邊坡加固方案設(shè)計分析

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關(guān)鍵詞:邊坡塌方;邊坡支護(hù);動水壓力

引言

隨著我國建筑工程的快速發(fā)展，在市區(qū)內(nèi)新建或改(擴(kuò))建建筑，不可避免地會影響到原有的建(構(gòu))筑物及舊有的邊坡。遇到的地質(zhì)作用也不斷突顯，并且越來越復(fù)雜化，遇到的邊坡支護(hù)及加固問題也越來越復(fù)雜，近年來，市區(qū)因為新建工程的施工造成邊坡塌方的事故時有發(fā)生，造成了非常嚴(yán)重的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。因此，市區(qū)邊坡支護(hù)及加固的研究有待進(jìn)一步深入和完善。

1工程概況

漢陽區(qū)五麒里社區(qū)位于武漢市漢陽大道上七里廟地鐵站C出口附近，由于年代久遠(yuǎn)和連續(xù)大雨，社區(qū)居民樓前的一段邊坡出現(xiàn)垮塌。邊坡南邊為兩層磚混辦公樓，該辦公樓為武漢市未管辦退休人員活動中心，其一樓為社區(qū)派出所。該樓后墻與片石擋墻間距約為1.0m，邊坡高度約為3.5m，采用片石擋墻支護(hù)。邊坡頂為2～4層磚混居民樓，垮塌邊坡對應(yīng)的為4層磚混居民樓，樓前的人行通道寬約為1.0m。人行通道為水泥地面，下埋有自來水管和下水管。該區(qū)域電線電纜基本架空，暫時未發(fā)現(xiàn)下埋線路。該段邊坡垮塌長度約為10.0m。從現(xiàn)場情況看，屬于下部的片石擋墻垮塌，上部的磚砌擋墻隨之傾覆，地面隨之下陷，并影響著周邊區(qū)域。出現(xiàn)垮塌的區(qū)域周圍大多為老舊磚混建筑。原有的建筑資料缺失，無法獲得準(zhǔn)確信息，根據(jù)現(xiàn)場勘測，事故發(fā)生原因分析過程如下:(1)該段片石擋墻的施工資料缺失使得無法判斷其設(shè)計是否滿足要求。(2)坡頂居民區(qū)無完善的下水系統(tǒng)，其下水管必然存在滲漏問題。長期的地下水滲漏必然會導(dǎo)致?lián)鯄髠?cè)的土體被浸潤，出現(xiàn)土體膨脹、軟化等問題。(3)連續(xù)的大暴雨豐富了地下水的含量，提高了土體軟化的程度，會沖刷并拓寬了地下水的通道，最終導(dǎo)致?lián)鯄逅?/p>

2應(yīng)急措施

由于該段邊坡出現(xiàn)垮塌直接影響著周邊的邊坡，不排除在連續(xù)的大雨影響下出現(xiàn)進(jìn)一步垮塌的可能。因此，建議在邊坡與兩層樓的中間堆砌沙包，利用兩層樓室內(nèi)的縱墻，頂住原有的片石擋墻。堆砌沙袋墻，寬約為1.0m，高約為2.0～3.0m?，F(xiàn)場勘測，大概需要堆砌三道沙袋墻。其示意圖如圖1和圖2所示。

3邊坡支護(hù)設(shè)計

3.1邊坡特點分析

該段邊坡特點如下:(1)邊坡形狀比較簡單，高度約為3.0m，長度約為20.0m。(2)邊坡上下均為老舊建筑，邊坡失穩(wěn)帶來的社會影響非常嚴(yán)重。(3)邊坡位于社區(qū)內(nèi)，施工條件十分嚴(yán)峻。坡頂寬度僅為1.0m，無大型施工機(jī)械的作業(yè)面;坡底寬度約為1.0m，只供工人清理垃圾用。另外，大型施工機(jī)械的噪音對社區(qū)居民的影響也不容忽視。(4)邊坡原有土層較好，但長期的地下水浸潤使得土層已逐步軟化，已經(jīng)出現(xiàn)滑坡的跡象。(5)根據(jù)臨近場區(qū)水文地質(zhì)資料和現(xiàn)場勘測，邊坡內(nèi)上層滯水較多，且排泄不暢，必須予以重視。(6)該段邊坡的支護(hù)屬于永久性支護(hù)。

3.2支護(hù)方案選擇

邊坡支護(hù)常用的措施有毛石擋墻、混凝土擋墻、錨桿、懸臂樁等，支護(hù)方案選擇過程如下:(1)如果采用毛石擋墻或混凝土擋墻，則必須先破除原有毛石擋墻，或在原有擋墻前面開挖基座深溝，這可能會擾動現(xiàn)有邊坡，導(dǎo)致該邊坡提前垮塌，同時，大范圍地使用機(jī)械，也無施工場地。所以采用擋墻方式不是最佳選擇。(2)邊坡側(cè)面寬僅為1.0m，根本無法為預(yù)應(yīng)力錨桿施工提供作業(yè)面;該邊坡已出現(xiàn)局部崩塌，表明土體已經(jīng)出現(xiàn)大體積松動，而松動土體對錨桿的剪切和腐蝕為無法預(yù)測的隱患。所以不宜選擇錨桿支護(hù)。(3)該邊坡上部為老舊居民樓，樓前僅1.0m寬的人行通道可作為施工場地，其上空有外挑出來的樓層。因此，坡頂無任何機(jī)械作業(yè)的空間。(4)考慮采用人工挖孔樁的懸臂樁支護(hù)形式。其優(yōu)點在于:一是在邊坡上只有工人能夠站立，其余任何設(shè)備均無法施工;二是人工挖孔樁所需要的作業(yè)面很小，不需要大面積清理現(xiàn)有邊坡;三是人工挖孔樁比較干凈，沒有泥漿溢出問題;四是人工挖孔樁噪音較小且易控制;五是兩層辦公樓前有一定的場地，可用于堆放材料，并作為鋼筋籠制作、護(hù)壁混凝土攪拌的作業(yè)面。綜合以上分析，結(jié)合該工程的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益等因素，該邊坡支護(hù)形式擬選擇人工挖孔樁的懸臂樁支護(hù)形式。

3.3參數(shù)設(shè)計

根據(jù)湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)DB42/159—2012《基坑工程技術(shù)規(guī)程》和武漢市類似工程的經(jīng)驗，場地與支護(hù)設(shè)計相關(guān)的土層參數(shù)見表1。

3.4模式計算

支護(hù)設(shè)計范圍:以現(xiàn)有邊坡中間作為支護(hù)樁軸線。計算剖面:根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及區(qū)域，分1個段面進(jìn)行計算。支護(hù)設(shè)計深度:按現(xiàn)有邊坡大致高差3.00m考慮。坡頂周邊荷載:按80kPa(四層樓)考慮。土壓力分布模式:按朗肯土壓力理論，水土合算方式。基坑支護(hù)形式:人工挖孔樁懸臂樁。計算軟件:天漢V2005.1軟件。

3.5支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

人工挖孔樁有效直徑為1000mm，間距為1400mm，設(shè)計有效樁長為9.00m或進(jìn)入③強(qiáng)風(fēng)化泥巖2.0m。進(jìn)行挖孔樁時須隨時記錄開挖土層，如果土層變化較大，必須根據(jù)具體情況調(diào)整樁長、配筋、嵌巖深度等參數(shù)。施工過程中可根據(jù)邊坡情況適當(dāng)調(diào)整樁位。3.6鋼筋籠制作與安裝鋼筋籠制作與安裝過程如下:(1)縱向鋼筋的接長采用綁扎搭接，接頭宜相互錯開。縱筋接頭連接區(qū)段的長度為1.3倍搭接長度，同一連接區(qū)段內(nèi)縱筋接頭面積百分率不宜＞50%。(2)受壓縱筋的接頭搭接長度為500mm。在縱筋搭接長度范圍內(nèi)的螺旋箍直徑不應(yīng)＜縱筋較大直徑的0.25倍，箍筋間距不應(yīng)＞縱筋較小直徑的10倍且不應(yīng)＞200mm。(3)樁身縱筋宜每隔一根與加勁箍點焊焊牢。(4)鋼筋籠外側(cè)需設(shè)混凝土墊塊或采用其他有效措施，以確保鋼筋保護(hù)層的厚度。

4施工注意事項

邊坡支護(hù)施工過程注意事項如下:(1)支護(hù)樁主筋采用熱軋HRB400鋼筋，主筋接長點必須焊接，同一截面內(nèi)主筋接長點必須錯開。(2)支護(hù)樁混凝土設(shè)計強(qiáng)度為C30，鋼筋保護(hù)層為50mm，澆筑混凝土前必須確保清底干凈，且不得有積水浸泡。(3)樁身混凝土澆注:澆注樁身混凝土?xí)r，混凝土必須通過溜槽;當(dāng)高度超過3m時，宜用串筒，串筒末端離孔底高度不宜＞2m，混凝土宜采用插入式振搗器振實。(4)為保證施工安全，同時開挖的樁間距必須＞5.0m?；炷翝仓?4h后方可開挖相鄰樁位。(5)樁護(hù)壁采用的混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋為HPB300和HRB400，第一節(jié)井圈護(hù)壁中心線與設(shè)計軸線的偏差不得＞20mm，井圈頂面應(yīng)比場地高出150～200mm，井壁厚度增加100～150mm。a1=70;a2=60。往下施工時以每節(jié)作為施工循環(huán)，如遇軟土、稀泥區(qū)段時，每節(jié)護(hù)壁高度改為300～500mm。(6)人工挖孔時必須做好樁孔中的通風(fēng)處理。挖終孔時，必須通知建設(shè)單位、設(shè)計單位和監(jiān)理進(jìn)行驗孔，合格后方可進(jìn)行下道工序施工。(7)冠梁砼強(qiáng)度等級為C30，主筋采用熱軋HRB400鋼筋通長設(shè)置。(8)最終坡面和樁間采用水泥砂漿抹面，厚度為80±10mm。(9)毛石擋墻表面的裂縫采用水泥砂漿抹面進(jìn)行密封，應(yīng)外表美觀。(10)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，作好材料檢驗工作。(11)采取信息法施工，嚴(yán)格施工管理，加強(qiáng)監(jiān)測工作。(12)對于現(xiàn)場出現(xiàn)的復(fù)雜情況和問題，會同業(yè)主、監(jiān)理人員及時研究處理。

5結(jié)語

以武漢市漢陽區(qū)五麒里社區(qū)居民樓前的一段邊坡垮塌為例，分析垮塌原因為下水系統(tǒng)和連續(xù)的大暴雨沖刷地下水通道所致。結(jié)合該段邊坡的特點，分析了常用的支護(hù)措施，選用人工挖孔樁的懸臂樁支護(hù)形式進(jìn)行邊坡處理，并針對該支護(hù)方案進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計、模式計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工注意事項分析，以期能夠為市區(qū)同類型邊坡問題提供參考與依據(jù)。

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作者：馮武女 單位：煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院集團(tuán)有限公司