人工填土高危邊坡工程處理總結(jié)

PAGEPAGE10人工填土高危邊坡工程處理實錄摘要：在對豫西某人工填土高危邊坡特征、地基條件及破壞原因進行簡要介紹和分析的基礎上，提出了工程處理措施，經(jīng)過一年半的監(jiān)測，實踐證明該方案具有針對性強，安全、經(jīng)濟、實用的特點。關鍵詞：人工填土高危邊坡處理實錄1工程概況及邊坡場地工程地質(zhì)條件簡述1.1工程概況某變電站位于鄭州市西部約50km的黃土丘陵上，地形高低不平，其中場地西南側(cè)為人工填方區(qū)，填方厚達十余米，該處場地有一監(jiān)控樓，4層，磚混結(jié)構(gòu)，基礎為人工挖孔樁基礎，樁端持力層為③層黃土狀粉質(zhì)粘土。距監(jiān)控樓南側(cè)6米即為該填方區(qū)邊坡，邊坡高10.6m，坡率1：0.7，坡角550С，系由當?shù)攸S土夯實而成，坡面砌筑砂漿塊石，頂部厚0.4m，底部厚達1.4m。該工程建成于2004年底。2005年7月28日，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控樓南側(cè)5m處圍墻有一東西向裂縫，長10m，寬0.8cm，8月29日一場大雨后，該裂縫寬達7.6cm。10月1日—10月4日，一場連陰雨后，裂縫擴大至15-30cm，同時，邊坡外沿下沉15-20cm，西南角向下滑塌，發(fā)生局部塌陷，邊坡坡面中部砌石鼓凸并有數(shù)條裂縫，寬達30cm左右。坡角明顯刺入地基土。經(jīng)現(xiàn)場實測，須處理范圍東西長100m，南北寬約20m，處理面積約1300m2。1.2邊坡場地工程地質(zhì)條件簡述與本邊坡工程有關的土層工程地質(zhì)特征見表1。其中②層黃土狀粉土有輕微濕陷性，非自重濕陷系數(shù)為0.015—0.032。各層土的物理性指標統(tǒng)計表表1層號巖性顏色層底埋深（m）平均層厚（m）孔隙比e液性指數(shù)IL標貫擊數(shù)N63.5承載力特征值fak（kpa）壓縮模量ES（MPa）①素填土2.0-2.331.30.9146-111305.2②黃土狀粉土褐黃4．0-4.92.40.9230.067-121508.1③黃土狀粉質(zhì)粘土棕黃6.8-9.443.10.9310.128-131907.8場地30m勘探深度內(nèi)未見地下水。2邊坡坍塌原因分析分析原因如下：（1）該邊坡為高填方永久性人工邊坡，若按坡率法放坡，按照文獻1第12.1.5條及第12.2.1條，應該分級放坡，當坡高10m左右時，放坡坡率宜不超過1：1.25。而本邊坡工程即沒有分級放坡，且放坡坡率達1：0.7，因此邊坡的整體穩(wěn)定性教差，據(jù)驗算，其整體穩(wěn)定性系數(shù)僅1.06，顯然不符合設計及國家規(guī)范的要求。（2）該邊坡座落在②層黃土狀粉土有輕微濕陷性，非自重濕陷系數(shù)為0.015—0.032，場地屬輕微濕陷場地。在坡底外緣約3m處現(xiàn)場取樣資料顯示，該層雖經(jīng)過強夯處理，但孔隙性明顯，仍有一定濕陷性。濕陷處理不徹底。按照文獻2第6.2.6條，強夯處理范圍應大于建筑物基礎范圍，每邊超出基礎外緣的寬度宜為基底下處理深度的1/2—2/3，并不宜小于3m。顯然該邊坡工程對地基的處理范圍不能滿足國家規(guī)范的要求。（3）坡頂沒有設置排水設施，也沒有做防滲處理。這樣，在雨季，在上述條件綜合作用下，邊坡出現(xiàn)坍塌應在常理之中。因此邊坡加固方案的選擇必須因地制宜，有的放矢。3邊坡加固方案的比較與選擇3.1邊坡加固方案的比較根據(jù)文獻1第3.2.2條并結(jié)合該工程特點確定該邊坡工程為一級邊坡，根據(jù)該邊坡特征及工程地質(zhì)條件，有如下處理方案：（1）扶壁式擋墻，適用于填方區(qū)土坡高度不大于10m的一、二、三級邊坡。（2）格構(gòu)式錨桿擋墻，適用于土坡高度不大于15m的一、二、三級邊坡。（3）排樁式錨桿擋墻，適用于坡頂建、構(gòu)筑物需要保護，場地狹窄的土坡高度不大于15m的一、二級邊坡。（4）坡率法，適用于坡頂無建、構(gòu)筑物，場地有放坡條件的土坡高度不大于10m的二、三級邊坡。（5）根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗采用坡率法與預應力土釘墻結(jié)合的方法。3.2邊坡加固方案的確定經(jīng)過對上述各種方案安全性與經(jīng)濟性的比較與分析，最終確定采用如下治理方案進行綜合處理：（1）充分利用已有坡面的坡率，在此基礎上采用加長土釘墻與預應力結(jié)合的支護方案，以控制邊坡變形為目的，提高邊坡整體穩(wěn)定安全系數(shù)；（2）對坡腳下陡坎（高約2.5m）與該人工邊坡一樣采用土釘墻支護加固；（3）對坡腳未處理的②層濕陷性黃土狀粉土進行灌漿處理，處理寬度為坡腳外3m；（4）采取上堵下排的排水措施，即坡頂設置厚0.5m的灰土隔水層，防止上部雨水流入，坡面設置導水管，以排除坡內(nèi)可能的積水。1、西南角高邊坡土釘墻支護該地段坡高約10.7m經(jīng)計算，自上而下擬作7排土釘，長度分別為9、12、12、12、9、9、6m（上述每個鉆孔深度應根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件具體確定，但應與原設計深度相當），水平及豎向間距1.6-1.8m，土釘墻桿體選用φ20Ⅱ級鋼筋，孔徑φ100，其整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.28-1.42。滿足規(guī)范要求。上述各地段面層設計參數(shù)：掛Φ10鋼筋網(wǎng)@250X250mm，加強筋為Φ12，間距2m，然后噴射細石砼C20厚80-100mm護面，噴射砼經(jīng)驗配合比為水泥：砂：石子=1：2：2～2.5，并根據(jù)坡面噴射情況進行適當調(diào)整。以下僅對西南角高邊坡的處理方案進行介紹其中第一排、第三排、第四排分別施加80KN、120KN、150KN的預應力。針對該高危邊坡的土釘墻支護及注漿加固結(jié)構(gòu)見圖2。西南角高危邊坡土釘墻支護參數(shù)一覽表表2序號土釘長度（m）土釘傾角（°）水平間距（m）豎向間距（m）土釘直徑（mmm）桿體直徑（mm）第一排8.7101.51.510020第二排11.7101.51.310020第三排11.7101.51.210025第四排11.7101.51.210020第五排8.7101.51.210020第六排8.7101.51.010020第七排8.7101.51.010020第八排8.7101.51.010020第九排8.7101.51.0100202、其他地段高邊坡土釘墻支護經(jīng)計算，該地段坡高約10.6m，自上而下擬作6排土釘，長度分別為9、12、12、9、9、6m（上述每個鉆孔深度應根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件具體確定，但應與原設計深度相當），水平及豎向間距1.6-1.8m，土釘墻桿體選用φ20Ⅱ級鋼筋，孔徑φ100，其分層開挖的內(nèi)部穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.34—1.57；整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.32-1.48；抗水平滑移的穩(wěn)定安全系數(shù)為1.33；抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)為1.36，均滿足規(guī)范要求。（二）坡腳濕陷性黃土壓力灌漿處理根據(jù)以往工作經(jīng)驗，結(jié)合該場地土質(zhì)條件，確定采用壓力灌漿處理黃土濕陷性，注漿材料以水泥漿為主劑,必要時加適量添加劑，水灰比采用1:0.7~1:1。灌漿容許壓力為0.7-1.0Mpa。注漿范圍自回填土邊坡坡腳算起，向外3m，注漿孔分3排，間距1m，位置為坡腳向外0.5、1.5、2.5m，單排注漿孔間距1.2m，孔深6-7m（具體按現(xiàn)場地質(zhì)條件確定孔深，原則上應穿透濕陷性黃土0.5m。）。西南角南側(cè)有13m長的臨空面，臨空面陡坎高3m，該段除土釘加固外，注漿孔增加一排，處理寬度為4m左右。分層開挖的內(nèi)部穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.3—1.69；外部穩(wěn)定性分析中的整體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.33-1.59；抗水平滑移的穩(wěn)定安全系數(shù)為1.38；抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)為1.39，均滿足規(guī)范要求。墻底承載力驗算也滿足設計要求，限于篇幅，不再敘述。（三）坡頂設置灰土隔水層按設計要求開挖后先用一般土回填、夯實，上部做0.3-0.4m3:7灰土墊層，上部做水泥地面，厚10cm。地面向北傾斜，坡率約10%。處理范圍：坡頂南邊線至辦公樓邊，寬度為5m，辦公樓以東處理寬度為3.7m，處理深度為：塌方區(qū)1.0m，其他0.5m。處理總面積為690m2，回填土方量410m3，水泥地面硬化混凝土用量34.5m3。（四）坡面設置導水管沿坡面垂向間隔3m設置一排導水管，水平間隔10m設置一個導水管，共設4排。（五）變形監(jiān)測在坡頂和坡腳分別設置4個支護體變形監(jiān)測點，共設置8個變形監(jiān)測點。具體平面布置情況見圖14．0基坑監(jiān)測方案簡要說明4．1監(jiān)測內(nèi)容包括支護體頂部和底部水平位移和沉降監(jiān)測，在基坑頂坡面上各設置4個水平位移及沉降監(jiān)測點；4．2監(jiān)測標準①基坑坡頂、坡底支護體水平位移監(jiān)測：綜合文獻3和文獻5，對一級邊坡要求累計水平位移不超過3‰H（H為坡高）即累計水平位移不大于32mm，支護體最大水平位移累計不大于50mm；每天位移不大于2mm/d；②坡頂、坡底沉降觀測：累計沉降量不大于30mm；每天沉降量不大于1mm，監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測標準見表4。監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測標準一覽表表4監(jiān)監(jiān)測內(nèi)容邊坡類別支護體水平位移移及速率（安安全值）支護體最大水平平位移及速速率(警戒值)一級邊坡≤30mm及≤11mm/d≤50mm及≤22mm/d5.0邊坡工程的施工情況概述加固施工開始于2005年11月1日，2005年12月7日結(jié)束，工期37天，完成土釘墻噴護面積1420m2，完成土釘4698m；注漿加固設計孔深7m，處理至第③層黃土狀粉質(zhì)粘土，單米長度用水泥1.4代/m，累計進尺1800m；共布置監(jiān)測點8個，坡頂、坡底各4個，自2006年1月開始監(jiān)測，到目前為止，已歷時18個月。6．0土釘抗拔試驗資料分析從我隊在鄭州市臨近場地、類似地層收集到的資料看，在黃土狀粉土地層中土釘單位極限抗拔力可達17.6-25.2KN/m；在對現(xiàn)場三根長11.7m的土釘進行抗拔試驗的資料顯示，其平均極限抗拔力為236.2KN，依次反算土與土釘?shù)慕缑鏄O限摩阻力可達94KPa。而理論計算中對該地層界面極限摩阻力采用65KPa。7.0監(jiān)測資料分析監(jiān)測資料顯示：（1）坡頂：自西向東分別為sy1、sy2、sy3、sy4，其水平位移依次為5.1、10.2、13.2、4.5mm；其沉降量依次為11.2、19.3、22.5、11.9mm；（2）坡底：自西向東分別為xy1、xy2、xy3、xy4，其水平位移依次為16.6、17.2、15.0、2.5mm；其沉降量依次為9.0、12.5、24.4、5.7mm。三點水平位移及沉降量均小于設計值，而且自2006年10月開始已趨于穩(wěn)定。7.0小結(jié)1、針對該人工邊坡的特征及邊坡所處的地質(zhì)條件，在充分查明坍塌原因的基礎上，根據(jù)國家規(guī)范及當?shù)亟?jīng)驗因地制宜，有的放矢，提出上述三項工程處理措施。該方案具有安全、經(jīng)濟、施工方便的特點，經(jīng)過去年的雨季考驗并經(jīng)過歷時1年半的監(jiān)測，處理后的邊坡運行正常，沉降及水平位移較小，完全在設計及規(guī)范允許值內(nèi)，實踐證明是成功的。參考文獻：[1]鄭生慶鄭穎人等《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）北京中國建筑工業(yè)出版社2002.6[2]張永鈞等《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》北京中國計劃出版社2002.12[3]陳肇元等《基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程》（CECS96：97）北京中國工程建設標準化協(xié)會1997.12[4]程良奎等《土層錨桿設計與施工規(guī)范》（CECS22：90）北京中國工程建設標準化協(xié)會1990.11[5]桂業(yè)琨等《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》北京中國計劃出版社2002.4作者簡介ACASEOFPROTECTINGMEASUREFORAMANUAL-FILLINGHIGHSLOPEINDANGERAbstract:Basedoncharacters,foundationanddamageofamanual-fillinghi