淺談高速公路路堤邊坡支護(hù)加固
2015-05-26 
   0引言

   擋土墻是抵擋土壓力、防止土體坍塌的構(gòu)筑物,廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利水電、鐵道交通等工程建設(shè)中。近年來(lái),隨著鐵路、公路和城市軌道交通的發(fā)展,往往需要在極其狹窄的場(chǎng)地、密集的建筑群或高填方區(qū)中設(shè)置擋土墻,而采用單一傳統(tǒng)的重力式、懸臂式或扶壁式擋土墻,通常無(wú)法滿足工程要求。在此情況下,可考慮在擋土墻下設(shè)置托梁和樁基,利用托梁將擋土墻上所受作用力傳遞給樁基,以此來(lái)滿足對(duì)地基承載力的要求。

   1 工程概況

   擬建工程位于四川內(nèi)江資中經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),臨近成渝高速公路及鐵路支線,在修建高速路北段0+500至0+700南側(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)其存在高20~24 m的人工堆積邊坡,邊坡坡度約為1 1左右。

   該邊坡堆積物以松散的素填土為主,在遭遇洪水或者堆載情況時(shí),可能出現(xiàn)邊坡失穩(wěn),形成滑坡、崩塌,甚至泥石流等不良地質(zhì)情形。因此,為確保臨近的成渝高速公路和鐵路的正常運(yùn)營(yíng),在修建高速路北支路前必需進(jìn)行邊坡整治。

   2工程地質(zhì)條件

   2.1地形地貌及地質(zhì)構(gòu)造

   擬施工工程地形為原始地形,地貌屬淺丘剝蝕地貌,分布圓形及橢圓形剝蝕山丘,山丘所夾沖溝。實(shí)測(cè)各勘探鉆孔地面標(biāo)高為356.40~377.40m,相對(duì)高差21m左右。施工場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造位于威遠(yuǎn)背斜的東翼,呈單斜巖層產(chǎn)出,巖層產(chǎn)狀:傾角3~50,場(chǎng)地基巖埋藏較淺,構(gòu)造裂隙不發(fā)育。

   2.2場(chǎng)地地質(zhì)情況

   經(jīng)鉆探發(fā)現(xiàn),施工場(chǎng)地內(nèi)土層為雜填土、素填土以及第四系全新統(tǒng)殘坡積成因的粉質(zhì)黏土組成,下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖組成。各地層土由上自下情況如下:

   1)素填土(Q4ml).褐色,干~濕,成分以黏土和砂泥巖塊為主組成,含少量生活垃圾;結(jié)構(gòu)松散,厚度0.3~11.8 m。

   2)粉質(zhì)粘土(Q4dl+el).褐黃、黃灰色,濕,可塑,成分以黏粒、粉粒為主,含鐵錳質(zhì)氧化物及結(jié)核,層厚0~7.0 m。

   3)泥巖(J2s).紫紅色及深褐色,砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu),厚層狀構(gòu)造,礦物成份以黏土礦物為主,局部段夾有夾砂巖透鏡體,巖質(zhì)軟,巖層傾角近于水平。強(qiáng)風(fēng)化帶巖體較破碎,巖體內(nèi)有豎向裂隙,但不太發(fā)育,巖芯多呈碎塊狀、短柱狀,巖質(zhì)極軟,巖芯具失水失壓開裂特征,極易軟化,ROD值10%~50%;中風(fēng)化帶泥巖,巖芯多呈柱狀與長(zhǎng)柱狀,巖芯節(jié)長(zhǎng)10~50 cm,巖質(zhì)稍硬,ROD值70%~95%,含砂質(zhì)增大。代表性地層地質(zhì)的剖面圖如圖2所示。

   2.3場(chǎng)地水文情況

   施工場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)地表水體豐富,主要補(bǔ)給水源為大氣降水。地下水主要為第四系土層中的孔隙水和基巖裂隙水,靠大氣降水補(bǔ)給。由于場(chǎng)地第四系松散層厚度大,空隙大,地下水集雨面積大,故場(chǎng)區(qū)地下水賦水性好,洪水期水量較豐。但勘察期間為枯水期,勘察時(shí)的地下水位埋深10 m以下。

   3方案選擇和設(shè)計(jì)

   3.1方案選擇

   由于本工程毗鄰高速公路和鐵路其安全重要性等級(jí)較高,且擬建的道路邊線距紅線僅5 m,無(wú)放坡空間。此外,施工區(qū)的地形地貌最高相差約20~24 m,邊坡主要為人工堆積的填土,土體物理力學(xué)參數(shù)和自穩(wěn)能力均較差。一旦邊坡失穩(wěn),其產(chǎn)生的后果不堪設(shè)想。

   為了保證該永久性邊坡的穩(wěn)定性,確保擬建道路、高速公路及鐵路的運(yùn)營(yíng)安全,必須嚴(yán)格控制支擋結(jié)構(gòu)的變形。由于施工場(chǎng)地范圍有限,放坡無(wú)法進(jìn)行,且該邊坡主要為人工填土,錨桿無(wú)法發(fā)揮其有效作用,而用傳統(tǒng)的懸臂樁或擋土墻,其側(cè)向位移難以控制。針對(duì)本工程的實(shí)際情況,結(jié)合本地區(qū)的工程經(jīng)驗(yàn),綜合各項(xiàng)因素考慮,該邊坡工程擬采用樁基托梁懸臂擋土墻的方案。

   3.2方案設(shè)計(jì)

   根據(jù)工程場(chǎng)地的地形地貌,將該邊坡支護(hù)分為AB段和BC段。其中AB段的地面標(biāo)高相差在10 m以下,鐵路界線距擬建道路邊線較遠(yuǎn),設(shè)計(jì)擋土墻下部的樁基均埋在土體中;BC段的地面標(biāo)高相差在20 m左右,緊鄰鐵路界線,設(shè)計(jì)擋土墻下部的樁基有部分樁體出露地面以上。同時(shí),考慮AB段和BC段的樁基作為抗滑樁的效用。邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)示意圖及BC段設(shè)計(jì)方案如見圖3、圖4所示。

   方案設(shè)計(jì)要點(diǎn):

  ?。?)樁露出地面時(shí),在抗滑樁后采用擋板(C30)擋樁間土。當(dāng)樁露出地面高度在1.5 m以下,僅采用擋板A;若樁露出地面高度在1.5~5 m區(qū)間時(shí),采用擋板A+擋板B。板的配筋由板的高度而定抗滑樁(1.5 m樁徑)

  ?。?)樁端嵌入中風(fēng)化巖5m以上,且長(zhǎng)度值應(yīng)大于擋土墻底至強(qiáng)風(fēng)化巖頂?shù)木嚯x值,預(yù)計(jì)平均樁長(zhǎng)約25 m。

   4 樁基托梁擋土墻施工工藝要求

   4.1施工工藝流程

   樁基托梁擋土墻的施工工藝流程為:樁基定位人工挖孔護(hù)壁安裝鋼筋籠澆樁身砼樁基檢側(cè)托梁施工擋土墻施工養(yǎng)護(hù)。

   4.2施工注意事項(xiàng)

   在擋土墻施工時(shí),應(yīng)注意以下事項(xiàng):擋土墻背填土應(yīng)分層夯實(shí),壓實(shí)系數(shù)不小于0.90。墻身沿長(zhǎng)度每隔15~20 m設(shè)一道寬20 mm沉降縫(伸縮縫),縫處塞以瀝青防水層,或嵌入涂以瀝青的木板。墻身砼體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后再回填,并分層夯實(shí)。

   5 變形監(jiān)測(cè)

   邊坡支護(hù)施工過(guò)程中,布設(shè)了10個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。目前,該邊坡支護(hù)工程已完工1年,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,擋土墻及墻后土體的位移和沉降均位于規(guī)范允許變化范圍內(nèi),邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。此也證明該邊坡工程支護(hù)方案可靠。

   6 結(jié)語(yǔ)

   樁基托梁擋土墻的特點(diǎn)是擴(kuò)大了一般擋土墻的使用范圍。在實(shí)際工程中,由于周邊用地情況、開挖條件及地質(zhì)條件限制,采用樁基托梁擋土墻可將基底置于穩(wěn)定地層中,以節(jié)約上部擋墻截面,降低工程造價(jià),同時(shí)減少對(duì)坡體干擾。在邊坡復(fù)雜的周邊環(huán)境下,可采用多種方法相結(jié)合的方案,以保證其穩(wěn)定定性。同時(shí),施工中應(yīng)建立健全監(jiān)測(cè)制度,以便及時(shí)掌握、調(diào)整施工方案,確保施工安全。本工程選用樁基托梁扶壁式擋土墻的復(fù)合方案,邊坡加固效果良好,此對(duì)類似邊坡的處理具有一定的借鑒作用。
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