，水灰比為0.45-0.5，宜采用為42.5R 普通硅酸鹽水泥。施工過程分為兩個階段，一階段為常壓注漿，注漿壓力0.7MPa，首次注漿宜采用可循環利用的鋼管，在鉆孔底部插入注漿管，進行逆向灌漿，將漿體從孔內擠出來，可以加入速凝劑和膨脹劑等添加劑，要充分混合，并要在第一次初凝前使用完畢；錨桿水泥砂漿保護層不少于25mm。4）在錨頭的錨固處設置加固筋，該錨筋的外端部彎曲與加固筋相結合，隨格構梁的混凝土澆筑而成，其錨頭部位的鋼筋混凝土保護層不少于50mm。（表2）

表2 錨桿工程質量檢驗標準

表3 噴播區綠化植物配置表

2.1.2.2 格構梁

①格構梁參數。格構橫梁和縱梁的混凝土截面尺寸300×300mm，C30 混凝土，每間隔20m 布置一條，伸縮縫寬度為20mm，并用瀝青板材填充。

②格構梁結構施工。1）鋼筋混凝土結構的格構梁應設置在邊坡的土體中。2）鋼筋混凝土格構梁防護坡面上應平整堅固，無松散石塊。3）為防止鋼筋受到污染和腐蝕，用于格構梁結構的鋼筋必須有專用庫房儲存。水泥應選用42.5普通硅酸鹽水泥，不得使用潮濕或過期的水泥。砂石料的各項性能應符合相關規范要求。4）在施工期間，要保留坡體內的土體，作好相關資料，并與工程實際情況對照，若發現與設計相差很大，則要立即與設計部門聯系，作出相應的修改。5）挖掘過程中所生成的廢料必須集中在規定地點，不能引起二次災難。6）格構梁的鋼筋可在工地上加工、安裝，其數量、規格要符合設計，鋼筋的搭接要符合相關的規程。7）在混凝土澆筑之前，應安裝好模板和支架，在巖石處可不設置模板。8）當混凝土澆注需要設置施工縫時，其位置應設在兩個鄰近錨桿的中間，并按照相關規范進行相應的處理。9）對已經澆筑完畢的混凝土格構梁，要立即安排專業人員對其進行養護，最短時間為7d。（圖5）

圖5 錨桿格構+掛網噴播坡面剖面圖

2.1.3 截排水系統

為有效攔截坡體外圍雨水，及時排除坡面降水，在坡頂設置截水溝，坡腳設置排水溝，排水溝采用鋼筋混凝土結構，為了避免降雨滲入斜坡，在斜坡周圍修建一條截水槽，并與外部的排水管道相連。

①根據設計的要求，進行截水槽的定位。在此基礎上，根據設計圖紙的尺寸和高程，確定溝槽的開挖深度，精確地確定了溝槽的尺寸，并進行了溝槽工程的開挖。

②在溝槽開挖時，要盡可能地清除溝中的淤泥、粘土等，以確保槽底的穩固和避免滑坡。如遇大落差、陡坡地段，則需進行加固處理。

③對開挖出的坑底進行了承載能力檢測，如不符合規定，需對其做相應的處理；例如換土，填碎石，擾土夯實，灰土夯實等。

④溝槽的混凝土宜使用普通混凝土的泵送，對于施工場地內的環境比較復雜，如不能使用泵送施工，可在工地上進行攪拌；在施工過程中，應使用機器拌和，并根據有關規定，進行混凝土驗證。在澆注混凝土的過程中，要對其進行充分的振搗和壓實，使其表面平滑、無蜂窩、麻面等現象。

⑤在砼澆筑12h 以內，用合適的物料將砼表面進行覆蓋，待砼凝固后，噴清水進行7d 的養護。

2.2 改善生態和環境的措施

為了提高治理區的生態環境和美化景觀，本項目提出在治理區域的格構網格內進行掛網客土噴播，并對周圍由于建設造成的邊坡植物區域進行一般的噴播。在噴播基層在10cm 以上的厚度。（圖6、圖7）

圖6 掛網客土噴播綠化坡面正視圖

圖7 掛網客土噴播斷面圖

圖8 仙林智谷C 地塊邊坡監測樁累計沉降曲線圖

2.2.1 掛網

采用鍍鋅鐵絲網，規格為：14#；網孔：4cm×4cm；網寬：200cm。將鍍鋅鐵絲網向坡頂上方延伸60cm 以上，用錨釘固定后，回土壓實。坡頂固定好后，自上而下掛網，搭接距離不小于10cm，用火燒絲將其綁扎牢固；網面和坡面之間保持約3～4cm 的空隙。

2.2.2 錨固

在較陡邊坡巖面上，沿坡頂線以每米1 枚設置主錨釘，與鐵絲牢固連接。并在巖面上按2×2m 設置。主錨桿采用φ16mm 鋼筋，長200～250mm（可根據邊坡實際情況作相應調整）。其它錨釘采用“L”型φ6mm 的鋼筋，鋼錨釘長度為150mm。“L”型錨釘按間距50×50cm 設置。在鋪面網搭接處布置一行，間距1.0m，在坡面其余位置，每平方米不少于5 個“L”型錨釘，且梅花形布置。施工中“L”型錨釘嵌入巖體深度不小于5cm，巖石處用電鉆鉆空后，用“L”型錨釘緊固，如有空隙，采用水泥注漿，鐵絲網與坡面保持一定間隙，并均勻一致。對于個別不平順的坡面須增設“L”型錨釘，確保鋪網貼附坡面。

對于覆蓋層較厚的非巖質邊坡，采用長約250～300mm或更長的“T”型竹釘緊固，密度為每平方米不少于8 個竹釘（可根據邊坡覆蓋層厚度等實際情況作相應調整）。

2.2.3 噴附植生基質和植物種子

鋪網和錨固施工完成后，可進行噴附植生基質和種子的施工。一次性噴射植生基質和含植物種子及營養液的混合料，應嚴格按照有關技術規范要求的厚度標準控制實際噴射厚度，厚度約為8～12cm，噴射混合材料平均厚度不小于10cm，在巖性破碎或巖石堅硬坡段噴層厚度可適當增加。施工時一定要核準各種材料混合比例、用水量，并根據試驗結果進行配制。

2.2.4 草簾鋪設

草簾搭接距離為4cm，用φ3mm 鍍鋅U 形鐵釘固定，草簾主要防止坡面避免受到雨水沖刷。

2.2.5 澆灌養護系統

根據水源位置和現場施工實際情況，布設坡面養護澆灌系統，以便于植被的養護管理，保證植物的正常生長。

①澆灌系統橫向水管（順坡頂線方向）的布置：坡頂、坡腳各設置一道水管，水管規格宜采用2 吋PVC 水管；縱向水管的布置：縱向水管（垂直坡頂線方向）為主水管，以每兩道橫向水管接一道縱向（主）水管，水管規格宜采用4吋PVC 水管。以縱向（主）水管供水至坡面養護區。②水壓力不足時，可用增壓泵增壓，以保證有足夠的水壓到達坡面及平面養護區的每個部位。③根據現場的實際情況、水壓情況及養護需要，坡面種植區宜布置旋轉噴頭，使水流成霧狀進行噴灌養護，旋轉噴頭的布置以15m 間距為宜。④坡腳腳區的植被養護可結合人工澆灌，架設養護用電或自備發電機發電，養護用電為三相電，采用標準配電箱，嚴格按照有關操作規范進行操作。

2.3 邊坡變形監測

為了更好地掌握治理區域邊坡的變形發展情況，必須要有健全的長期監控和預警體系。針對整治區域內削坡后的地質特征和工程類型，采取變形監控技術，對整治區域內的邊坡進行監控，保證了邊坡的安全性；研究成果將為評價該項目的預防和控制措施的有效性奠定理論基礎。

2.3.1 監測點布設

針對整治區域內的坡體特點，采用垂直和橫向兩種不同的方法，在切坡坡頂線北側設置9 個觀測點，并對其進行觀測。

2.3.2 監控時段和監控頻次

根據規范要求，對其進行了不少于一個水文年的監測，并在實施過程中及竣工后對其進行了監測。在建設過程中，每日監測一次，竣工后3 個月內，每隔10 天監測一次，竣工3 個月后，每隔1 個月監測一次，在汛期、雨季和其他特殊現象發生時，監測周期以一個水文年為周期。

2.3.3 監控警報數值

邊坡監測點的位移速度大于5.0mm/d，累積變形大于40mm。

3 結束語

邊坡建設由于其自身的特殊性，在建設中，任何時候都會引發各種地質災害，所以要及早進行防治，以解決潛在的地質風險。本文結合南京仙林智谷C 地塊工程實例，針對城市高邊坡地質災害治理具體方案和實施要點進行了闡明，通過監測數據顯示，坡體位移基本穩定，實踐表明本高邊坡采取的“削坡+錨桿格構梁+生態修復”的治理措施的可行性，有效地解除山體滑坡的隱患，為同類工程提供了借鑒方案。