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。
