保護重要結(jié)構(gòu)物的146m高邊坡加固方案探討

對于高大邊坡，當(dāng)坡后的地形地貌條件允許時，宜盡量適當(dāng)放緩邊坡和在邊坡中部的適當(dāng)部位設(shè)置寬大平臺，從而將一個特高邊坡有效的調(diào)整為兩個或多個次高邊坡，從而降低高大邊坡在上部巖土體的重力作用下，造成下部邊坡出現(xiàn)過高的應(yīng)力集中現(xiàn)象，減小高邊坡的病害概率，有效提高邊坡的整體自身穩(wěn)定性和各級這坡的局部穩(wěn)定性，降低工程支擋防護規(guī)模。尤其是坡前存在重要結(jié)構(gòu)物時，可結(jié)合地形地貌進行必要的邊坡坡形坡率設(shè)置，提高工程設(shè)置品質(zhì)。

一、基本情況

某自然斜坡坡度約 22～33°，坡體頂部地形較為平緩，坡體前部10m左右緊鄰為某學(xué)校教學(xué)大樓。坡體主要由厚約8m左右的第四系坡殘積層粉質(zhì)粘土和下伏板巖構(gòu)成。其中巖體結(jié)構(gòu)完全破壞的全風(fēng)化板巖厚約20m，巖體極破碎的強風(fēng)化板巖厚約25m。而下伏的中風(fēng)化板巖呈中厚層狀，產(chǎn)狀為 25°∠59°，節(jié)理裂隙發(fā)育，主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀113°∠47°、 72°∠80°，節(jié)理長度1～2m。區(qū)內(nèi)年平均降水量2200mm，地震烈度為Ⅵ度。

由于場整平需要，需對自然坡斜坡進行開挖，坡向136°，與巖層產(chǎn)狀近正交。高邊坡擬采用1:0.75~1:1坡率和2m寬平臺進行設(shè)置，坡腳設(shè)置“h”型雙排樁進行“固腳”，前后排樁間距8m，樁截面均為2×3m，樁長分別為22m和35m，樁間距5m。其中前后兩排樁上均設(shè)置錨索，錨索分別長40～45m和45～55m，錨固段長17m；全坡面采用長40m長的錨索框架進行加固，錨固段長17m。邊坡最大高度約142.6m。

二、坡體處治思路

1、該段邊坡高度大，屬于特高邊坡，加之坡體前部為“容錯率在使用期內(nèi)為零”的教學(xué)大樓，故坡體的安全系數(shù)應(yīng)取規(guī)范的上限值，確保邊坡在使用期內(nèi)的整體與局部穩(wěn)定性。即高邊坡的加固應(yīng)貫徹“合理設(shè)置寬大平臺、固腳強腰、分級加固”的原則。

2、為提高設(shè)計品質(zhì)，故高邊坡的防護應(yīng)加強環(huán)保綠化防護。

3、高邊坡地層的巖體結(jié)構(gòu)有利于坡體穩(wěn)定，但坡體巖性較軟，不利于坡體穩(wěn)定。故宜結(jié)合風(fēng)化界面等結(jié)構(gòu)面，在高邊坡的適當(dāng)部位設(shè)置寬大平臺有效消減坡體應(yīng)力集中的問題。

4、坡體的土巖界面、全強風(fēng)化界面、強中風(fēng)化界面對坡體的穩(wěn)定性有一定的影響，故應(yīng)加強此類結(jié)構(gòu)面的加固。加之坡面結(jié)構(gòu)面有一定的發(fā)育，故應(yīng)同時加強小結(jié)構(gòu)體的加固。

5、結(jié)合高邊坡坡形坡率的設(shè)置，對高邊坡進行全坡面的加固防護，即宜對每級邊坡均應(yīng)進行必要的加固防護。

6、結(jié)合巖土體的性質(zhì)、尤其是自然邊坡上部地形較為平緩，故宜適當(dāng)放緩邊坡坡率，有效提高坡體的自身穩(wěn)定性，適當(dāng)弱化邊坡的人工加固工程。

7、坡體位于降雨量較大的熱帶地區(qū)，故在逐級設(shè)置平臺截水溝的基礎(chǔ)上，在坡腳和邊坡中、上部的兩級寬大平臺部位設(shè)置長度較大的仰斜排水孔，對可能的地下水進行疏排。

8、依據(jù)巖土體性質(zhì)，將錨索的錨固段調(diào)整為10m，并依據(jù)高邊坡的“固腳強腰鎖頭”的原則，合理設(shè)置抗剪能力更大的鋼錨管和錨索進工程。

鋼錨管與錨索工程依據(jù)坡體地質(zhì)條件，結(jié)構(gòu)工程經(jīng)驗確定的的破裂角形態(tài)（與地面形態(tài)近似，且是相對保守安全的）和土層與全～強風(fēng)化層的圓弧搜索法潛在滑面，小結(jié)構(gòu)面、土巖界面、風(fēng)化界面，結(jié)合“固腳強腰鎖頭與分級加固”的原則綜合設(shè)置。

基于此，對邊坡采用1：1與1：1.25的坡率進行設(shè)置，并在5級與10級平臺分別設(shè)置寬為15m和10m的大平臺，全坡面設(shè)置鋼錨管與錨索框架，結(jié)構(gòu)噴混植生對邊坡進行全坡面綠化防護。

該優(yōu)化方案通過合理設(shè)置坡形坡率，大幅提高了坡體的自身穩(wěn)定性。通過對全坡面的工程錨固，有效提高了坡體的整體與局部穩(wěn)定性，確保了坡面的穩(wěn)定性。工程環(huán)保性大幅提高，設(shè)置了較大的坡體安全貯備，是一個相對較優(yōu)的方案。