锚杆挡土墙在边坡工程中的应用

2015-09-15 170 0

   摘要:本文对富阳市煤气公司新建场区挖方边坡的崩塌、滑坡地质灾害的产生原因进行分析,采取防治措施、综合治理。
 
  前言
 
  富阳市天然气利用工程站区边坡地质灾害治理工程位于富阳市高桥镇320国道东侧。项目总用地面积36.48亩,由于站区邻近山脚,场地平整需进行填挖施工,形成南侧、西侧和北侧挖方边坡和东北侧、西南侧填方边坡。
 
  一、工程地质、水文地质条件
 
  治理区属境内气候属中亚热带向北亚热带过渡的季风气候区,温和湿润、雨量充沛,光照充分足,冬冷夏热、四季分明。富阳市雨量充沛,但季节分布不均匀。
 
  治理区地貌上属丘陵地貌,整个场址处于丘陵坡地,地势较复杂,位于一个东西走向,开口向西的小山沟,地势呈东北、东南高,红线范围地面黄海高程为13.68~36.0m,相对高差约19.6m,坡面植被发育,地形坡度30~40°。
 
  本治理区岩土层分为3个工程地质层组,8个工程地质亚层,土类型主要为杂填土、植被土、含碎石粘土,岩石主要为全风化、强风化及中风化砂岩:
 
  (一)杂填土(Qml)
 
  灰色、灰黄色,松散、稍湿~湿,稍密。层厚0.5~2.5米。层底标高15.5~25.76米,工程力学性质差。
 
  (二)植被土
 
  灰黄色,松散,稍湿,主要以粉质粘土为主,含植物根系和少量沙砾,层厚0.4~0.7米。
 
  (三)粉质粘土
 
  灰黄色,硬可塑状,很湿~饱和,干强度中等,韧性中等,摇震反应无,稍有光泽,含褐色铁质氧化物,局部夹角砾,粒径一般0.5~2厘米,含量在5~10%之间。层厚2.1~8.1米,成分为砂岩。
 
  (四)含碎石粉质粘土(Qdl-el)
 
  黄褐色,饱和,硬塑-可塑,干强度较高,韧性中等,摇震反应无,稍有光泽,本土层均匀性差,碎石含量和粒径变化较大,碎石粒径一般以1~3cm为主,工程力学性质一般。层厚0.90-15.10m。推荐地层容许承载力[σο]=120kPa。
 
  (五)粉质粘土夹碎石
 
  层厚1.2~7.3m,灰黄色,一般以粉质粘土为主,碎石次之,成分为砂岩,部分碎石呈半分化。
 
  (六)全风化砂岩
 
  灰黄色,全风化,有残余结构强度,芯呈手能瓣动,并可捏成沙土状该层层厚1.2~9.4米,顶层埋深3.50~9.50米,层底标高8.66~25.41米。
 
  (七)强风化砂岩
 
  灰黄色,强风化,层厚0.5~5.1米,顶层埋深3.50~18.80米,层底标高-2.21~24.52米。
 
  (八)中等风化砂岩
 
  青灰色,中风化,岩体结构部分破坏,风化裂隙发育,节理发育,个别呈短柱状,质坚硬,敲击声清脆不易击碎,层厚2.60~8.60米。层顶埋深6.30~21.10米,层底标高-6.11~20.21米。
 
  二、边坡体基本特征
 
  (一)边坡体地形特征
 
  斜坡处海拔标高16.38~36m,相对高差约19.6m。自然斜坡30°~40°,坡面上植被发育。
 
  (二)边坡结构面
 
  经调查,工程区内岩土体主要存在二类结构面:表土与全风化分岩体界面、岩体分化界面。
 
  1、表土与全风化岩体界面
 
  基本与地面平行,松散土体厚1.50-6.20米,主要为含碎石粘土,松散-稍密状,坡残积成因,饱水土体抗剪强度明显降低,呈流塑状。由于局部全风化砂岩堆积,呈松散态,下伏为全风化砂岩,稍密-中密,为相对隔水层,在层面处阻隔地下水下渗,而改变上覆土体的抗剪强度,造成土体沿层面下滑。
 
  2、岩体分化界面
 
  岩体分化界面主要指分布在砂岩休中的风化界面,可分为全~强风化岩体分界面与强~中风化岩体风化过渡带。
 
  三、边坡体稳定性分析
 
  场地各边坡坡脚处拟建项目为富阳市煤气公司天然气储备区及办公区,边坡一旦发生破坏,后果严重,确定边坡安全等级为二级边坡。
 
  根据地表调查,边坡开挖后形成的边坡体最大土坡高度约12米,本工程不能采取放坡,因此需选择合适的方案,既能使工程造价尽量经济合理,又能使边坡达到彻底的治理目的。
 
  边坡稳定性计算参数选择主要根据勘察报告,同时考虑边坡周已发生的崩塌滑坡灾害的形式及地区经验,得出稳定性计算参数见表1:
 
  (一)边坡计算模型的建立
 
  1、计算剖面
 
  计算剖面采用勘察报告提供的工程地质剖面图,结合边坡设计剖面图确定。
 
  2、计算荷载
 
  ⑴自重;⑵地下水作用:按水土合算。
 
  3、判别标准
 
  ⑴平面、折线滑动法取1.30;⑵圆弧滑动法取1.25
 
  (二)计算过程
 
  计算采用理正边坡稳定性分析软件。

  四、边坡体防治方案
 
  (一)边坡体防治方案
 
  考虑工程场地现场没有充足场地进行放坡,因此,采取支挡结构形式,支挡结构形式有重力式挡土墙、锚杆式挡土墙等两种形式。
 
  挡土墙脚设置排水沟,坡顶设置截水沟。同进,对支挡结构物上部放坡裸露土坡位置进行一定的绿化措施,达到美化环境。
 
  (二)边坡体防治设计
 
  1、修坡设计
 
  减荷的目的在于降低坡体的下滑力,其主要方法,是将拟建挡土墙后,墙顶上部的岩土体削去一部分,修成合适坡率。
 
  2、挡土墙支挡结构
 
  ⑴重力式挡土墙分四种,顶宽0.5m,墙高分为四种:5m、3.5m、2.5m、1.5m,相对应,底宽2.9m、2.3m、1.9m、1.5m,外坡垂直,内坡1:0.4。挡墙基础及墙身均采用M10浆砂砌筑,基础埋深50cm,挡土墙墙身设泄水管,管口离排水沟底不小于20cm,挡土墙每间隔10m设置一条沉降缝,内用沥青麻丝填塞。
 
  ⑵锚杆式挡墙分二级设置,第一级高为4米,第二级挡土墙高度结合坡高设置,高度为4~6.5m。锚杆挡墙施工采用逆作法施工。挡土墙约40~50米设置一沉降缝,墙上设泄水孔。锚杆采用¢28钢筋,每孔安放3根,采用二次注浆,靠近坡顶一排锚杆采取一次注浆法,注浆压力按0.3~0.5MPa。
 
  根据建筑边坡工程技术规范,取定安全系数,计算重力式挡墙、锚杆挡土墙的抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性及地基承载力等:①重力式挡土墙,按最大高度挡土墙进行计算,5m高挡土墙:抗滑移稳定性:Kc=1.433、抗倾覆稳定性:K0=6.0;基底合力偏距e=0.199,满足稳定性要求;②锚杆式挡土墙,计算参数同重力式挡墙,M30砂浆与孔壁的粘结强度取1.0MPa,计算结果:破裂角53°;eok=42.2KN/m2;Eok=137KN/m2;eok’=24.1KN/m2;每根锚杆Tgk=195.8KN;Ng=253.4KN;As=2x253.4/310=1634.8m2;取3根¢28钢筋,锚孔直径110mm,计算锚固段长度为Lm=6.2m,取Lm=6.5m,(下转185页)(上接184页)自由段以穿过破裂角为标准。
 
  3、排水系统
 
  截水沟采用M7.5浆砌块石,排水沟底宽0.50m,深0.50m,厚30cm,间隔10m设置一条沉降缝,缝宽2厘米,沟底具体标高可结合现场实际情况确定;挡墙脚排水沟采用C20砼浇筑,排水沟底宽0.50m,深0.50m,厚10cm,间隔10m设置一条沉降缝,排水沟纵坡按不小于0.3%设置。
 
  4、边坡绿化
 
  为使工程实施后的坡面美观,改善坡面自稳能力,在坡面上采取撒播草、树籽方式。撒播草籽:冷季型草为高羊茅、多年生黑麦草、白三叶等;暖季型草为弯叶画眉草、百喜草、狗牙根等,各级平台种植美丽胡枝子灌木、春杜鹃等灌木,挡土墙顶部种植黄馨。
 
  五、结束语
 
  锚杆挡土墙与一般重力式挡土墙相比,墙高可不受限制,可改善施工条件,降低劳动强度,实现挡护工程的机械化、装配化,施工比较灵活、方便。
 
  边坡治理后经受了2007年50年一遇特大暴雨的考验,锚杆挡土墙对于高土质边坡的加固作用明显。
 
  

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