陳松 梁偉（山東省魯北地質工程勘察院，德州253015）作者簡介：陳松（1961—），男，高級工程師，主要從事巖土工程勘查，水工環(huán)地質勘查管理。摘要：本文在分析場地工程地質條件的基礎上，根據邊坡穩(wěn)定性驗算結果，提出了邊坡的噴錨支護設計，經工程實踐證明，設計方案可行。關鍵詞：工程地質條件；邊坡穩(wěn)定性；噴錨支護；德州1 工程概況德州新華大廈由主樓及裙樓組成，主樓地上12層，裙樓地上三層，地下室一層，占地面積約3200m2。場地自然地坪絕對高程18.8m左右，基坑開挖6.5m。擬建場地南臨高五層的通訊大樓，基礎埋深2.5m，距邊坡約8m；西、北兩側為20世紀50年代建成的三層磚砌結構居民樓，距基坑約7m；北側為文化路，距基坑邊坡約5m 有管道溝，內有上水管道和通訊、電力電纜，基坑邊坡無安全起坡場地，設計采用噴錨支護法保證基坑邊坡安全。現(xiàn)場平面見圖1。圖1 施工現(xiàn)場平面圖場地地下水埋深1.8m，若事先不對地下水進行處理，勢必會出現(xiàn)管涌、流沙等現(xiàn)象。根據場地的地質條件及現(xiàn)場施工條件，設計采用井點降水法對地下水進行處理。2 工程地質條件擬建場區(qū)在地貌單元上屬黃河下游沖洪積平原區(qū)，經人工改造后地面較平坦，高差在1m以內。相關各工程地質層參數如下：①雜填土，底板埋深0.9～2.8m，平均厚度1.5m，r＝18kN/m3，C＝0，φ＝20°；②粉土與粉質粘土互層，底板埋深7.9～8.7m，平均厚度6.7m，以粉質粘土為主，粉土單層0.4m左右，平均r＝18.1kN/m3，C＝29kPa，φ＝8°；③粉土，底板埋深9.2～10.6m，平均厚度1.4m，r ＝19kN/m3，k ＝1.2m/d；④粉砂，底板埋深13.8～14.9m，平均3.5m，r＝18.5kN/m3，k＝3.5m/d。3 基坑邊坡自然穩(wěn)定性3.1 邊坡主動土壓力分布因四周放坡余地很小，按90 °邊坡進行穩(wěn)定性計算，坡頂超載取q＝10 kPa。根據朗肯土壓力理論，主動土壓力計算公式如下：山東省環(huán)境地質文集按式（1）進行計算得邊坡主動土壓力分布見圖2。主動土壓力大于零的邊坡均會發(fā)生傾覆失穩(wěn)，主動破裂面為圖2中虛線。圖2 邊坡主動土壓力分布圖3.2 邊坡抗滑動穩(wěn)定性根據泰勒邊坡穩(wěn)定理論（重慶市建設委員會，2003），粘性土坡失穩(wěn)，將以圓弧面滑動，按泰勒經驗曲線可找到邊坡最危險滑動面（圖3），按條分法計算弧面抗滑安全系數為：圖3 危險滑面圖山東省環(huán)境地質文集式中：wi為土條重力；bi為土條密度；ai為土條底邊中點切線仰角；ti為土條底邊長度；ci、li為土條底邊所處土層抗剪弧度參數。按式（2）計算得L1弧線抗滑安全系數為：山東省環(huán)境地質文集可見自然抗滑穩(wěn)定性不夠。按條分法經過試算可找到k≈1的臨界滑動面（圖3中的L2），其抗滑安全系數為：山東省環(huán)境地質文集L2以上土體均有可能滑動失穩(wěn)。4 坑底抗隆起穩(wěn)定性軟土邊坡超過一定高壓后，會因為邊土體重力超過坑底土極限承載力而發(fā)生隆起失穩(wěn)。坑底抗隆起安全生產系數按下式計算：山東省環(huán)境地質文集式中Nc為地基承載力系數，按式（3）計算：山東省環(huán)境地質文集因此不會發(fā)生抗底隆起失穩(wěn)。5 邊坡噴錨支護結構設計根據邊坡自然穩(wěn)定性分析，邊坡噴錨支護結構設計見圖4。共設5排錨桿，第1排處于雜填土中，采用ϕ48×3.5鋼管注漿錨桿，第2～5排錨桿為鉆孔注漿錨桿，孔徑120mm，拉筋為ϕ25螺紋鋼，采用32.5普硅水泥，0.5水灰比摻早強劑，水泥漿注漿，設計錨桿錨固力為12kN/m。從4m處壓一排鋼管樁，起超前支護作用。圖4 邊坡噴錨布置示意圖噴射砼使用32.5普硅水泥，骨料為粒徑5～15mm的碎石和中砂，配合比為水泥∶砂∶石子∶水＝1∶2∶2∶0.5，摻速凝劑，架設ϕ6.5＠200×200的鋼筋網，錨頭用ϕ16鋼筋橫向邊接。6 噴錨支護邊坡穩(wěn)定性分析6.1 抗傾覆穩(wěn)定性分析根據圖2及圖4，邊坡對坡腳的傾覆力矩為主動土壓力對坡腳的力矩和，噴錨支護結構對坡腳的抗傾覆力矩為主動破裂面以外有效錨固力對坡腳的力矩和，用圖算法可得抗傾覆安全系數為：山東省環(huán)境地質文集因此，噴錨支護邊坡不會發(fā)生傾覆失穩(wěn)。6.2 抗滑動穩(wěn)定性邊坡沿任一弧面滑動時，該滑動面以外的錨桿為有效錨固段，其有效錨固力在滑動面上的段影之和為錨桿的抗滑力，噴錨支護結構的抗滑安全系數可按下式計算：山東省環(huán)境地質文集式中：Fj為第j排錨桿有效錨固力；βj為第j排錨桿與滑動面夾角。根據圖2及圖4按式（5）計算可得L1與L2滑動面抗滑安全系數：山東省環(huán)境地質文集山東省環(huán)境地質文集可見噴錨支護結構滿足抗滑穩(wěn)定性要求。7 施工過程穩(wěn)定性噴錨支護結構不僅要求保證施工結束后過坡的穩(wěn)定，而且必須保證施工過程中任何階段的安全。噴錨支護是先開挖后支護，當邊坡開挖到底最下排的錨桿未施工前，邊坡穩(wěn)定安全系數最低，接前述方法驗算此時邊坡的安全系數為：山東省環(huán)境地質文集山東省環(huán)境地質文集由此可見，噴錨支護結構在施工過程中是安全的。8 應用情況與結論8.1 應用情況基坑回填前一天監(jiān)測結果如下表：山東省環(huán)境地質文集8.2 結論該工程2001年4月5日開工，同年9月10日回填完畢，歷時5個月，雖經雨季浸淋，邊坡基本穩(wěn)定，說明本工程支護方案是可行的，設計是成功的。參考文獻重慶市建設委員會.2003.建筑邊坡工程技術規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社
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