边坡工程常见设计及施工问题探讨

边坡工程常见设计及施工问题探讨
  摘要:边坡作为一种自然和人工形成的有一定倾斜角的岩土体,是人类活动中最为基本的地质环境之一,同时也是工程建设中比较常见的工程形式。但是,在对边坡进行设计以及施工作业的过程中,经常会存在一定的问题,影响到边坡的稳定性。鉴于此,本文就边坡工程常见设计及施工问题展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
        关键词:边坡;稳定性;锚杆隔离
        1.工程概况
        拟建工程场地原为剥蚀残丘地貌单元,因工程建设需要,场地进行设计整平后,最终在南侧形成10m~15m高人工边坡,低洼地段回填最大厚度约10m。坡脚距离拟建建筑外墙线约6.5m,坡顶有一条12.0m宽的水泥路,以及一栋18F住宅楼,基础形式为桩基础,建筑边线距离坡顶线最近为14.0m。该区域抗震设防烈度为6度。
        2.边坡工程设计特点
        2.1非标准设计
        不同种类的边坡存在不同特点,相同种类的边坡和灾害同样会因为形成条件、成因机制和稳定状态等方面的差异,体现出不同的特点,边坡工程设计针对每个边坡治理部位以及范
围、采用的方案以及相关措施之间存在不同之处。因此,边坡治理工程设计是非标准性设计,一定要对每个边坡做出针对性设计。
        2.2风险性设计
        不稳定边坡大多是相对复杂的地质体,对这种类型的边坡进行设计,需要承受来自边坡以及外界的不同荷载,不但自身需要承担足有的抗变形以及破坏能力,还需要具有足够的抗变性以及破坏能力,要求下伏的地质体同样具备优良性质,对于边坡治理工程技术而言,迄今为止还是不够严谨和完善,属于一种不够科学的技术。对此,进行边坡工程设计,一定存在着较大的风险性.
        2.3动态设计
        虽然边坡形成需要一定时间的孕育过程,但是发生灾害往往有突发性。为了避免边坡发生地质灾害,或者减轻危害程度,当边坡灾害发生的前后,要实施相应的防治工作,在有些情况下,存在着一定的应急设计特点。这时技术人员一边观察、一边设计、一边监测、同时进行具体施工。
        2.4综合防治设计
        对边坡实施单一治理,很难承受来自边坡体以及外界所带来的荷载,这就在一定程度
上导致工程失效。对此,对于不同边坡的特点,在不同位置需要采取不同措施,对边坡进行综合防治十分重要。即便工程投资难以一次到位,同样应当在相应治理方案的基础上,做出进一步分解,通过分期、分步的方式对边坡进行综合防治。
        3.加固方案设计
        鉴于该边坡工程存在上述问题,必须对现有的支护体系进行加固处理,以确保边坡自身稳定及周边建构物的安全。加固处理同时应考虑以下3个因素。(1)坡顶小区业主禁止建设单位再打锚索;(2)已将原设计的支护桩施工完成,本次加固设计应尽可能利用原支护桩,以免造成浪费;(3)控制边坡及周边建构物的继续变形,最终保证边坡整体稳定。
        3.1加固方案
        重新加固在原支护结构上进行加固,在已施工排桩前加打两排冲(钻)孔灌注桩,前排桩桩径1.0m,桩间距2m,后排桩桩径1.0m,桩间距6m。两排桩桩顶布设冠梁,两排桩顶用连梁、200mm厚度板连接,已施工单排桩与前排桩之间在桩顶设置竖向斜撑梁,斜撑梁间距为6m。这样冠梁、连梁板、竖向斜撑梁以及桩间腰梁将所有桩连成一个整体,形成刚度较大的支护体系。桩间土面层挂钢筋网,喷射100mmC25混凝土进行护面。坡体设置一排仰斜排水管,坡面布置泄水孔,坡脚设置排水沟。景观工程考虑在坡顶及平台上种植
爬藤植物。
        3.2模型建立与计算
        由于加打的两排冲(钻)孔灌注桩,桩身进入原状稳定土层一定深度,且桩端嵌入中风化岩1D,桩端可以近似认为固定端。桩顶采用刚度较大的冠梁、连梁板、竖向斜撑梁以及桩间腰梁,将所有桩连成一个整体,形成刚度较大的刚架结构。该支护体系中桩的受力机理与理正深基坑软件中双排桩的受力机理比较接近,即作用在结构两侧的荷载与单排桩相同,前后排桩之间的桩间土采用侧限约束假定,认为桩间土对前后排桩的土反力与桩间土的压缩变形有关,将桩间土看做水平向单向压缩体,按土的压缩模量确定水平刚度系数。同时,考虑边坡开挖后桩间土应力释放后仍存在一定初始压力,计算土反力时应反映其影响,该模型初始压力按桩间土自重占滑动体自重的比值关系确定;加之,要考虑原支护桩的有利作用以及以往工程经验。经综合考虑,利用理正深基坑软件的双排桩计算模块近似模拟该支护体系。将双排桩排距折中考虑为3.5m,间距为2.5m,坡顶道路荷载按20kPa考虑,计算边坡的整体稳定性及变形量,计算结果均满足规范要求。计算结果如表1所示。
        表1边坡稳定性验算
       
        4.锚杆的隔离与保护
        对于边坡,锚杆的防腐蚀性能是支护结构耐久性的关键因素。《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB500086-2015规定:腐蚀环境的永久性锚杆应采用Ⅰ级防腐保护构造设计,水泥浆或水泥砂浆保护层厚度不小于20mm。《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013规定:钻孔内的锚杆钢筋保护层厚度,对于永久性锚杆不应小于25mm;沿锚杆轴线方向每隔1~3m设置一个隔离架。也就是说锚杆锚固段都必须要做到:①保证杆体外侧具有足够的保护层;②保证杆体之间均匀分布,防止集中或缠绕;③对中支架不能影响锚杆的注浆,最好能满足二次注浆。现在工程应用于边坡中的隔离支架(图1)通常不能同时满足以上3个要求,若想满足以上3个要求则需要增加其他措施,例如:需要在隔离架上安装垫块以保证保护层厚度的要求;由于只有一个注浆孔,所以需要保证2次注浆均为同一个注浆孔等等。
       
        图1某普通隔离支架
        而制作成—种可90°旋转组合的隔离支架(图2),可以兼顾以上3个要求,同时还具
有方便施工的特点,该产品材质为再生塑料,其价格与普通隔离支架相当。该隔离支架避免了增加垫块,且不存在垫块脱落的质量通病,从而保证了保护层厚度,且两侧预留的注浆孔可以保证完成2次注浆的功能,从而从根本上保证的锚索施工的质量,值得在施工中广泛推广。
该边       
        图2组合式隔离支架
        结语
        对于边坡工程而言,容易出现失稳灾害,对加固方式进行具体选择过程中,需要对边坡失稳机理进行正确分析,对边坡稳定性进行准确评价,针对下滑力进行科学合理的计算,这种方式是选择加固设计的方法的关键性因素。具体设计和具体施工过程中,要尽可能掌握地质、地形以及水文等详细资料,有效减少高填深挖施工。若使用桥梁或者隧道方式进行代替,虽然能够减少对自然环境的破坏,但是会增加造价。
        参考文献:
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本文发布于:2024-09-24 14:23:34,感谢您对本站的认可!

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