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分段多种支护形式在边坡加固治理中的应用
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内容提示：根据边坡周边环境，在综合考虑多方面因素后，采用了分段多种支护形式的加固设计方案。工程实践表明，该设计方案具有一定的新颖性及实用性，对类似边坡工程的设计、施工有一定的参考价值。
摘要：根据边坡周边环境，在综合考虑多方面因素后，采用了分段多种支护形式的加固设计方案。工程实践表明，该设计方案具有一定的新颖性及实用性，对类似边坡工程的设计、施工有一定的参考价值。
关键词：边坡；支护加固；土钉；锚杆
1 前言
边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防治工程。近年来，随着我国工程建设事业的迅速发展，以及大型重点工程项目的日益增多，边坡治理总是越来越突出。对于不稳定的边坡岩土体，采用支挡结构对其进行支护，是一种可靠的治理手段，它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题，达到根治的目的。
2 工程概况
某安置小区边坡为开挖原始平缓山坡而形成的人工高陡边坡，边坡高度约12.0-13.0m，边坡东西向长约130m、南北向长约290m，边坡坡度约为80度。边坡开挖形成后局部地方出现了垮塌等不安全迹象，因此需在评价边坡稳定性的基础上采取优化后的加固治理措施对该边坡进行永久性治理。
3 工程地质及水文地质条件
根据拟加固边坡的岩土工程地质勘察报告可知，拟建场地主要地层为素填土、粉质粘土、粉质粘土、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩。场地内无区域性构造通过，据查《中国地震动参数区划图》2001版，工程区场地地震基本烈度为Vl度。地下水为层状基岩裂隙水和孔隙水，水量不丰。
区域范围内所分布与边坡加固治理设计相关的土层及其力学性质如表1所示。
4 边坡稳定性整体评价
现阶段，国内学者在进行边坡整体稳定性评价时，当岩土体边坡滑动面比较明确的情况下，主要采用极限平衡分析对边坡的整体稳定性做出评价。即利用滑动面上抗滑力与下滑力之比来定义安全系数K，如式(1)：
式中，σi，τi，Ai，ci，еi，分别为i滑面单元上的正应力(以拉为正)、剪应力、面积、粘聚力和内摩擦角；N为滑面单元的总数。
为了使分析结果可靠，本边坡稳定性分析时采用“理正边坡稳定性分析计算软件”对该边坡多个典型断面进行稳定性分析，计算得到该边坡稳定性系数在0.80-0.97之间。
根据稳定性分析计算结果可知该边坡处于不稳定状态，需要立即对其进行加固治理。 5 边坡加固支护设计方案
为防止边坡失稳对该边坡进行加固治理。边坡加固治理的设计方案较多，如放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等，各种方案都有其优点和局限性。在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，参照以前成功的设计及施工经验，根据有关规范中对边坡永久性支护设计的要求，在进行多种支护设计方案的分析、论证与优化分析后，采用“理正边坡设计软件”对该边坡进行了分析计算，最终采用多种支护形式的设计方案对该边坡进行加固处理。本边坡的具体设计方案如下：
5.1 边坡的北侧及西南侧的北段由于边坡顶标高距开挖底面标高为10m多，考虑到边坡的土质情况，为确保该处边坡稳定，设计采用土钉 土层锚杆间隔设置的支护形式。土钉间距为3.2×3.2m(竖直间距×水平间距)，锚杆间距为3.2×3.2m(竖直间距×水平间距)。
5.2 边坡的南段由于边坡顶标高距开挖底面标高为6m，设计采用土钉支护，土钉间距为.1.6x 1.6m(垂直间距×水平间距)。
6 施工注意事项
6.1 土钉、锚杆成孔深度、孔径、倾角要求按己设计好的施工参数施工。各工序施工均应严格按现行有关规程规范要求进行。
6.2 采用锚杆支护时应注意尽可能采用无水钻进，不得采用清水钻进。
6.3 砂浆配合比按室内配合比试验结果确定，注浆应饱满。锚杆内注浆前应清孔干净，不得留有残渣。
6.4 当土钉、锚杆施工完毕后，锚固体强度达到设计强度等级的75%时，应进行验收试验，试验数量按规范要求。
6.5 锚杆施加预加力均为锚杆设计承载力的40%，分两次张拉，第一次张拉总预加力的60%，第二次张拉总预加力的40%，锚固体强度须达到设计强度的70%后方可进行张拉。
6.6 在边坡顶、底修筑排水沟，尺寸300x300，排水沟M10水泥砂浆抹面，厚度≥10mm。同时在坡面设置一定数量的泄水孔，纵向孔距3.00m，横向孔距3.00m，采用φ50PVC管，长度≥400mm，呈梅花形布置。
6.7 为了确保边坡支护安全，必须在施工过程中实施动态设计与信息化施工。
7 加固效果
经对加固治理后的边坡进行稳定性分析验算，加固后的边坡稳定性安全系数K在1.31-1.57之间。
边坡监测自锚杆、土钉施工期间开始，测得边坡各项监测累计最大值为：最大位移量为15mm,最大沉降量为12mm，锚杆拉力最大拉力为130kN。在施工完毕半年后，边坡的位移、沉降经监测其变化已基本趋于稳定，并且都在相关规范允许的范围内，表明边坡支护体系已处于良好的工作状态，边坡加固效果良好。
8 结语
本边坡工程在对其进行稳定性分析的基础上，采用分段多种支护形式的设计方案对其进行加固施工。通过分析施工期间和施工完毕半年后的监测资料可知边坡变形均在相关规范规定的允许范围内，表明本边坡加固治理效果良好，因此，该方案的选择是合理的。根据边坡地层及周边环境的实际情况对边坡不同地段分别采用不同的支护形式，具有安全可靠、适应性强、施工周期短、造价低等优点，其方案的综合效益明显。本边坡工程的成功施工，对类似边坡的稳定性分析、加固治理设计和施工均具有一定的借鉴作用。 来源: 《建筑中文网》.
关键词：边坡；支护加固；土钉；锚杆
1 前言
边坡治理是一项技术复杂、施工困难的灾害防治工程。近年来，随着我国工程建设事业的迅速发展，以及大型重点工程项目的日益增多，边坡治理总是越来越突出。对于不稳定的边坡岩土体，采用支挡结构对其进行支护，是一种可靠的治理手段，它的优点是可从根本上解决边坡的稳定性问题，达到根治的目的。
2 工程概况
某安置小区边坡为开挖原始平缓山坡而形成的人工高陡边坡，边坡高度约12.0-13.0m，边坡东西向长约130m、南北向长约290m，边坡坡度约为80度。边坡开挖形成后局部地方出现了垮塌等不安全迹象，因此需在评价边坡稳定性的基础上采取优化后的加固治理措施对该边坡进行永久性治理。
3 工程地质及水文地质条件
根据拟加固边坡的岩土工程地质勘察报告可知，拟建场地主要地层为素填土、粉质粘土、粉质粘土、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩。场地内无区域性构造通过，据查《中国地震动参数区划图》2001版，工程区场地地震基本烈度为Vl度。地下水为层状基岩裂隙水和孔隙水，水量不丰。
区域范围内所分布与边坡加固治理设计相关的土层及其力学性质如表1所示。
4 边坡稳定性整体评价
现阶段，国内学者在进行边坡整体稳定性评价时，当岩土体边坡滑动面比较明确的情况下，主要采用极限平衡分析对边坡的整体稳定性做出评价。即利用滑动面上抗滑力与下滑力之比来定义安全系数K，如式(1)：
式中，σi，τi，Ai，ci，еi，分别为i滑面单元上的正应力(以拉为正)、剪应力、面积、粘聚力和内摩擦角；N为滑面单元的总数。
为了使分析结果可靠，本边坡稳定性分析时采用“理正边坡稳定性分析计算软件”对该边坡多个典型断面进行稳定性分析，计算得到该边坡稳定性系数在0.80-0.97之间。
根据稳定性分析计算结果可知该边坡处于不稳定状态，需要立即对其进行加固治理。 5 边坡加固支护设计方案
为防止边坡失稳对该边坡进行加固治理。边坡加固治理的设计方案较多，如放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等，各种方案都有其优点和局限性。在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，参照以前成功的设计及施工经验，根据有关规范中对边坡永久性支护设计的要求，在进行多种支护设计方案的分析、论证与优化分析后，采用“理正边坡设计软件”对该边坡进行了分析计算，最终采用多种支护形式的设计方案对该边坡进行加固处理。本边坡的具体设计方案如下：
5.1 边坡的北侧及西南侧的北段由于边坡顶标高距开挖底面标高为10m多，考虑到边坡的土质情况，为确保该处边坡稳定，设计采用土钉 土层锚杆间隔设置的支护形式。土钉间距为3.2×3.2m(竖直间距×水平间距)，锚杆间距为3.2×3.2m(竖直间距×水平间距)。
5.2 边坡的南段由于边坡顶标高距开挖底面标高为6m，设计采用土钉支护，土钉间距为.1.6x 1.6m(垂直间距×水平间距)。
6 施工注意事项
6.1 土钉、锚杆成孔深度、孔径、倾角要求按己设计好的施工参数施工。各工序施工均应严格按现行有关规程规范要求进行。
6.2 采用锚杆支护时应注意尽可能采用无水钻进，不得采用清水钻进。
6.3 砂浆配合比按室内配合比试验结果确定，注浆应饱满。锚杆内注浆前应清孔干净，不得留有残渣。
6.4 当土钉、锚杆施工完毕后，锚固体强度达到设计强度等级的75%时，应进行验收试验，试验数量按规范要求。
6.5 锚杆施加预加力均为锚杆设计承载力的40%，分两次张拉，第一次张拉总预加力的60%，第二次张拉总预加力的40%，锚固体强度须达到设计强度的70%后方可进行张拉。
6.6 在边坡顶、底修筑排水沟，尺寸300x300，排水沟M10水泥砂浆抹面，厚度≥10mm。同时在坡面设置一定数量的泄水孔，纵向孔距3.00m，横向孔距3.00m，采用φ50PVC管，长度≥400mm，呈梅花形布置。
6.7 为了确保边坡支护安全，必须在施工过程中实施动态设计与信息化施工。
7 加固效果
经对加固治理后的边坡进行稳定性分析验算，加固后的边坡稳定性安全系数K在1.31-1.57之间。
边坡监测自锚杆、土钉施工期间开始，测得边坡各项监测累计最大值为：最大位移量为15mm,最大沉降量为12mm，锚杆拉力最大拉力为130kN。在施工完毕半年后，边坡的位移、沉降经监测其变化已基本趋于稳定，并且都在相关规范允许的范围内，表明边坡支护体系已处于良好的工作状态，边坡加固效果良好。
8 结语
本边坡工程在对其进行稳定性分析的基础上，采用分段多种支护形式的设计方案对其进行加固施工。通过分析施工期间和施工完毕半年后的监测资料可知边坡变形均在相关规范规定的允许范围内，表明本边坡加固治理效果良好，因此，该方案的选择是合理的。根据边坡地层及周边环境的实际情况对边坡不同地段分别采用不同的支护形式，具有安全可靠、适应性强、施工周期短、造价低等优点，其方案的综合效益明显。本边坡工程的成功施工，对类似边坡的稳定性分析、加固治理设计和施工均具有一定的借鉴作用。 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200812/13878.htm
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