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保护重要结构物的146m高边坡加固方案探讨

发布日期:2021-12-14

对于高大边坡,当坡后的地形地貌条件允许时,宜尽量适当放缓边坡和在边坡中部的适当部位设置宽大平台,从而将一个特高边坡有效的调整为两个或多个次高边坡,从而降低高大边坡在上部岩土体的重力作用下,造成下部边坡出现过高的应力集中现象,减小高边坡的病害概率,有效提高边坡的整体自身稳定性和各级这坡的局部稳定性,降低工程支挡防护规模。尤其是坡前存在重要结构物时,为确保工程的长治久安和提高工程的安全性,可结合地形地貌进行必要的边坡坡形坡率设置,提高工程设置品质。


一、基本情况


某自然斜坡坡度约 22~33°,坡体顶部地形较为平缓,坡体前部10m左右紧邻为某学校教学大楼。坡体主要由厚约8m左右的第四系坡残积层粉质粘土和下伏板岩构成。其中岩体结构完全破坏的全风化板岩厚约20m,岩体极破碎的强风化板岩厚约25m。而下伏的中风化板岩呈中厚层状,产状为 25°∠59°,节理裂隙发育,主要结构面产状113°∠47°、 72°∠80°,节理长度1~2m。区内年平均降水量2200mm,地震烈度为Ⅵ度。

由于场整平需要,需对自然坡斜坡进行开挖,坡向136°,与岩层产状近正交。高边坡拟采用1:0.75~1:1坡率和2m宽平台进行设置,坡脚设置“h”型双排桩进行“固脚”,前后排桩间距8m,桩截面均为2×3m,桩长分别为22m和35m,桩间距5m。其中前后两排桩上均设置锚索,锚索分别长40~45m和45~55m,锚固段长17m;全坡面采用长40m长的锚索框架进行加固,锚固段长17m。边坡最大高度约142.6m。


高边坡支护1.jpg


二、坡体处治思路


1、该段边坡高度大,属于特高边坡,加之坡体前部为“容错率在使用期内为零”的教学大楼,故坡体的安全系数应取规范的上限值,确保边坡在使用期内的整体与局部稳定性。即高边坡的加固应贯彻“合理设置宽大平台、固脚强腰、分级加固”的原则。

2、为提高设计品质,故高边坡的防护应加强环保绿化防护。

3、高边坡地层的岩体结构有利于坡体稳定,但坡体岩性较软,不利于坡体稳定。故宜结合风化界面等结构面,在高边坡的适当部位设置宽大平台有效消减坡体应力集中的问题。

4、坡体的土岩界面、全~强风化界面、强~中风化界面对坡体的稳定性有一定的影响,故应加强此类结构面的加固。加之坡面结构面有一定的发育,故应同时加强小结构体的加固。

尤其是考虑到边坡前部的场坪为人员密集活动区,故高边坡应严格确保不能发生坡面落石。

基于此,结合高边坡坡形坡率的设置,对高边坡进行全坡面的加固防护,即宜对每级边坡均应进行必要的加固防护。

6、结合岩土体的性质、尤其是自然边坡上部地形较为平缓,故宜适当放缓边坡坡率,有效提高坡体的自身稳定性,适当弱化边坡的人工加固工程。

7、坡体位于降雨量较大的热带地区,故在逐级设置平台截水沟的基础上,在坡脚和边坡中、上部的两级宽大平台部位设置长度较大的仰斜排水孔,对可能的地下水进行疏排。

8、依据岩土体性质,将锚索的锚固段调整为10m,并依据高边坡的“固脚强腰锁头”的原则,合理设置抗剪能力更大的钢锚管和锚索进工程。

钢锚管与锚索工程依据坡体地质条件,结构工程经验确定的的破裂角形态(与地面形态近似,且是相对保守安全的)和土层与全~强风化层的圆弧搜索法潜在滑面,小结构面、土岩界面、风化界面,结合“固脚强腰锁头与分级加固”的原则综合设置。


基于此,对边坡采用1:1与1:1.25的坡率进行设置,并在5级与10级平台分别设置宽为15m和10m的大平台,全坡面设置钢锚管与锚索框架,结构喷混植生对边坡进行全坡面绿化防护。




该优化方案通过合理设置坡形坡率,大幅提高了坡体的自身稳定性。通过对全坡面的工程锚固,有效提高了坡体的整体与局部稳定性,确保了坡面的稳定性。工程环保性大幅提高,设置了较大的坡体安全贮备,是一个相对较优的方案。


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